在高炉冶炼中，送往高炉的热风都要经过热风阀，热风阀是高炉热风炉管道中必不可少的设备。热风阀长期受热对流、热辐射，温度高达1200～1450℃，是高炉设备中工作环境最恶劣的设备之一。正由于此，热风调节阀的结构复杂，造价高，为高炉阀门之最。热风阀的更换，高炉势必要休风，影响连续作业。合理设计热风阀，延长使用寿命，对整个高炉系统至关重要。在热风阀中直接接触热风的部分全部采用耐火浇注料保护钢结构，所以耐火浇注料的性能直接影响阀门的使用寿命。
一、节能热风阀耐火浇注料的选用原则
热风阀的使用环境为1000～1400℃左右。在阀门关闭时，热风阀阀板的使用环境，一面1200℃，烟气的一面1400℃。当阀板提起时，阀板要受到交变温度和交变的压力。所以高温及热振是热风阀破坏的关键。而热风直接接触到的接触面都是由耐火浇注料浇注而成，在这样的工作环境下，就要求耐火材料的选用要有优良的抗热振性能、高的耐压强度和高的耐火度。热风阀在热风炉系统中不仅要起到截断和开启的功能，还要有保温和冷却的功能，保温是对热风的保温作用，为了减少热风炉系统的能量损失。冷却是对阀体本身的冷却，为了保护钢结构件温度降低到安全使用范围，以保证阀门本身的使用寿命。
阀门体腔如图1所示。
图1 阀门体腔图
由阀门体腔结构图可知：热风阀的钢结构件主要是通过耐火浇注料进行隔热保护，这就要求耐火浇注料要有低热导率。
针对上述问题进行分析研讨，同时和相关专业技术合作，通过对热风阀工况的分析，配制了一种新型耐火浇注料。这种耐火浇注料性能参数如表1，常规热风阀用耐火浇注料性能参数如表2。
表1 新型耐火浇注料性能参数
表2 常规热风阀用耐火浇注料性能参数
由以上性能参数表可见新型耐火浇注料比常规热风阀用耐火浇注料各个性能参数都有很明显的提高。
二、在热状态下的分析
为了确保新型浇注料在节能热风阀能安全使用，用ANSYS对热风阀阀板的使用状况进行了热状态分析。分析结果如图2。
图2 热状态分析图
在分析中加载如下主要参数如下：热风温度1450℃，热导率（800℃）0.80W/m·K，耐火浇注料厚度为50mm。
如分析结果所示，阀板侧板的温度小于200℃，铆固钉温度小于400℃。对于侧板选用材质为20g，铆固钉选用0Cr18Ni9，完全符合使用条件。
三、结论
1）新型耐火浇注料提高了耐火浇注料的常温耐压强度及抗折强度，有利于阀门的装配和打压试验。
2）新型耐火浇注料提高了耐火浇注料的高温耐压强度及抗折强度，有利于阀门高温状态的工况，使阀门在高温下使用寿命更长。
3）新型耐火浇注料提高了耐火浇注料的抗热振性能，使阀板在交变温度和交变压力的工况下，阀板表面耐火浇注料的残余强度更持久，从而提高了阀板的使用寿命。
4）新型耐火浇注料降低了耐火浇注料的热导率，使热风阀对热风的保温作用有所提高，更有利于热风温度的提高；同时更有效地保护了钢结构件，可以适当减少冷却水的水量，不仅是使热风系统达到了节能，而且使阀门本身用的冷却水也相应达到了节省。
5）新型耐火浇注料降低了耐火浇注料的线变化率，使热风阀在高温使用过程中耐火浇注料的膨胀变小，减小了热风阀在工作状态下的刚度变形；同时也降低了由于热膨胀造成的耐火浇注料的大面积脱落的现象。
