高炉炉顶设计
高炉安装方案
高炉安装方案编制说明1、编制目的：高炉本体、框架和设备是凯恒钢铁580m³高炉工程的核心。
高炉主体的安装是整个工程安装的重点和难点，为保证高炉主体安装的质量和工期，特编制此吊装方案。
2、编制宗旨：确保高炉壳体安装的施工保质、保量、保工期，使业主满意。
编制依据本施工方案的编制依据是施工文件、施工图纸、国家现行规范、规程、标准、GB/T19001—2000质量标准、国家有关建筑施工现场安全管理标准，并结合以往施工的同类工程特点、施工经验，我公司施工能力、技术装备状况制订的。
本施工方案的编制是在设计院设计图未到齐，只有少量设计图的条件下编制的。
由于编者水平有限，编制难免出现疏漏及不妥之处，根据现场施工的实际情况，施工时补充方案与本方案具有同等的效力。
方案编制所遵循的国家现行的施工标准、规范、法律法规：《炼铁机械设备工程安装验收规范》 (GB50372-2006) 《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB50205-2001) 《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001）《建筑施工高处作业安全技术规范》（GBJ80-91）《工程测量规范》（GB50026－2007）《起重机设备安装工程施工及验收规范》（GB 50278-2010）《塔式起重机安全规程》（GB5144—2006）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）《钢结构高强螺栓连接设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）《建筑工程质量管理条例》《华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国建筑法》目录一、工程概况二、施工准备三、高炉系统安装方法及技术要求四、资源准备五、质量保证措施六、安全施工保证措施七、雨季施工措施附图：1、现场布置图2、吊盘示意图3、围管临时支架4、支撑及爬梯示意图。
5、临时三脚架6、拼装平台搭设示意图7、测心支架示意图1、工程概况：1.1、工程名称：1.2、工程内容：高炉区域内除土建结构及砌筑以外的金属结构制作安装，设备安装调试，厂区工艺管网制作安装，电气，仪表安装调试，区域内防腐保温，设备单机试车，配合联动试车及配合保驾自负荷试运开始一个月内。
高炉炉顶设备的技术管理
高炉炉顶设备的技术管理摘要：炉顶设备是高炉生产中的重要组成部分，现如今部分企业因设备方面的问题以出现了脱节的情况，若想切实满足当前时代的生产加工需求，就需要做好相应的优化和调整，通过技术管理不断提升高炉的综合使用性能，不仅可以有效提高生产效率，且可以通过原料的精确配比，提升产品的品质。
下面将对高炉炉顶设备的技术管理进行分析论述，并总结了当前实际工作的现存问题，以此为基础提出了具体策略，保证最终应用能够满足实际需求。
关键词：高炉；炉顶设备；技术管理；策略引言当前加工行业正处于产业构造调整、产品换代升级的重要时期，技术水平随着发展也在随之提高，高炉炉顶设备管理作为生产的重要环节，对控制精度的要求最高，如不满足实际需求，则产品得到产量和质量必然会受到影响。
高炉生产过程是连续运行的，开炉后除了定期检修外应保持连续生产，如上料不当则会导致炉温波动，为此在后续的技术管理中必须做好整合，提高控制精确程度，保证运行时的精确度，从而实现高炉高产稳定，从而进一步增加收益。
1 高炉炉顶设备的技术管理概述1.1 炉顶设备炉顶设备是高炉生产主要核心组成部分，自身属于重型机械，不仅整体结构复杂、构造精密，且重量高体积大，在运行过程中如某一环节出现问题，则可能引发多种事故，因此相关人员需要对其应用加大关注力度，结合实际情况进行优化和调整，保障工作的效率和安全系数。
炉顶设备按照不同形式结构可以将其分为单级炉顶和多级炉顶，通过垂直中分面螺栓连接完成工作，质量好坏对于后续运行有着巨大的影响，因此在工作中必须要进行检查，提高在应用时的整体性能。
