随着连铸的高速化、钢包的扩容、钢种的多样化，长水口也在不断地改进。在以往的研究中，通过在长水口浸渍部材料中引入粒度为250 μm的球形树脂，可以抑制水口材料中石墨纵、横向分布的定向性影响，缩小纵、横向间弹性模量的差值，降低热膨胀率，从而提高材料的抗热剥落性能。但是，添加250 μm的球形树脂会引起材料中C含量增加，导致材料耐侵蚀性、抗钢水磨损性降低。日本TYK公司的研究人员选用分散性较高的小粒径球形树脂，用于长水口内孔材料，开发出既具有必需的抗剥落性又保证一定的耐侵蚀、抗钢水磨损性的材质。
　　选用的小粒径球形树脂的特征：体积密度为0.75  g•cm-3、粒度5～20 μm、灼减48.3％。所用树脂是通过烧成、产生收缩，可在骨料间形成空隙。为了保证耐磨、耐侵蚀性，粒径以8 μm为试验用标准粒径。试验材料使用电熔刚玉、SiC、石墨、球形树脂。按规定配比添加适量酚醛树脂混练，等静压成型，然后将成型体在还原气氛下烧成，制成3组试样。试样组成及性能见表1。
表1 试样的组成及性能
试样 对比样 试样A 试样B
组成(w) /%
 C 15 12 10
 球形树脂  3 5
 Al2O3 73 73 73
 SiC 12 12 12
性能 显气孔率/ ％ 19.3 21.2 22.4
 体积密度/（g•cm-3） 2.67 2.65 2.63
 抗折强度/MPa 7.29 7.38 7.12
 弹性模量/GPa 7.78 6.82 6.27
　　表中试样A、B分别是在对比样配比的基础上，用3％、5％球形树脂置换相应的酚醛树脂，结果发现随着球形树脂添加量的增加，试样的显气孔率提高、动弹性率下降。这是因为球形树脂烧成时，发生收缩，在树脂周围产生微小空隙，吸收了材质间产生的应力。同时为了确认球形树脂烧成时产生的空隙，利用汞压法测定了试样的气孔孔径分布，试样A与对比样相比，气孔径增大了0.1～1 μm。
　　抗侵蚀试验：利用高频感应炉，将试样浸渍在1 550 ℃的熔钢中，以16 r•min-1的转速旋转120 min，测量试样下端20 mm处的熔损量，熔损量依据熔损指数来判断，指数越高，熔损量越大。结果显示，如果以对比样的熔损量为标准指数1.00的话，试样A为0.79，试样B为0.89，熔损量小于对比样。
　　抗剥落试验：利用高频感应炉，将试样在1 550 ℃的钢水中浸渍10 min，然后水冷1 min，循环进行直至试样出现龟裂。龟裂通过外观目测确认，抗热震性能通过计算抗热震系数评价，计算公式如下：抗热震系数R=(抗折强度S×热导率K)/(热膨胀系数α×弹性率E)，计算结果显示，对比样的抗热震系数为19，试样A、B的抗热震系数分别为22.5、23.7，可见，添加球形树脂的试样的抗热剥落性得到了提高。
　　耐磨损试验：利用喷砂磨损试验装置，以SiC颗粒为磨损介质，在室温下以3 MPa的压力喷射30 s，测量试验前后的重量变化率，评价试样的耐磨性能，结果显示，添加球形树脂的试样与对比样具有等同的耐磨性。
　　通过上述试验可知，添加小粒径球形树脂，可以在维持长水口内孔材料原有的耐侵蚀性、耐磨损性能的同时，提高材料的抗剥落性。
（编译自《耐火物》2010，№8）