炼铁工业在面临高效生产要求的同时，也面临着生产利润压缩，环境要求越来越严格等挑战。过去可能被高炉操作者拒绝使用的原料现在经常被用于高炉生产。灵活的布料控制被视为炼铁生产中一项重要的控制手段，它提供给高炉操作者一种方式去影响和优化高炉操作，以此来突破原料使用的局限性。

　　西门子冶金技术公司的新型Gimbal炉顶旨在以最低的投入提供给用户真正可替换的装料技术。

　　随着七十年代无钟式炉顶技术的使用，西门子VAI 成为最早设计和使用这项技术的成员之一。在随后的三十年间，无钟式炉顶已广泛应用于公司新建和重建的高炉中。至今，这套融合了布料控制和密闭料罐的炉顶装料设备所带来的操作优势已经在全世界的高炉生产中得到了充分的验证。这套设备给高炉操作者带来的主要优势有：

　　●  高炉操作稳定，燃料比优化

　　●  高压操作

　　●  增加喷吹燃料比，提高高炉利用系数

　　●  减少对料钟的应急检修次数，减少维护对高炉生产的影响，降低维护保养费用

　　●  改善布料

　　●  减少热负荷，控制高炉炉墙温度，提高高炉一代炉龄

　　布料现状

　　除了提供给操作者控制和改善高炉操作的手段，Gimbal炉顶还克服了钟式炉顶特有的缺陷，如布料不灵活，使用寿命短等。

　　现代化的高炉炉顶在提供优化布料方案的同时，也普遍受到如下因素的制约：

　　●  料罐或料车的装料能力

　　●  通过料车（或皮带）从高架料仓到高炉的运料能力

　　●  原料质量的波动　　

　　随着现代化料仓的使用，加之足够的原料筛分能力，现代化高炉炉顶必须能够装入并处理大量原料以及相当数量的辅料。同时，市场的需求也可促使高炉操作者根据原料质量和物化性能的差异而采取不同的装料方式。

　　目前，高炉的操作趋势是煤比控制在100～250kg/Thm。随着煤比的升高，焦比下降，含铁原料在入炉原料中所占的比例升高。因此，料柱透气性下降，导致煤气流分布不均，煤气利用率下降。

　　随着高炉操作水平的日益提高，如何合理的装料、布料成为关注的焦点。强劲的市场需求也促使高炉操作者增加产量，甚至超过高炉的额定产量或设计水平。因此，高炉需要配备灵活装料的炉顶设备。

　　Gimbal炉顶

　　西门子VAI公司的设计工程师们凭借其丰富的经验，研制出新一代先进的炉顶装料设备。该套设备在高温、高压的Corex熔融气化炉内已经成功地得到验证，以使其在高炉应用前进一步完善。该设备可以提高装料的灵活性和过程的可控性，优化高炉操作，减少设备停产维护时间。

　　相比目前普通的布料系统而言，这套装置提供了更智能、更简洁、更坚固的设计，给高炉操作者带来更多的便利。该装置不仅适用于新建高炉，也适用于现有钟式或无钟式炉顶的改造加装。

　　Gimbal 炉顶布料技术

　　新型Gimbal炉顶布料技术的创新在于采用了一个圆锥形的布料溜槽，溜槽固定在一个万向环上，能够按溜槽中心线进行旋转。该溜槽由液压缸通过传动轴、连杆和万向轴驱动。液压缸的单独动作或组合动作可使溜槽的中心线按任意角度或沿着任一路径运动，并可在不同速率下用多种布料方式完成准确布料。整个布料系统装配在一个密闭的外壳内，并安装固定在炉顶料钟的法兰盘上。

　　在炉顶设计中，料斗和阀门充分保证了Gimbal 布料器的可靠性和独特的装料灵活性。这种独特的设计可以使自动化控制系统，按照操作者要求的布料方式，充分利用万向环固有的灵活性进行操作，或是以传统的布料方式布料。传统的布料方式有环形布料、中心布料、定点布料、扇形布料和独特的、可完全控制布料情况的螺旋形布料。新型溜槽可在不同速率下用多种方式完成精准布料。

　　布料系统的无限灵活性使得VAI 公司和塔塔公司能够进一步探寻更多的布料方式，以适应印度地区特有的原料。独特的驱动装置技术使布料系统在不同速率下可用多种方式完成布料。此外，塔塔公司的操作者有能力使高炉适应变化的原料和探寻新型布料方式。　　

　　高炉控制系统

　　在钢铁工业，西门子VAI 公司有着历史悠久、成功的自动化控制成套系统。鉴于其特有的结合生产和工程的出色软件和过程控制专家系统，该公司可对高炉各方面的问题提供成功的解决方案。

　　新型高炉布料系统是由计算机系统自动控制的高压系统。设计包括：

　　●  在独立于布料器的受料斗内，接收矿石、焦炭及各种原料

　　●  料斗在布料器的上方

　　●  在料斗的下方，按要求通过液压缸驱动布料溜槽进行布料

　　●  按预先设定的布料组合方式将原料加入到炉内料线处。

　　VAI 公司独家制造的控制溜槽操作的控制和反馈系统已经全部整合进高炉布料系统软件中。西门子VAI公司这种独特的、提供完整机电一体化技术组合的能力，可以帮助操作者实现高产、低耗生产。

　　VAiron闭路循环系统，是由西门子自动化部门和奥地利林茨奥钢联工程技术公司合作开发的。该系统还包括最近被收购的芬兰Rautaruukki技术公司的专家系统部分。VAiron系统的功能包括过程控制、人工智能、先进的软件应用、图形用户界面和操作指导。一个灵活的、可靠的过程控制系统是现代化高炉生产的关键。

　　闭路专家控制系统可以提供一套已被成功验证的高炉自动化及优化组合：

　　●  与单一的合作伙伴合作，提供技术、操作和自动化专业知识全面整合方案。

　　●  高炉操作自动化控制

　　●  闭路布料控制

　　●  过程中的大量冶金反应

　　●  可以简便地集成于现有的高炉操作系统

　　VAiron系统是世界上第一个高炉专家系统，在不进行人工干预的情况下，可对高炉的主要技术参数进行控制。例如，可在闭路状态下自动控制焦比、碱度、加湿比例、甚至布料方式，以保证高炉在低成本运行下连续和稳定的操作。