1.2 技术管理随着我国发展建设速度的不断加快，生产需求也在随之提高，若想避免在运行过程中出现问题，必须要对炉顶设备技术管理力度，在运行中应结合相关制度有效展开工作，全面优化相关内容，规避运行中的风险问题。
炉顶设备技术管理实践方面已经相对成熟，且完全具备技术和能力，相关人员应尽可能地保证管理能够符合可持续发展战略的具体要求，进一步提升炉顶设备的运行效果，使安全性和可靠性两方面能够得到提升，为后续实现可持续发展建设提供基础保障。
1260m~3级高炉工艺设计
作者 简介 ： 先喜 ， 北昌黎人 ， 曾 河 冶金 工 程 师 ， 究 方 向 ： 型 环 保 冶金 设 计 。 研 新
现 代 商 贸 工 业
Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅ ａ ｅＩｄ ｓ ｙ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔｒｄ ｎ ｕｔ ｎｓ ｒ ２１ ０ ２年 第 １ ３期
高 炉 炉 体 结 构 采 用 自 立 式 框 架 结 构 。 炉 体 设 四 层 平 每个 出铁场 各设一 台 １／ ６ ３吨 双 钩 电 动 桥 式 起 重 机 ， 用 台 ， 台间设两路 走梯 。 平 于铁沟 的维修及 吊运炉前各 种材料和设 备 。 ３ ４ ２ 炉 体 冷 却 壁 结 构 ． ． 每 个出铁场 上各设一套 渣 、 沟等 。 铁 在 炉 缸 部 位 采 用 耐 热 铸 铁 光 面 冷 却 壁 ； 腹 部 位 分 两 炉 每 个 出 铁 场 各 设 有 液 压 开 铁 口机 一 台 ， 压 泥 炮 一 台 。 液 段 、 用 带 肋 的 双 排 冷 却 水 管 球 墨 铸 铁 冷 却 壁 ； 腰 及 炉 身 采 炉 （） 水 运输 。 ３铁 下部两段 采用铜 冷却 壁 ； 身铜 冷 却 壁 以上 部 位均 采 用球 炉 设 计采用 混铁车运输铁 水 。 墨铸铁冷 却壁 。 （） ４ 出铁 场 除 尘 。 ３ ４ ３ 高 炉 内衬 结 构 和 材 质 ． ． 铁 口上 方 设 顶 吸 罩 、 侧 设 置 扁 口侧 吸 除 尘 装 置 。 摆 两 （） 炉炉 底 、 缸结构 及材质 。 １高 炉 动 流 嘴 设 对 吸 除 尘 管 路 。 主 铁 沟 及 砂 口处 在 沟 的 两 侧 采 用 采 用 热 压 小 炭 块 与 刚 玉 莫 莱 石 陶 瓷 砌 体 组 成 的 陶 瓷 杯 侧 吸 方 式 除 尘 ， 抽 尽 的 烟 尘 通 过 出 铁 场 上 部 的 排 烟 气 楼 未 结构炉缸 。 自然 抽 风 排 出 。 （） 腹 、 腰 及 炉 身 内 衬 结 构 和 材 质 。 ２炉 炉 ３ ６ 热 风 炉 系统 ． 采用 薄 壁 炉 衬 ， 壁 炉 衬 结 构 不 仅 减 少 砖 衬 量 ， 省 投 薄 节 高 炉 配 置 三 座 顶 燃 式 热 风 炉 ，９孔 高 效 格 子 砖 ， 蓖 子 １ 炉 资 ， 且保 持合理 的内型 ， 于强 化冶炼 。 而 利 支 柱 采 用 剪 支 梁 并 具 有 冷 风 导 流 装 置 。热 风 炉 各 口砌 筑 采 （ ） 口区 和 铁 口区 砌 砖 。 ３风 用 组 合 砖 技 术 ， 计 风 温 １ ５ ℃ ， 温 区 采 用 硅 砖 ， 设 置 设 ２０ 高 并 铁 口 区采 用 抗 渣 、 侵 蚀 性 能 好 的 刚 玉 莫 莱 石 组 合 砖 回 收 烟 气 预 热 煤 气 和 助 燃 空 气 的 余 热 回 收 装 置 。热 风 炉 系 铁 砌筑 。 统 自动 控 制 包 括 送 风 温 度 控 制 和 换 炉 控 制 。 风 口 区采 用 热 震 稳 定 性 好 的 改 性 高 铝 组 合 砖 砌 筑 。 ３ ６ １ 热 风 炉 内 衬 及 耐 火材 料 ． ． （ ） 皮 与 冷 却 壁 之 间压 人 无 水 压 人 泥 浆 。 ４炉 热 风 炉 拱 顶 采 用 硅 砖 砌 筑 ； 部 高 温 区 的 大 墙 部 位 采 上 ３ ４ ４ 高 炉 冷 却 系统 ．． 