马基式布料器双钟炉顶是钟式炉顶装料设备的典型代表，如图5-1所示。由大钟、大料斗、煤气封盖、小钟、小料斗和受料漏斗组成。
5.1.1.1 大钟、大料斗及煤气封罩
A 大钟
大钟用来分布炉料，其直径在设计炉型时应与炉喉直径同时确定，一般用35号钢整体铸造。对大型高炉来说，其壁厚不能小于50mm，一般为60～80mm。钟壁与水平面成45°～55°，一般为53°，对于球团矿和烧结矿角度可以取小值；对流动性较差，水分含量较高，粉末较多的矿则取大值。为了保证大钟和大料斗密切接触，减少磨损，大钟与大料斗的接触带都必须堆焊硬质合金并且进行精密加工，要求接触带的缝隙小于0.08mm。为了减小大钟的扭曲和变形，常做成刚性大钟，即在大钟的内壁增加水平环形刚性环和垂直加强筋。
大钟与大钟杆的连接方式有绞式连接和刚性连接两种。绞式连接的大钟可以自由活动。当大钟与大料斗中心不吻合时，大钟仍能将大料斗很好地关闭。缺点是当大料斗内装料不均匀时，大钟下降时会偏斜和摆动，使炉料分布更不均匀。刚性连接时大钟杆与大钟之间用楔子固定在一起，其优缺点与活动的绞式连接恰好相反，在大钟与大料斗中心不吻合时，有可能扭曲大钟杆，但从布料角度分析，大钟下降后不会产生摇摆，所以偏斜率比绞式连接小。
B 大料斗
大料斗通常由35号钢铸成。对大高炉而言，由于尺寸很大，加工和运输都很困难，所以常将大料斗做成两节，如图5-1中的1和22，这样当大料斗下部磨损时，可以只更换下部，上部继续使用。为了密封良好，与大钟接触的下节要整体铸成，斗壁倾角应大于70°，壁应做得薄些，厚度不超过55mm，而且不需要加强筋，这样，高压操作时，在大钟向上的巨大压力下，可以发挥大料斗的弹性作用，使两者紧密接触。
常压高炉大钟可以工作3～5年，大料斗8～10年，高压操作的高炉，当炉顶压力大于0.2MPa时，一般只能工作1.5年左右，有的甚至只有几个月。主要原因是大钟与大料斗接触带密封不好，产生缝隙，由于压差的作用，带灰尘的煤气流高速通过，磨损设备。炉顶压力越高，磨损越严重。
为了减小大钟、大料斗间的磨损，延长其寿命，常采取以下措施：
图5-1 马基式布料器双钟炉顶
1—大料斗；2—大钟；3—大钟杆；4—煤气封罩；5—炉顶封板；6—炉顶法兰；7—小料斗下部内层；8—小料斗下部外层；9—小料斗上部；10—小齿轮；11—大齿轮；12—支撑轮；13—定位轮；14—小钟杆；15—钟杆密封；16—轴承；17—大钟杆吊挂件；18—小钟杆吊挂件；19—放散阀；20—均压阀；21—小钟密封；22—大料斗上节；23—受料漏斗
（1）采用刚性大钟与柔性大料斗结构。在炉喉温度条件下，大钟在煤气托力和平衡锤的作用下，给大料斗下缘一定的作用力，大料斗的柔性使它能够在接触面压紧力的作用下，发生局部变形，从而使大钟与大料斗密切闭合。
（2）采用双倾斜角的大钟，即大钟上部的倾角为53°，下部与大料斗接触部位的倾角为60°～65°，其优点有：
1）减小炉料滑下时对接触面的磨损作用，因为大部分炉料滑下时，跳过了接触面直接落入炉内，双倾斜角起了“跳料台”的作用。
2）可增加大钟关闭时对大料斗的压紧力，从而使大钟与大料斗闭合得更好。通过力学计算可知，当倾斜角由53°增大到62°时，大钟对大料斗的压紧力约增大28%，这样可以进一步发挥刚性大钟与柔性大料斗结构的优越性。
3）可减小煤气流对接触面以上的大钟表面的冲刷作用，这是由于漏过缝隙的煤气仍沿原方向前进，就进入了大钟与大料斗间的空间。
（3）在接触带堆焊硬质合金，提高接触带的抗磨性。大钟与大料斗间即使产生缝隙，也因有耐磨材质的保护而延长寿命，一般在接触带堆焊厚5mm、宽约100mm的硬质合金。
（4）在大料斗内充压，减小大钟上、下压差。这一方法是向大料斗内充入洗涤塔后的净煤气或氮气，使得大钟上、下压差变得很小，甚至没有压差。由于压差的减小和消除，从而使通过大钟与大料斗间缝隙的煤气流速减小或没有流通，也就减小或消除了磨损。
C 煤气封罩(www.xing528.com)
煤气封罩是封闭大小料钟之间的外壳。为了使料钟间的有效容积能满足最大料批进行同装的需要，其容积为料车有效容积的5～6倍，煤气封罩上设有两个均压阀管的出口和4个人孔，4个人孔中3个小的人孔为日常维修时的检视孔，一个大的椭圆形人孔用来在检修时，放进或取出半个小料钟。
