利用转底炉直接还原技术生产海绵铁,炉膛上的含碳球团厚度应基本相同,在还原过程中才能确保球团的温度梯度和还原速率,从而生产出高品质的海绵铁。中冶长天研发了一种用于转底炉布料的新型振动布料机,其布料性能应通过试验加以检测。由于试验场地、费用等条件的限制,只能在微缩试验系统上进行布料过程的模拟试验,按照相似准则反求原型的对应数据。本文的主要研究内容和研究成果如下：(1)分析了工业转底炉原型及其布料过程,基于试验关键参数并运用相似理论推导了布料试验系统与原型应满足的相似准则。(2)以某规格的工业转底炉为原型按照相似准则提出了微缩工程试验系统结构方案和运行参数控制与调节方法。基于关键几何尺寸以1/3的几何相似比设计了中心驱动且转速独立调节的转底炉结构、振幅可调的振动布料机结构,并设计了具有能够通过控制转速来调节球团供料流量的星型放料阀结构。(3)利用ANSYS建立转底炉结构的有限元模型,通过形变分析求解各支点的支反力,进而计算出转底炉的驱动功率。同时,分析了在配重箱中加不同配重时转底炉的运行情况。结果表明,转底炉结构满足强度和刚度的设计要求,最大等效应力和应变出现在大臂轴孔处,最大总位移出现在炉膛两端外侧；大臂配重箱中配重取值合理时,可以大大减小大臂轴孔处的应力。(4)布料试验应分别控制振动布料机的振幅、星型放料阀和转底炉的转速这三个运动参数。其中,振动布料机的振幅通过激振力来改变,分析振幅与激振力的对应关系有助于振幅的调节；星型放料阀和转底炉的转速控制采用U/f变频调速方式,对比分析了两电机无补偿和带定子电压补偿两种情况的变频特性。结果表明,无定子电压补偿调速时,电机的起动转矩有所下降；两电机的定子电压补偿值合理时,起动转矩与基频时的起动转矩基本相同。(5)试验测量不同供电频率下星型放料阀和转底炉的转速,并采用电测法测量大臂两侧6个测点的应变,从而计算得到各测点的应力。通过试验值与仿真结果对比分析,得出两者结果基本一致,从而验证了转底炉有限元仿真的正确性。