用 耐 高 温 的 硅 砖 ； 、 部 采 用 热 稳 定 性 好 ， 高 温 的 低 蠕 中 下 耐 （ ） 体 冷 却 壁 的 冷 却 １炉 变 高铝砖和 粘土 砖 ； 热 室 内采 用高 效 １ 蓄 ９孔 格 子 砖 ， 自下 高炉 炉体 冷却壁 采用软 水 闭路循 环 冷却 。根据 高炉 热 而 上 依 次 采 用 粘 土 砖 、 蠕 变 高 铝 砖 和 硅 砖 。 低 负荷 和 冷 却 壁 的 设 计 要 求 ， 却 系 统 分 为 本 体 冷 却 系 统 和 冷 热 风 炉 各 孔 根 据 工 作 条 件 采 用 不 同 材 质 的 组 合 砖 砌 强 化冷却 系统 。 筑 。 （） 底及热 风 阀、 流休 风阀 等的冷却 。 ２炉 倒 ３ ６ ２ 热 风 炉 主 要 设 备 ．． 炉 底 及 热 风 阀 均 采 用 软 水 闭 路 循 环 冷 却 方 式 ， 一 个 为 独 立循环 系统 。 设 备 名 称 数 量 型 号 技 术 规 格 阀 门 通 径 （ ） 台 （ ｍ） ａ ｒ （） 压 净 环 水 冷 却 系 统 。 ３高 热 风 阀 ３ ＱＲ７ ３ ４Ｒ Ｔ＜ １０ ℃ Ｐ ０ ３ ＭＰ ３０ ＜ ．４ ａ ＤＮ１ ０ ３０ 高 压 净 环 水 冷 却 系 统 包 括 ： 口小 套 、 顶 打 水 降 温 ， 风 炉 烟 道 阀 ６ ＱＺ ４ Ｙ ７１ Ｔ＜ ５ ０ ０ ℃ Ｐ＜０ ３ ＭＰ ．４ ａ Ｄ ３０ Ｎ１０ 炉顶设备 冷却用水 等 。 倒 流 休 风 阀 ｌ ＱＲ７３ ４Ｒ Ｔ＜ ｌ ０ ℃ Ｐ ０ ３ ＭＰ ３０ ＜ ．４ ａ ＤＮ１０ ３ ：０ （） 压净环 水冷却 系统 。 ４常 混 风 切 断 阀 １ ＱＺ ４ Ｗ Ｔ＜ ６ ０ １ ０ ℃ Ｐ ０ ３ ＭＰ ＤＮ７ ０ ７７ ０ ／２ ０ ＜ ．４ ａ ０ 常 压 净 环 水 冷 却 系 统 系 统 包 括 ： 口 二 套 、 套 、 顶 风 大 炉 冷 风 阀 ３ ＱＣ ４ Ｗ ７２ Ｔ＜ ２ ０ ５ ℃ Ｐ＜０ ３ ＭＰ ．４ ａ ＤＮ１０ Ｏ ２ 和高炉晚期 炉皮打水 及其它零 星用水 。
阿钢1080m3高炉工艺流程设计特点
阿钢1080m3高炉工艺流程设计特点0 引言西林钢铁集团阿城钢铁有限公司（简称阿钢）根据发展需要，决定新建2座1080m3高炉，一期投产一座。
为实现高风温、高煤比、高顶压、高煤气利用、高利用系数、低能耗及长寿、环保的生产目标，1080m3高炉主要设计指标：利用系数2.7t/m3.d，入炉矿综合品位58%，焦比360kg/t，煤比200kg/t，风温1200℃，炉顶压力0.20mpa，富氧率2.3%，吨铁渣量不大于360kg，年产生铁100万t，高炉一代炉龄不低于12年。
1 高炉本体炉体框架设计采用自立式框架结构（17m×17m）。
炉顶采用框架式结构，考虑阿城当地的气候条件，炉顶从31.9米大平台至炉顶受料斗区域设计为封闭式结构。
高炉车间工艺流程见图1。
1.1 高炉内型高炉内型对高炉冶炼起着重要作用。
在总结国内外同类型容积高炉内型尺寸的基础上，结合阿钢原燃料条件，设计采用适宜强化冶炼的矮胖炉型，合理的内型能促使冶炼指标的改善。
高炉炉型主要参数见表1。
其特点如下：1）采用矮胖型炉型，减小炉腹角、炉身角。
较大的炉身角有利于受热膨胀后的炉料下降，较小的炉腹角有利于煤气流的均匀分布，减小对炉腹生成渣皮的冲刷，保护炉腹冷却壁，延长其寿命。
2）加深死铁层厚度。
加深死铁层会增加炉缸侵蚀面积，但环流的减弱，将延缓炉墙厚度方向的侵蚀速度，无疑对高炉是有利的。
同时较深的死铁层可多贮存铁水，保证炉缸有充足的热量储备，稳定铁水温度和成分。
3）加大了炉缸高度。
可保证风口前有足够的风口回旋区，有利于煤粉的充分燃烧及改善高炉下部中心焦的透气（液）性，有利于改善气体动力学条件。
4）高炉设有20个风口，2个铁口（夹角170℃）。
1.2 炉体冷却系统及冷却结构1）为最大限度地节约用水并考虑到方便检测，高炉炉体冷却分三个系统：软水密闭循环冷却系统、高压工业水冷却系统、常压工业水冷却系统。
