چکیده: زغال‌سنگ در قالب کک، به‌عنوان سوختی ارزان و مؤثر، جایگاه مهمی در صنعت فولاد دارد. از این رو در این رساله، به منظور تحلیل تأثیر ویژگی‌های ذاتی و شرایط آماده‌سازی زغال‌سنگ بر شاخص‌های کیفیت کک، از روش‌های آماری و الگوریتم‌های فراابتکاری استفاده شد. در بخش نخست، با اتکا به داده‌های حاصل از شرکت ملی ذوب‌آهن اصفهان و بررسی منابع علمی موجود، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها به‌منظور تحلیل خواص رفتاری سه نوع زغال‌سنگ کک‌شو بر اساس ویژگی‌های ذاتی، در محیط آزمایشگاهی طراحی و اجرا شد. سپس با بهره‌گیری از روش‌های رگرسیونی در قالب مدل‌سازی‌های خطی و غیرخطی و در دو سطح تک‌متغیره و چندمتغیره، در مجموع ۱7 مدل رفتاری ارائه شد که در نهایت با اعمال روش رتبه‌بندی دو مدل غیرخطی بر پایه درصد خاکستر زغال‌سنگ و درصد ویترنیت آن، به عنوان مدل‌های نهایی برگزیده شدند. در ادامه، از روش‌های طراحی آزمایش برای بررسی تأثیر پارامترهای آماده‌سازی بر کیفیت کک استفاده شد. روش‌های طراحی آزمایش نشان داد که مهم‌ترین پارامتر درصد اختلاط زغال‌سنگ بوده که بیشترین تأثیر را بر قطر معادل منافذ با 56/0 R2= داشته است. از طرفی به منظور توسعه مدلی برای ترکیب بهینه زغال‌سنگ، ابتدا با کمک الگوریتم گرادیان تقویتی، پارامترهای کلیدی شناسایی و درصد خاکستر با ضریب اهمیت ۶۶ تا ۸۵ درصد به عنوان مهم‌ترین عامل مؤثر معرفی شد. سپس با اعمال رگرسیون بردار پشتیبان، رابطه‌ای قوی میان درصد خاکستر و تعداد منافذ کک با ضریب تعیین 81/0 حاصل شد. در نهایت، با تعریف یک تابع هدف براساس سه دسته محدودیت(محدویت‌های کیفیت زغال‌سنگ، محدودیت‌های کیفیت کک و محدودیت‌های عملیاتی) و با اعمال و بکارگیری الگوریتم بهینه‌سازی وال، یک مدل برای ارائه ترکیب بهینه‌ از زغال‌سنگ با درصد اختلاط مشخص ارائه شد این مدل نشان داد برای داشتن یک کک با حداقل مقدار نرخ مصرف (۳۱ درصد) باید سه نوع زغال‌سنگ شاهرود، طبس دولتی و طبس خصوصی با درصد اختلاط (25، 45 و 30) درصد مخلوط شوند.