炼铁是钢铁生产中的一个重要环节，生产出产品(主要是生铁)的质量和产量直接影响到炼钢生产。高炉生产是获得大量生铁的主要手段。在高炉顶部，炉顶装料设备是用来装料入炉并使炉料在炉内合理分布，同时要起到炉顶密封作用的设备。然而随着高炉冶炼技术的发展，传统炉顶仍然存在着设备复杂、密封性能差和氮气使用量高等缺点。本文研制一种新型的无料钟炉顶装料装置。这种炉顶装料装置具有设备结构简单、传动效率高、设备重量轻、布料灵活、密封性能好等特点，能够满足高炉大型化和超高压操作的要求。本论文研究内容主要包括炉顶装料装置中布料器倾动机构与旋转机构的设计；气密箱冷却密封机构的设计；受料漏斗、料罐、截料阀、料流调节阀、上下密封阀机构的设计。在设计时，对炉顶装料装置的关键部分——布料器进行了虚拟装配和运动仿真，并与设计要求进行比较分析，经过反复修改使其最终满足设计要求。应用ANSYS软件对工作环境最为恶劣的零部件——耳轴进行强度、刚度和疲劳强度分析。最后在理论设计、分析的基础之上，进行了样机的加工、安装和调试，并进行了运转实验。本装置的设计简化了炉顶结构，提高了炉顶布料装置的可靠性、密封性，降低了经济成本，对于今后高炉炉顶设备的研究，提供了新的思路。