a：软水密闭循环冷却系统：总供水量3200m3/h，压力0.6mpa，包括冷却壁本体串联冷却环路，风口大、中套、水冷炉底冷却环路。
首钢京唐5500m3高炉BSK顶燃式热风炉设计研究-炼铁技术炼钢技术
首钢京唐5500m3高炉BSK顶燃式热风炉设计研究张福明，梅丛华，银光字(北京首钢国际工程技术有限公司)摘要：介绍了首钢京唐钢铁厂5500m3高炉BSK顶燃式热风炉的设计创新。
优化集成了特大型顶燃式热风炉工艺；研究开发了助燃空气两级高温预热技术和顶燃式热风炉高效陶瓷燃烧器。
关键词：高炉；顶燃式热风炉；高风温；陶瓷燃烧器首钢京唐钢铁厂是中国在21世纪建设的具有国际先进水平的新一代钢铁厂。
钢铁厂建设2座5500m3高炉，年产生铁898．15万t／a。
这是中国首次建设5000m3以上的特大型高炉，在全面分析研究了国际5000m3以上的特大型高炉技术的基础上，积极推进自主创新，自主设计开发了无料钟炉顶设备、煤气全干法布袋除尘工艺、高炉高效长寿综合技术、顶燃式热风炉、螺旋法渣处理工艺等一系列具有重大创新的先进技术和工艺装备。
高风温是现代高炉炼铁的重要技术特征。
提高风温可以有效地降低燃料消耗，提高高炉能量利用效率。
设计中对改造型内燃式、外燃式、顶燃式3种结构形式的热风炉技术进行了研究分析，在首钢顶燃式热风炉技术和卡鲁金式顶燃式热风炉技术的基础上，综合2种技术的优势，设计开发了BSK(Beijing Shougang Kalugin)型顶燃式热风炉技术，将顶燃式热风炉技术首次应用在5000m3级特大型高炉。
1 热风炉工艺技术研究1．1 优化集成顶燃式热风炉工艺技术高炉设计中对当时世界上已建成投产的13座5000m3以上的特大型高炉工艺技术装备和生产运行状况进行了综合研究分析。
国内外4000m3级的大型高炉主要采用外燃式热风炉，仅有个别高炉采用内燃式热风炉；5000m3以上的特大型高炉全部采用外燃式热风炉；全世界4000m3以上的高炉尚无采用顶燃式热风炉的应用先例。
顶燃式热风炉将燃烧器置于拱顶部位，利用热风炉的拱顶空间进行燃烧，取消了独立设置的燃烧室，其结构对称、温度区间分明、热效率高、占地少，是一种高效节能长寿型热风炉，是热风炉技术的发展方向。
攀钢新3号高炉的设计和主要设备简介
攀钢新3号高炉的设计和主要设备简介作者：王含来源：《硅谷》2011年第06期摘要：攀钢新3号高炉的设计在结合攀钢1、2、3、4号高炉生产实践经验的基础上，采用许多新工艺、新材料、新结构、新设备。
高炉的装备水平和自动控制水平达到当前国内高炉冶炼钒钛磁铁矿的先进水平，新3号高炉的有效容积为2000m3，为国内高炉冶炼钒钛磁铁矿的大型化奠定良好的基础。
关键词：设计；设备；高炉；热风炉中图分类号：F42文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0320074－02攀钢四座高炉，总炉容为5030m3，年产炼钢铁水约420万吨，各高炉有效容积为：#1，1280m3（最初建设有效容积为1000m3，90年大修扩为1200m3，2002年再次大修扩为1280m3）；#2、#3，1200m3；#4，1350m3。
根据以上情况，可以看出，攀钢高炉单个有效容积偏小，难以充分发挥出高炉炼铁方面的优势。
为了提高高炉装备水平，攀钢新3号高炉有效容积设计为2000m3，是国内冶炼钒钛磁铁矿最大的高炉，为国内高炉冶炼钒钛磁铁矿的大型化奠定了良好的基础。
1 设计原则遵循长寿、高效、节能、实用的原则，方便生产操作和维护，结合实际采用成熟的先进技术，提高技术装备水平；以高起点、少投入、多产出为原则。
2 高炉主要技术操作指标攀钢新3号高炉主要设计指标的确定，一方面考虑了冶炼钒钛磁铁矿的特点，另一方面考虑了高炉大型化对指标的影响，同时也参考了攀钢其它四座高炉的操作指标，具体设计指标见表1。
3 平面布置新#3高炉布置在四号高炉西侧的弄弄沟内，为原炼铁厂铸铁车间位置。
此位置有铁路和道路与厂区连接；场地地形较平坦，地形标高在1104.00m～1104.50m左右。
四座外燃式热风炉和重力除尘器分别布置在新#3高炉的北面和西面。
