高炉布料作为整个高炉炼铁的前端环节,包含了调节阀开度、溜槽倾角、溜槽转速等高炉可调变量,合理而经济的料面形状是布料规划的目标。料面形状的优劣直接影响料面下降的稳定性和煤气流的分布,进一步决定煤气的利用率、炉内反应的稳定顺行以及最终铁水的质量。鉴于目前炉内高温高压、多粉尘等恶劣环境对监测设备的超高要求,在线物理反馈量的严重缺位,对高炉布料建模和布料仿真的相关研究在相比之下具有更加重要的意义。本文以无料钟炉顶为研究对象,对无料钟布料进行了综合分析。首先,结合高炉布料规律,对布料过程中各个阶段的炉料进行了受力分析,得到了布料方程,并建立了相应的数学模型。其次,将离散单元法引进高炉布料中来,分析了离散单元法的理论计算,利用其相应软件EDEM对LZ钢铁2号高炉的炉顶进行了建模仿真,仿真结果全方位展示了炉料在炉顶各部分的运动情况和最终料面的形成过程,并且重点分析了炉料在溜槽中的偏行和速度变化。最后,我们从沙堆模型的机理出发,研究了料面长大算法,并利用计算机技术进行编程,最终开发出一款专门针对无料钟炉顶的布料软件,可以设置高炉参数和布料制度从而显示料面形状及矿焦比图。文中实现了料面仿真软件,并通过仿真对料面以及LZ钢厂的实际布料制度进行了测试和评价。EDEM仿真结果逼真、分析功能强大;自开发软件运行速度快,两者结合,取长补短,实现了高炉布料过程的可视化,有助于优化高炉布料操作。