装料制度指炉料装入炉内的方式方法的有关规定，包括装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等。高炉上部气流分布调节是通过变更装料制度，调节炉料在炉喉的分布状态，从而使气流分布更合理，充分利用煤气的热能和化学能，以达到高炉稳定顺行的目的。炉料装入炉内的设备有钟式炉顶装料设备和无钟炉顶装料设备。

（一）影响炉料分布的因素

影响炉料分布的因素包括固定条件和可变条件两个方面。

1．固定条件

(1)  装料设备类型(主要分钟式炉顶和布料器，无钟炉顶)和结构尺寸(如大钟倾角、下降速度、边缘伸出料斗外长度，旋转溜槽长度等)；

(2)  炉喉间隙；

(3)  炉料自身特性(粒度、堆角、堆密度、形状等)。

2．可变条件

(1)  旋转溜槽倾角、转速、旋转角；

(2)  活动炉喉位置；

(3)  料线高度；

(4)  炉料装入顺序；

(5)  批重；

(6)  煤气流速等。

（二）固定因素对布料的影响

(1)  炉喉间隙。在高炉正常料线范围内，料流中心离炉墙很近。炉喉间隙愈大，炉料堆尖距炉墙越远；反之则愈近。批重较大，炉喉间隙小的高炉，总是形成“V”形料面。只有炉喉间隙较大，或采用可调炉喉板，方能形成“倒W”形料面。

(2)大钟倾角。现在高炉大钟倾角多为50°～53°。大钟倾角愈大，炉料愈布向中心。小高炉炉喉直径小，边缘和中心的料面高度差不大，故大钟倾角可小些，以便于向边缘布料。

(3)大钟下降速度及行程。大钟下降速度和炉料滑落速度相等时，大钟行程大，布料有疏松边缘的趋势。大钟下降进度大于炉料滑落速度时，大钟行程的大小对布料无明显影响。大钟下降速度小于炉料滑落速度时，大钟行程大有加重边缘的趋势。

(4)大钟边缘伸出料斗外的长度。大钟边缘伸出料斗外的长度愈大，炉料愈易布向炉墙

(三)钟式炉顶布料

改变装入顺序可使炉喉径向料层的矿焦比发生改变，从而影响煤气流的分布。

(1)  矿石对焦炭的推挤作用。矿石落入炉内时，对其下的焦炭层产生推挤作用，使焦炭产生径向迁移；于是矿石落点附近的焦炭层厚度减薄，矿石层自身厚度则增厚；但炉喉中心区焦炭层却增厚，矿石层厚度随之减薄。大型高炉炉喉直径大，推向中心的焦炭阻挡矿石布向中心的现象更为严重，以致中心出现无矿区。

(2) 不同装入顺序对气流分布的影响。炉料落入炉内，从堆尖两侧按一定角度形成斜面。堆尖位置与料线、批重、炉料粒度、密度和堆角以及煤气速度有关；当这些因素一定时，不同装入顺序对煤气流的分布有不同影响。由于炉内焦炭的堆角大于矿石的堆角，所以先装入矿石加重边缘，先加入焦炭则发展边缘。

(四)无料钟布料

1．无料钟布料特征

(1)  焦炭平台。钟式高炉大钟布料堆尖靠近炉墙，不易形成一个布料平台，漏斗很深，料面不稳定。无料钟高炉通过旋转溜槽进行多环布料，易形成一个焦炭平台，即料面由平台和漏斗组成，通过平台形式调整中心焦炭和矿石量。平台小，漏斗深，料面不稳定。平台大，漏斗浅，中心气流受抑制。适宜的平台宽度由实践决定。一旦形成，就保持相对稳定，不作为调整对象。

(2)   钟式布料小粒度随落点变化，由于堆尖靠近炉墙，故小粒度炉料多集中在边缘，大粒度炉料滚向中心。无料钟采用多环布料，形成数个堆尖，故小粒度炉料有较宽的范围，主要集中在堆尖附近。在中心方向，由于滚动作用，还是大粒度居多。

(3)   钟式高炉大钟布料时，矿石把焦炭推向中心，使边缘和中间部位O／C比增加，中心部位焦炭增多。无料钟高炉旋转滑槽布料时，料流小而面宽，布料时间长，因而矿石对焦炭的推移作用小，焦炭料面被改动的程度轻，平台范围内的O／C比稳定，层状比较清晰，有利于稳定边缘气流。