原料矿槽布置在新#3高炉东面，与高炉轴线夹角为64°00′；煤粉喷吹塔和焦丁回收场布置在原料矿槽的北面。
03-高炉炉壳吊装方案解读
目录一、工程概况： (1)二、编制依据 (1)三、吊装总体策划 (2)四、工程计划使用吊车简介 (8)五、吊装参数 (11)六、安全吊装计算 (12)七、安全管理 (16)附：防台防汛事故应急响应预案高处坠落事故应急响应预案火灾事故应急响应预案触电事故应急响应预案中暑事故应急响应预案高温、灼烫事故应急响应预案初炼炉吊装安全方案一、工程概况：广西盛隆2×1600m³初炼炉项目共两套高炉系统，原材料由甲方供货，初炼炉设计容积1600m³。
初炼炉炉壳材质为Q345C，板厚为36mm,40mm，50mm，65mm不等，炉壳安装标高在2.200m～38.880m之间，内径在2.640m～12.260m之间。
根据设计资料、现场作业状况及设备实际运输条件，炉壳共分17段，每段炉壳基本按4块分段进场，炉壳进场前在制造厂进行了预装配，并在炉壳上标定16点预装配定位标记，供现场复核及组装。
开孔前炉壳总重量约为446.7吨，开孔后最重一带炉壳为风口带和铁口带，分别重约61吨、58吨，吊装高度风别为14.382m、11.74m。
初炼炉下部框架材质：框架柱，框架梁，柱脚及柱内筋板，柱子上的筋板材质均为Q345B; 次梁材质为Q235B，各次梁与主梁连接的连接板及筋板材质为Q235B,框架柱分2节吊装，截面为1400*1400mm箱型柱，重量为35吨，长度为12米；初炼炉上部框架为24.7米到36米标高框架，框架柱型号为焊制十字柱，单根柱子重量为19吨；初炼炉炉顶钢架主框架材质为Q235B，为标高36米以上框架，框架柱分2节吊装；其他需使用3000t.m塔吊吊装的构件及设备有上升、下降管、5#重力除尘系统、粗煤气系统、炉体各种料管、炉顶行车、炉顶液压站、炉顶氮气罐、炉顶放散系统及其设备、热风围管等。
二、编制依据1、中钢集团设计院所出设计说明、图纸以及各项技术标准规范等2、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）3、《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》－炼铁设备（YBJ208-85）4、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）5、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-1991）6、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231—98）7、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236—98）8、《连续运输设备安装工程施工及验收规范》（GB50270—98）9、《起重设备安装工程施工及验收规范》（GB50278—98）10、《建设工程项目管理规范》（GB/T50326—2001）三、吊装总体策划3.1、现场平面布置5#、6#初炼炉本体主要采用3000t.m塔吊吊装，局部采用150t履带吊配合吊装，塔吊位于5#、6#高炉中间，轨道总长100米，炉壳中心距塔吊中心最近距离30米，初炼炉框架远端柱距塔吊中心线38米，近端柱距塔吊中心线22米，拼装平台位于5#炉东南侧，拼装平台中心距轨道中心30米。
德国申克高炉炉顶料罐称重系统技术方案
德国申克高炉炉顶料罐称重系统技术方案一、简介高炉炉顶料罐压力补正的称重技术是申克的一项代表性的技术，在该领域里申克的技术在全球一直处于领导者地位。
高炉炉顶料罐压力补正称重技术广泛应用于无钟炉顶的串罐或并罐的高炉加料系统，通过仪表特殊软件实时将高炉炉顶压力对称重的影响降到最低，实现料罐高压力下的精确重量测量，以实现高炉稳定可靠的重量法布料，可以有效提高高炉的生产效率和冶炼质量。
高炉炉顶料罐压力补正称重系统主要由RTN型高精度称重传感器和带特殊软件的仪表DISOMAT组成。
