炉顶高压是强化高炉生产的有效措施，是叶渚沛所长在50年代中期提出的三高理论（高压炉顶、高风温、高鼓风湿度）中的一部分。

通过安装在高炉煤气除尘系统的高压调节阀组，改变煤气通道截面积，使其比常压时小，从而提高炉顶煤气压力。由于炉顶压力提高，高炉内部各部分的压力也相应提高，整个炉内的平均压力也提高，使高炉内发生一系列有利于冶炼的变化，促成了高炉强化和顺行。

第一批炉顶高压操作的高炉装备着双钟装料设备。为了延长装料设备的使用寿命,特别是大钟的寿命,A.摩尔和J·P·格烈尔提出采用三钟装料设备。它在六十年代初期被美国的迪凯和日本的室兰厂所采用。同时,苏联的查波罗什钢厂也采用它。比较合理的方法是把气封作用和布料作用分离开。为此目的,曾设计了具有仅起密封作用的钟或阀的装料设备,这些钟或阀是不与炉料相接触的。在这类装料设备中,采用特殊的料钟、或者是阀门以及滑阀来完成装料和布料。密封作用和布料作用相分离的方式,可以在具有单室的装料设备中实现,也可以在具有双室的装料设备中实现,在这些装科设备中,下面的大钟通常用于高炉装料。而随着高炉容积的增大,大钟的制造、安装和更换的困难就更大了。于是卢森堡的维尔兹公司(Wurth)设计了一种装料设备,它采用旋转溜槽代替大钟往炉内布料。在这种装料设备中,高炉炉内与大气的隔离靠阀门组来实现。

这种节流阀组用来保证高炉炉喉有固定的煤气压力。只用一个阀门来调节大量炉喉煤气的压力是不可能的,所以煤气流需流经三个平行的节流阀。为了防止炉喉煤气的灰尘和热量对节流阀产生有害影响,所以节流阀组装在洗涤塔或电除尘器之后。节流阀组通常采用液压或气压控制。一般情况下,用人工把一个节流阀调节到给定的基本位置,而用其它两个节流阀来自动调节煤气压力。第一个节流阀的基本位置应选择成使其它两个阀能在最有利的区域内进行调节。为了确保稳定的工作,合理的办法是仅用一个节流阀进行调节,而把其它两个阀置于基本位置。在另一些结构中,由三个阀组成的节流阀组,还配有三个直径较小的支管。节流阀可以垂直或水平配置。在新的装料设备中,煤气压力的调节和清洗不靠节流阀组,而靠调节文氏管中或具有环向间隙的装置中的压力来实现。

高压操作提高了对装料设备的要求。为了下降料钟必须均衡其上下之压力,因为料针自重和钟上的料重不足以使钟下降。当炉喉煤气压力为1.0表压力,而料钟间空间为大气压时,作用在直径4.8米的下钟上的托力达180吨。因此,在下降料钟时,料钟间空间的压力应与炉喉压力相接近。均压也减少了流经料钟及其料斗接触面缝隙的脏煤气对料钟接触面的磨损。

上钟每下降一次,就需要降低一次料钟间空间的压力,然后又重新升压。这个过程约延续一分钟时间,此时下钟承受着高压煤气的单向作用。一般在采用料车上料时,每装一车料后,_卜、钟就下降一次。当一昼夜上料140批料时,料钟间空间处于低压状态的时间为560分钟或总时间的40坏。在一些胶带运输机上料的系统中,在装一批料中,上钟仅下降两次,这就使料钟间空间处于低压状态的时间减少一半,从而将提高下钟的使用寿命。

为了减少下钟受高压煤气单向作用的时间,设计了具有双室的装料设备。通常,它有三个料钟。中钟关闭时的下室内经常保持着高压,此时_巨室的工作制度与一般的双钟装料设备的料钟间空间的工作情况相同。这使下钟免受了含尘热煤乙乙对它的磨损,此时磨损作用转移到中钟上,但中钟直径较小,它的密封和更换较简单。高度大是具有双室的装料设备的缺点,和具有单室的装料设备相比,它对炉料的粉碎作用大。

钟和旋转漏斗的密封是一个复杂的问题。同样,料钟拉杆和探尺的密封也是困难的。为了改善密封,设计了不与炉料相接触的密封件。当把装料和密封作用相分离时,就可达到这个目的。可把钟和阀当作密封件,而阀的尺寸一般比较小,因此阀能保证更好的密封性,且阀的启闭要比钟快。由于阀的尺寸小,所以阀打开时通道面积不大。因此在装料时,阀处于开启状态的时间较长,这就使阀的快速开闭具有特别重要的意义。钟和阀可采用液压、气压或电力驱动。

均压系统由充压管道和放散管道组成,充压管道用来提高装料设备的室中压力,而放散管道则用于降低压力。在每一根煤气管道上,至少设置一个带自动控制的阀门。在另一些结构中则考虑了反向阀或设置第二个阀。为了提高室中压力,用压力比炉内高0.1一0.2公斤/厘米:的半净煤气向室内充压。在具有双室的装料设备中,下室中经常保持高压状态,所以可采用脏煤气来向下室充压。充压管道或者与高炉炉顶相连通,或者与煤气上升管相连通。为了使下室内的压力高于炉内压力,也可采用压缩的净煤气,也可用从制氧站所获得的氮气向室内充压。此时,一般先用高炉煤气提高室内压力,然后再充进氮气以获得更高的压力。上室的均压方式与具有单室的装料设备的情况相同均压阀工作频繁,在繁重的工作条件下,应保证其良好的密封性能。均压阀可采用液吸、气压或电力驱动。

采用高压操作时,通常设置四大个气阀:三个配置在煤气管道上,而另一个配置在充管道上。当煤气压力超过规定值时,这些大气阀就自动地打开。它们具有液压或气压驱压动装置。此外,按规定还考虑了以人工通过卷扬操纵大气阀的装置。