2．布料方式

无料钟旋转溜槽一般设置11个环位，每个环位对应一个倾角，由里向外，倾角逐渐加大。不同炉喉直径的高炉，环位对应的倾角不同。布料时由外环开始，逐渐向里环进行，可实现多种布料方式。

(1)  单环布料。单环布料的控制较为简单，溜槽只在一个预定角度做旋转运动。其作用与钟式布料无大的区别。但调节手段相当灵活，大钟布料是固定的角度，旋转溜槽倾角可任意选定，溜槽倾角α越大炉料越布向边缘。当αC>αO时边缘焦炭增多，发展边缘。当αO>αC时边缘矿石增多，加重边缘。

(2)  螺旋布料。螺旋布料自动进行，它是无料钟最基本的布料方式。螺旋布料从一个固定角位出发，炉料以定中形式在进行螺旋式的旋转布料。每批料分成一定份数，每个倾角上份数根据气流分布情况决定。如发展边缘气流，可增加高倾角位置焦炭分数，或减少高倾角位置矿石份数，否则相反。每环布料份数可任意调整，使煤气流合理分布。

(3)  扇形布料。这种布料方式为手动操作。扇形布料时，可在6个预选水平旋转角度中选择任意两个角度，重复进行布料。 可预选的角度有0°、60°、l20°、

l80°、240°、300°。 这种布料方式只适用于处理煤气流分布失常，且时间不宜太长。

(4)  定点布料。这种布料方式手动进行。定点布料可在11个倾角位置中任意角度进行布料，其作用是堵塞煤气管道行程。

3．无钟炉顶的运用

根据无钟布料方式和特点，炉喉料面应由一个适当的平台和由滚动为主的漏斗组成。为此，应考虑以下问题：

(1)  焦炭平台是根本性的，一般情况下不作调节对象；

(2)  高炉中间和中心的矿石在焦炭平台边缘附近落下为好；

(3)  漏斗内用少量的焦炭来稳定中心气流。

（五）批重

1．批重对炉喉炉料分布的影响

批重变化时，炉料在炉喉的分布变化如图4—3所示。

(1)   当y₀=0，即批重刚好使中心无矿区的半径为0，令此时的批重W=W₀，称为临界批重。

(2)   如批重W>W₀，随着批重增加，中心y₀增厚，边缘y_B也增厚，炉料分布趋向均匀，边缘和中心都加重。

(3)   如批重W<W₀，随着批重减小，不仅中心无矿区半径增大，边缘y_B也减薄，甚至出现边缘和中心两空的局面。

(4)  当n=d／2时，即堆尖移至炉墙，W减小则中心减轻；若W<W₀后继续减小，炉料仍将落至边缘。

给批重W₀和△W以一定值，可算出y_B、y₀和y_G，即边缘、中心和堆尖处的料层厚度。y_B／y₀、y_G／y₀和W₀+N△W的关系构成的炉料批重特征曲线图4—4，曲线有3个区间：激变区、缓变区和微变区，其意义如下：

(1)  批重值在激变区时，批重波动对布料影响较大，边缘和中心的负荷变化剧烈，正常生产不宜选用此种批重。

(2)  原料好，设备和操作水平高时，批重可选在微变区，此区炉料分布和气流分布都稳定，顺行和煤气利用较好；但增减批重来调剂气流的作用减弱。

(3)  若炉料粉末较多，料柱透气性较差，为防止微变区批重，宜选用缓变区批重，其增减对布料的影响介于上述两者之间。少许波动不致引起气流较大变化，适当改变批重又可调节气流分布。

批重决定炉内料层的厚度。批重越大，料层越厚，软熔带焦层厚度越大；此外料柱的层数减少，界面效应减小，利于改善透气性。但批重扩大不仅增大中心气流阻力，也增大边缘气流的阻力，所以一般随批重扩大压差有所升高。

2．批重的选择

批重对高炉操作和上料设备设计都有重要意义：确定微变区批重值应注意炉料含粉末(<5mm)量，粉末含量越少批重可以越大。粉末含量多时，可在缓变区靠近微变区侧选择操作批重。通过实践摸索，大中型高炉适宜焦批厚度0．45～0．50m，矿批厚度0．4～0．45m，随着喷吹物的增加焦批与矿批已互相接近。