首先压力变送器将用户的炉顶压力信号送给仪表，由仪表在检测料罐重量信号的同时，根据不同的压力进行实时补偿，将复杂工艺过程中的重量信号稳定地送给炉顶料罐布料控制系统，补偿后的重量信号用于高炉的重量法布料二、工艺参数炉顶正常工作压力MPa;炉顶最大工作压力MPa ;料罐自重：45T料最大重量：72T三、设备清单一套高炉炉顶料罐（并罐）称重系统，包括：3只称重传感器，型号RTN 100t技术参数依据样本BV-D 2019CN传感器工作温度80度，附带12米电缆，传感器精度0.05%，灵敏度2.85mV/V+-2.85uV/V3套特殊设计传感器安装件，型号VPN100T-S技术参数依据样本BVD-2025CN-VPN,含接地螺栓和电缆料罐安装传感器支撑部位与基板的空间高度约为310mm1台DISOMAT TERSUS 智能称重仪表, 型号VEG 20450+VPB+VEA防护等级IP54技术参数依据样本BV-D 2273 CN DISOMAT Tersus预装特殊压力补正软件，我公司仪表采用特殊的炉顶压力补正方法（在整个压力范围内采用趋势性完全补偿），将炉顶压力对料罐的作用力进行实时积算，并对称量结果进行补偿，以满足准确的称量结果，达到现场的布料要求。
含VEA扩展接口卡, 型号VEA 20451，提供模拟量输出4-20mA接口，模拟量输入4-20mA接口含Profibus VPB模块，总线通讯方式为Profibus DP1个智能接线盒，型号VME 21040，DISOBOX PLUS多通道数模转换器，所有传感器的输出信号可分别数字化，每个传感器的测量电压可以随时分别获得。
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高炉炉顶系统设计创建时间：2008-08-02高炉炉顶系统设计(blast furnace top system design)将原、燃料按规定的料批和程序经炉顶往炉内装料、布料和对煤气进行密封的设施设计。
设计内容主要包括装料设备能力确定，装料设备型式选择，以及高压炉顶、炉顶结构型式和炉顶附属设备设计。
简史19世纪，高炉采用料斗、料钟组成的钟式装料设备。
1907年，美国马基(MAKEE)公司发明了带旋转布料器的双钟式装料设备，得到广泛应用。
20世纪60年代，随着高炉大型化和炉顶压力的提高，许多国家竞相研制新型装料设备，出现了以双室密封的三钟、四钟型装料设备和使用盘式阀减小密封面的钟阀式装料设备。
1971年，卢森堡鲍尔渥斯(Paul Wurth)公司研制成功无料钟炉顶装料设备。
1972年1月在联邦德国奥古斯特蒂森(August Thyssen)钢铁公司汉博恩(Hutte Hamborn)厂1445m3高炉上首先试用了并罐式无料钟装料设备。
20世纪80年代又出现了串罐式无料钟装料设备。
20世纪70年代以前，中国高炉广泛采用双钟式装料设备。
1979年中国首都钢铁公司1327m3高炉上采用了并罐式无料钟装料设备。
1985年宝山钢铁总厂1号高炉采用了双钟四阀型钟阀式装料设备。
1990年鞍山钢铁公司2580m3高炉采用了串罐式无料钟装料设备。
装料能力的确定为缩短装料时间，装料设备一般都可以贮存最大一批炉料。
对不同料批在规定时间内，按一定的程序，完成装料、布料、均压、放散等操作，以确定生产能力。
装料能力的计算以无料钟装料设备为例，如一批料由焦炭、矿石(C↓O↓)组成时，则一批料的装料总时间T=T1+T2+T3+T4。
其中T1为装完一批料各阀的动作时间(包括上料闸阀、上密封阀、料流调节阀、下密封阀和均排压阀，各阀位置见图4)，s；T2为均压、排压时间，s，T3为上料闸阀排料时间，s；T4为料流调节阀排料时间，s。
装料设备的最大装料批数M =(24×3600)／T(实际需要装料批数M见高炉上料系统设计)。
装料设备作业率J=(M／M max)×100％，必须与上料系统的作业率相匹配，设计中一般采用J=70％～75％，旧厂改造时max不宜超过80％。
装料设备型式选择按高炉容积、炉顶压力、上料方式等条件进行选择。
要求达到工作可靠、布料灵活、煤气密封性好、使用寿命长、设备重量轻、总体高度低并易于维护检修。
