隨著高爐冶煉強度的提高和優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的緊缺加劇，以熱性質(zhì)為重點的焦炭質(zhì)量優(yōu)化制備技術得到冶金界越來越重視。從煉焦煤性質(zhì)、配煤原理、配煤技術、焦炭分子和微晶結構、焦炭熱性質(zhì)控制因素、焦炭爐外處理技術及降低焦炭制備成本等方面持續(xù)研究焦炭優(yōu)化生產(chǎn)理論和技術，提出了焦炭微結構與熱性質(zhì)的定向控制的集成技術。

利用現(xiàn)代分析儀器XRD/XPS/SEM/TEM/ROMAN/AFM等全面系統(tǒng)的研究焦炭的碳微晶結構、氣孔結構，以及礦物質(zhì)的化學組成等，提出了表征焦炭碳微晶的微晶化度、表征氣孔性質(zhì)的氣孔粗糙度、表征礦物質(zhì)對焦炭化學反應催化作用的催化指數(shù)等參數(shù)，揭示了控制焦炭熱性質(zhì)的本征因素是焦炭微晶化度－氣孔結構參數(shù)－催化指數(shù)。

將冶金焦炭作為多孔脆性材料，運用材料力學及其破碎斷裂有關理論，研究了焦炭在加熱過程中的形貌變化、高溫熱膨脹性能、高溫彈性模量、高溫抗拉抗折強度等，提出了焦炭熱性質(zhì)的新概念。

在全面系統(tǒng)的研究了煉焦煤性質(zhì)和配伍性、配煤煉焦過程機理及其與焦炭熱性質(zhì)關系的基礎上，提出了“碳合金”配煤新概念和初步實現(xiàn)焦炭微晶結構定向控制，建立了基于碳合金配煤理論的焦炭冷熱強度預測模型，擴大了煉焦煤源，使大型高爐用焦炭配煤中不粘煤配比最高可達到20％，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。

針對優(yōu)質(zhì)煉焦煤源日益緊缺的狀況，提出了進一步提高焦炭熱性質(zhì)的爐外處理技術設想，并在實驗室內(nèi)詳細研究了基于化學催化理論的負催化技術、化學氣相熱解沉積理論的表面處理技術等對提高焦炭熱性質(zhì)的作用，表明合適的爐外處理技術可以大幅度提高焦炭熱性質(zhì)。