3．影响批重的因素

(1)  批重与炉容的关系。炉容越大，炉喉直径也越大，批重应相应增加。

(2)  批重与原燃料的关系。批重与原燃料性能有关，品位越高，粉末越少，则炉料透气性越好，批重可适当扩大。

(3)  批重与冶炼强度的关系。随冶炼强度提高，风量增加，中心气流加大，需适当扩大批重，以抑制中心气流。

(4)  批重与喷吹量的关系。当冶炼强度不变，高炉喷吹燃料时，由于喷吹物在风口内燃烧，炉缸煤气体积和炉腹煤气速度增加，促使中心气流发展，需适当扩大批重，抑制中心气流。但是随着冶炼条件的变化，近几年来在大喷煤量的高炉上出现了相反的情况。随着喷吹量增加，中心气流不易发展，边缘气流反而发展。这时则不能加大批重。

（六）炉喉煤气速度的影响

煤气对炉料的阻力在空区是向上的，可称作浮力，这个力的增长与煤气速度的平方成正比。

煤气浮力对不同粒度炉料的影响不同，在一般冶炼条件下，煤气浮力只相当于直径19mm粒度矿石重量的5％～8％，相当于10mm焦炭重量的1％～2％，但煤气浮力P与炉料重量Q的比值(P／Q)因粒度缩小而迅速升高，对于小于5mm炉料的影响不容忽视。

如果块状带中炉料的孔隙度在0．3～0．4mm，一般冶炼强度的煤气速度很容易达到4～8m／s，可把0．3～2mm的矿粉和l～3mm的焦粉吹出料层。煤气离开料层进入空区后速度骤降，携带的粉料又落至料面，如果边缘气流较强，则粉末落向中心，若中心气流较强则落向边缘。

由于气流浮力将产生炉料在炉喉落下时出现分级的现象；冶炼强度较大时，小于5mm炉料的落点较大于5mm炉料的落点向边缘外移。

使用含粉较多的炉料，以较高冶炼强度操作时，必须保持使粉末集中于既不靠近炉墙，也不靠近中心的中间环形带内，以保持两条煤气通路和高炉顺行；否则无论是只发展中心或只发展边缘，都避免不了粉末形成局部堵塞现象，导致炉况失常。

由于煤气速度对布料的影响，日常操作中使炉喉煤气体积发生变化的原因(如改变冶炼强度、富氧鼓风、改变炉顶压力等)，都会影响炉料分布，应予注意。

（七）料线

在碰撞点之上，提高料线将使堆尖与炉墙的距离增大，同时炉料堆角也有所增大，降低料线则作用相反。随着料线深度增加，矿石对焦炭的冲击、推挤作用也增强。要求边缘气流发展时，可适当提高料线；反之则适当降低料线。

料线在碰撞点之下时，炉料先撞击炉墙，然后反弹落下，矿石对焦炭的冲击推挤作用更大，强度较差的炉料被撞碎，使布料层次紊乱，气流分布失去控制。

碰撞点的位置与炉料性质、炉喉间隙、大钟边缘伸出料斗外的长度及大钟倾角等因素有关。生产中因炉料粒度不同，单块重量不一，与炉墙碰撞处有一定宽度范围的碰撞带。开炉装料时应测定碰撞带的位置，以确定正常生产的料线位置。确定后保持稳定，只在改变装入顺序尚不能满足冶炼要求时，才改变料线位置。

1．料线深度

钟式高炉大钟全开时，大钟下沿为料线的零位。无料钟高炉料线零位在炉喉钢砖上沿。零位到料面间距离为料线深度。一般高炉正常料线深度为1．5～2．0m，特殊情况需要临时开大钟或转动旋转溜槽时，应根据批重核对料层厚度及料线高度，严禁装料过满而损坏大钟拉杆和旋转溜槽。正常生产时两个探尺深度相差小于0．5m，个别情况单探尺上料应以浅尺为准，不许长期使用单探尺上料。