炉顶装料设备有钟式、钟阀式和无料钟式三种。
(1)钟式装料设备。
包括双钟、三钟、四钟三种类型(图1)。
双钟式装料设备由大钟完成布料。
大、小钟起密封作用，但当炉顶压力要求较高时，大钟易磨损，影响密封效果，这种形式适用于炉顶压力小于0．15MPa 的中、小型高炉。
三钟式装料设备，在炉顶高压操作的情况下，虽大钟寿命延长，但小钟寿命缩短，使用效果欠佳，已不再采用。
四钟式装料设备满足高压操作的要求，效果较好，但设备复杂，结构庞大，除日本少数高炉采用外，未能得到广泛应用。
(2)钟阀式装料设备。
大钟主要起布料作用，由密封阀起密封作用，减小了密封面，因此可适用于炉顶压力约为0．25MPa的高炉，但设备重，结构庞大。
(3)无料钟装料设备。
取消了大小料钟．采用小直径的上、下密封阀密封煤气，用料罐贮料，用料流调节阀控制料速，用流槽布料，其结构简单，设备轻，密封性好，布料灵活，维修方便，投资省，适用于炉顶中、高压操作的高炉，但对原、燃料的整粒要求较严格。
钟式装料设备多用双钟式，三钟、四钟式，由于结构复杂，很少采用。
钟式装料设备由大钟、大料斗、煤气封盖、小钟、小料斗、布料器和受料斗组成一个完整系统(图1)。
大小料钟起着布料和密封煤气的作用。
(1)大钟直径对炉料在炉喉处的布料状况有很大影响。
可根据炉喉直径、大钟与炉喉的间隙或大钟直径与炉喉直径的比值合理选择，一般d0/ d1为0．67～0．80；d1- d0为1．2～2．2m(d1，d0见高炉炉体系统设计)，炉喉的间隙随炉容增大而加大。
大小钟之间的有效容积必须大于一个最大料批的总体积，对于用料车上料的高炉，该有效容积一般为料车容积的5倍。
(2)大钟为整体铸成，倾斜角一般为53。
，在机械加工前，需进行高温退火和回火，以消除内部残余应力。
大钟在安装前必须做静平衡试验并达到规定要求，同时，还应合理确定小钟与大料斗尺寸，以减少炉料对大钟面的冲击和磨损。
小钟倾斜角为50～55。
，为便于更换，作成两个半体，用螺栓联接。
更换小钟时，可由煤气封盖上椭圆形检修孔中放进或取出。
(3)大小钟的开闭应保证大小钟沿直线运动。
一般，强迫下降钟杆连接在刚性直线运动的连杆机构上，自由下降钟杆用链条挂在平衡杆一端的扇形板上，依靠沿切线方向的运动来实现。
大小钟开闭的行程和时间要满足装料要求，大中型高炉大钟行程一般为600～750mm，小钟行程一般为650～900mm。
大小钟的开启从受力方式上可以分为两种：靠钟的自重及料重就可以下降的称为自由下降，易于保证垂直升降，结构简单；靠给料钟一定压力开启料钟的称为强迫下降。
大小钟的开闭按传动方式可以分为机械传动和液压传动两种，常用机械传动式，这种方式是大小钟分别经钟杆吊挂在各自的平衡杆上，用电动卷扬机通过绳轮操纵平衡杆来控制大小钟开闭。
液压传动式主要有两种：一种是用油缸推动大小钟平衡杆来开钟，靠平衡锤来关钟；另一种是用油缸推动扁担梁来关钟，靠料重与钟的自重来开钟。
液压传动式可减轻炉顶设备重量，降低炉顶高度并减少关钟时的冲击力。
布料器主要有马基式、快速旋转和空转定点布料器等形式。
(1)马基式布料器。
是双钟炉顶普遍采用的设备：它把承载着炉料的小料斗旋转起来，按规定角度把料堆尖分别送到圆周上的各个位置，带料旋转速度约为3r／min，布料器有效容积为料车有效容积的1．1倍。
(2)快速旋转布料器。
布料漏斗与小料斗脱开，装料时快速旋转布料漏斗，能将炉料连续、多层、均匀分布在小钟料斗内，旋转速度一般为10～20r／min。
(3)空转定点布料器。
其形状为单斜口的偏心旋转漏斗。
每装一批料前，旋转漏斗单向慢速空转一定角度后受料。
每次所转角度任意确定，可使在炉喉所形成的料堆尖叠加成螺旋状，故称为螺旋布料。
布料器漏斗容积为料车容积的0．3～0．4倍，转速一般为2～4r／min。
钟阀式装料设备在大小钟装料设备上部增设了密封阀，采用双室密封并减小密封面，主要有双钟双阀和双钟四阀两种型式(图2)。
图2a为双钟双阀式回转斗布料器。
炉料经贮料斗用布料器布在小钟上方的密封室内，可以定点或连续布料。
布料器通常采用回转斗式，其驱动装置放在密封室外。