5.1.1.2 布料器
料车式高炉炉顶装料设备的最大缺点是炉料分布不均。料车只能从斜桥方向将炉料通过受料漏斗装入小料斗中，因此在小料斗中产生偏析现象，大粒度炉料集中在料车对面，粉末料集中在料车一侧，堆尖也在这侧，炉料粒度越不均匀，料车卸料速度越慢，这种偏析现象越严重。这种不均匀现象在大料斗内和炉喉部位仍然重复着。为了消除这种不均匀现象，通常采用的措施是将小料斗改成旋转布料器，或者在小料斗之上加旋转漏斗。
A 马基式旋转布料器
马基式旋转布料器是过去普遍采用的一种布料器，由小钟、小料斗和小钟杆组成，上边设有受料漏斗，整个布料器由电机通过传动装置驱动旋转，由于旋转布料器的旋转，所以在小料斗和下部大料斗封盖之间需要密封。
小钟采用焊接性能较好的ZG35Mn2铸成，为了增强抗磨性也有用ZG50Mn2的。为便于更换，小钟都铸成两半，两半的垂直结合面用螺栓从内侧连接起来。小钟壁厚约60mm，倾角50°～55°。在小钟与小料斗接触面堆焊硬质合金，或者在整个小钟表面堆焊硬质合金。小钟关闭时与小料斗相互压紧。小钟与小钟杆刚性连接，小钟杆由厚壁钢管制成，为防止炉料的磨损，设有锰钢保护套，保护套由两个半环组成。大钟杆从小钟杆内穿过，两者之间又有相对运动，大、小钟杆一般吊挂在固定轴承上。
小料斗由内、外两层组成（图5-1中8、9），外层为铸钢件，起密封作用和固定传动用大齿轮。内料斗由上、下两部分组成，上部由钢板焊成，内衬以锰钢衬板；下部是铸钢的，承受炉料的冲击与磨损。为防止炉料撒到炉顶平台上，要求小料斗的容积为料车容积的1.1－1.2倍。
这种布料设备的特点是：小料斗装料后旋转一定角度，再开启小钟，一般是每批料旋转60°，即0°、60°、120°、180°、240°、360°，俗称六点布料，要求每次转角误差不超过2°，这样小料斗中产生的偏析现象就依次沿炉喉圆周按上述角度分布。落在炉喉某一部位的大块料与粉末，或者每批料的堆尖，沿高度综合起来是均匀的，这种布料方式称为马基式布料。为了操作方便，当转角超过180°时布料器可以逆转，例如240°可变为-120°。
这种布料器尽管应用广泛，但存在一定的缺点：一是布料仍然不均，这是由于双料车上料时，料车位置与斜桥中心线有一定夹角，因此堆尘位置受到影响；二是旋转漏斗与密封装置极易磨损，而更换、检修又较困难。为了解决上述问题，出现了快速旋转布料器。
B 快速旋转布料器
快速旋转布料器实现了旋转件不密封、密封件不旋转。它在受料漏斗与小料斗之间加一个旋转漏斗，当上料机向受料漏斗卸料时，炉料通过正在快速旋转的漏斗，使料在小料斗内均匀分布，消除堆尖。其结构示意图见图5-2a。
图5-2 布料器结构示意图
a—快速旋转布料器；b—空转螺旋布料器
1—旋转漏斗；2—小料斗；3—小钟
快速旋转布料器的容积为料车有效容积的0.3～0.4倍，转速与炉料粒度及漏斗开口尺寸有关，过慢布料不匀，过快由于离心力的作用，炉料漏不尽，部分炉料剩余在快速旋转布料器里，当漏斗停止旋转后，炉料又集中落入小料斗中形成堆尖，一般转速为10～20 r/min。
快速旋转布料器开口大小与形状，对布料有直接影响，开口小布料均匀，但易卡料，开口大则反之，所以开口直径应与原燃料粒度相适应。
C 空转螺旋布料器
空转螺旋布料器与快速旋转布料器的构造基本相同，只是旋转漏斗的开口做成单嘴的，并且操作程序不同，见图5-2b。小钟关闭后，旋转漏斗单向慢速（3.2r/min）空转一定角度，然后上料系统再通过受料漏斗、静止的旋转漏斗向小料斗内卸料。若转角为60°，则相当于马基式布料器，所以一般采用每次旋转57°或63°。这种操作制度使高炉内整个料柱比较均匀，料批的堆尖在炉内成螺旋形，不像马基式布料器那样固定，而是扩展到整个炉喉圆周上，因而能改善煤气的利用。但是，当炉料粒度不均匀时会增加偏析。
空转螺旋布料器和快速旋转布料器消除了马基式布料器的密封装置，结构简单，工作可靠，增强了炉顶的密封性能，减小了维护检修的工作量。另外，由于旋转漏斗容积较小，没有密封的压紧装置，所以传动装置的动力消耗较少。例如，255m3高炉用马基式布料器时传动功率为11kW，用快速旋转漏斗时为7.5kW，而空转螺旋布料器则更小，2.8kW已足够。
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