2．料线对气流分布的影响

大钟开启时炉料堆尖靠近炉墙的位置，称为碰点，此处边缘最重。在碰点之上，提高料线，布料堆尖远离墙，则发展边缘；降低料线，堆尖接近边缘，则加重边缘。

料线在碰点以下时，炉料先撞击炉墙。然后反弹落下，矿石对焦炭的冲击作用增大，强度差的炉料撞碎，使布料层紊乱，气流分布失去控制。

碰点的位置与炉料性质、炉喉问隙及大钟边缘伸出漏斗的长度有关。开炉装料时应进行测定，计算方法比较复杂，可根据料流轨迹进行计算。

3．料面堆角

炉内实测的堆角变化，因设备和炉料条件不同，差别很大，但其变化有以下规律：

(1)  炉容越大，炉料的堆角越大，但都小于其自然堆角。

(2)  在碰点以上，料线越深，堆角越小。

(3)  焦炭堆角大于矿石堆角。原因是近年来矿石平均粒度范围缩小，再加上矿石对焦炭的推移作用所致，特别是钟式高炉推移作用更大。

(4)  生产中的炉料堆角远小于送风前的堆角。

为减少低料线对布料的影响，无料钟按料线小于2m，2～4m，4～6m3个区间，以料流轨迹落点相同，求出对应的溜槽角。输入上料微机，在低料线时控制落点不变，以避免炉料分布变坏。

（八）控制合理的气流分布和装料制度的调节

高炉合理气流分布规律，首先要保持炉况稳定顺行，控制边缘与中心两股气流；其次是最大限度地改善煤气利用，降低焦炭消耗。它没有一个固定模式，随着原燃料条件改善和冶炼技术的发展而发生变化。原料粉末多，无筛分整粒设备，为保持顺行必须控制边缘与中心CO₂相近的“双峰”式煤气分布。当原燃料改善，高压、高风温和喷吹技术的应用，煤气利用改善，炉喉煤气曲线上移，形成了边缘CO₂略高于中心的“平峰”式曲线，综合煤气CO₂达到l6％～l8％。随着烧结矿整粒技术和炉料品位的提高及炉料结构的改善，出现了边缘煤气CO₂高于中心，而且差距较大的“展翅”形煤气曲线，综合CO₂达到l9％～20％，最高达21％～22％。但不管怎样变化，都必须保持边缘与中心两股气流，过分地加重边缘会导致炉况失常。

炉子中心温度值(CCT)约为500～600℃，边缘温度值大于100℃，宝钢l号高炉为钟式炉顶，临近边缘的温度点比其他要低一点，一般边缘至中间的温度呈平缓的状态。超过200℃的范围较窄，相邻中心点的温度在200～300℃。高炉开炉初期中心温度可达800℃，随着产量提高逐步下降。炉容小CCT值偏低。原燃料质量好，为了提高煤气利用率，CCT值可适当降低。

CCT值的波动反映了中心气流的稳定程度，高炉进人良好状态时，波动值小于±50℃。

控制边缘气流稳定非常必要，在达到200℃时，将呈现不稳定现象。

高炉日常生产申，生产条件总是有波动的，有时甚至变化很大，从而影响炉况波动和气流分布失常。要及时调整装料制度，改善炉料和软熔带透气性。保持边缘与中心两股气流，以减少炉况波动和失常。

(1)   原燃料条件变化。原燃料条件变差，特别是粉末增多，出现气流分布和温度失常时，应及早改用边缘与中心均较发展的装料制度。但要避免过分的发展边缘，也不要不顾条件片面追求发展中心气流。原料条件改善，顺行状况好时，为提高煤气利用，可适当扩大批重和加重边缘。

(2)   冶炼强度变化。由于某种原因被迫降低冶炼强度时，除适当地缩小风口面积外，上部要采取较为发展边缘的装料制度，同时要相应缩小批重。

(3)   装料制度与送风制度相适宜。装料制度与送风制度应保持适宜。当风速低、回旋区较小，炉缸初始气流分布边缘较多时，不宜采用过分加重边缘的装料制度，应在适当加重边缘的同时强调疏导中心气流，防止边缘突然加重而破坏顺行。可缩小批重，维持两股气流分布。若下部风速高回旋区大，炉缸初始气流边缘较少时，也不宜采用过分加重中心的装料制度，应先适当疏导边缘，然后再扩大批重相应增加负荷。

(4)   临时改变装料制度调节炉况。炉子难行、休风后送风、低料线下达时，可临时改若干批强烈发展边缘的装料制度，以防崩料和悬料。

改若干批双装、扇形布料和定点布料时，可消除煤气管道行程。

连续崩料或大凉时。可集中加若干批净焦，可提高炉温，改善透气性，减少事故，加速恢复。

炉墙结厚时，可采取强烈发展边缘的装料制度，提高边缘气流温度，消除结厚。

为保持炉温稳定，改倒装或强烈发展边缘装料制度时，要相应减轻焦炭负荷。全倒装时应减轻负荷20％～25％。