图2b为双钟四阀式旋转布料器，旋转布料器位于贮料斗上部，不用密封，易于维护检修，可以定点或连续布料。
贮料斗下方均匀布置四个扇形节流阀和密封阀。
布料性能好，大钟寿命长，可以使用一代炉役。
密封阀多采用盘式，一般用液压传动使阀盖做旋转运动。
阀盖上装有耐热橡胶圈。
可承受不高于250℃的温度。
阀座上设有吹扫孔，在阀盖将要关闭时，通氮气吹去橡胶圈表面粘附的炉尘，是炉顶保证密封煤气的关键设备。
可调炉喉，是当炉喉直径增大到一定程度时，为克服钟阀式装料设备布料不均现象，在大钟之下的炉喉钢砖上方，所设置的一种活动的炉喉板：它可以做成可以调节内径的移动式、或改变锥度的摆动式装置。
它可以改变炉料沿大钟表面向下落料的轨迹，在较大的范围内控制炉料的落下位置，达到比较理想的分布状态。
无料钟装料设备有并罐和串罐两种型式。
由受料斗、料罐、上下密封阀、料流调节阀、驱动装置、气密箱和布料流槽等部分组成。
料罐有效容积按最大焦炭批重(见高炉上料系统设计)装在一罐内考虑。
布料流槽可作圆周方向旋转。
转速8r／min，又能在0。
～52。
(常用35。
～45。
)范围内改变倾角。
(1)并罐式无料钟装料设备。
两个料罐并列于高炉中心线两侧，交替贮料(图3)。
布料时从中心喉管卸出的料流偏向料罐所在位置的对面，当炉料通过旋转流槽落下时，其粒度和重量在高炉圆周方向上的分布不均匀。
出现炉料偏析。
(2)串罐式无料钟装料设备。
受料罐串接在料罐之上(图4)。
由于料罐与高炉中心一致，从根本上解决了炉喉内的炉料偏析，但装料能力受到一定影响。
在中心卸料式串罐无料钟装料设备内安装导料器能够有效地控制炉料偏析。
(3)布料方式。
由于流槽可以分别或同时进行旋转、摆角运动，因而能够实现多种布料方式。
有环形、螺旋、扇形、定点四种基本方式(图5)。
布料流槽控制方式有时间控制和质量控制两种(见高炉自动化系统功能设计)。
(4)气密箱。
是无料钟装料设备的核心部分，内装布料流槽驱动装置。
用两台电机通过行星差动减速机、齿轮等分别或共同使流槽旋转和摆动。
气密箱一般用氮气进行气封和气冷，改进后采用水封和水冷。
高压炉顶提高炉顶压力是高炉强化冶炼、增产的主要措施。
1944年美国首先采用高压操作，1956年中国鞍山钢铁公司9号高炉较早采用。
炉顶压力一般以大于0．03～0．04MPa为高压，20世纪80年代以来，设计炉顶压力已达到0．3MPa。
高压炉顶的主要设计内容包括炉顶压力控制、均排压系统和排压煤气回收。
(1)炉顶压力控制。
是在高炉煤气除尘设备之后，采用多个不同大小的蝶形调节阀组成减压阀组，或将减压阀组与高炉煤气余压透平发电机组的调速阀组成并联网路，进行炉顶压力的调节和控制。
大型高炉设有多个放散阀，分别设定了各自开启的压力值，当炉顶压力超过设定值时，将自动打开(图6)。
(2)均排压系统。
高压操作的高炉，须设均排压系统。
该系统用于往贮料装置内充入与炉顶压力相当或略高的气体，使密封设备顺利开闭，炉料顺利装入炉内。
排压系统用于排除贮料装置内的压力，使料车或上料胶带运输机顺利向贮料装置装料。
均压介质，对于双钟装料设备，一般是用半净煤气引入大小钟之间；对于钟阀及无料钟式装料设备，有的除引入半净煤气进行一次均压外，必要时还引入加压煤气或氮气进行二次均压。
半净煤气是通过重力除尘器、洗涤塔后或一级文氏管清洗后的高炉煤气，比炉顶压力稍低。
(3)排压煤气回收。
大型高炉设置煤气回收装置，可以回收大部分或全部排压煤气，回收煤气量每吨铁为10～20m3。
回收方法有自然回收和自然加强制回收两种：(1)自然回收。
先进行一次排压，开煤气回收阀，使排放煤气经旋风除尘器进入煤气主管，当煤气回收管内压力达到一定压力值时关闭煤气回收阀，进行二次排压，打开排压阀放散剩余煤气。
(2)自然加强制回收(图7)。
先进行一次自然回收，然后引入半净煤气通过喷射器引射进行二次回收，采用后一种方式可以回收全部排压煤气。
炉顶结构型式与炉顶装料设备、煤气导出管、上升管、上料系统的型式、布置以及各种荷载传递方式有关。
应满足检修、设备更换方便、操作安全等要求。
结构形式主要有梯型框架、门型框架及上升管支承式(图8)。