浸入式水口渣线材料一般选用锆碳材料，结晶器保护渣对锆碳材料的渗透侵蚀是一个比较复杂的物理化学过程。低碳化是提高锆碳材料抗侵蚀的重要方向，然而，在考虑低碳的同时，必须面对碳含量减少导致的抗热震性下降的风险。提高锆碳材料的致密度也是提高锆碳材料抗侵蚀的手段，但同样需要面对抗热震性下降的风险。上海宝明耐火材料有限公司以及濮阳濮耐高温材料集团股份有限公司通过采用不同类型氧化锆原料，期望在提高锆碳材料抗侵蚀的同时兼顾锆碳材料抗热震性，对提高浸入式水口渣线材料寿命具有重要的意义。

试验原料包括稳定氧化锆和单斜氧化锆；其中，稳定氧化锆采用钙稳定氧化锆和钙钇复合稳定氧化锆；采用倾倒炉生产的钙稳定氧化锆编号为C1（w（ZrO₂）=95.36%，稳定度为86%），采用固定炉生产的钙稳定氧化锆编号为C2（w（ZrO₂）=94.75%，稳定度为86%）；采用倾倒炉生产的钙钇复合稳定氧化锆编号为CY1（w（ZrO₂）=93.87%，稳定度为87%）；采用固定炉生产的钙钇复合稳定氧化锆编号为CY2（w（ZrO₂）=94.84%，稳定度为82%）；高纯氧化锆（w（ZrO₂）=99.14%，稳定度为0）为单斜氧化锆。试验其他原材料包括天然鳞片石墨，液体酚醛树脂。

试验配比如表1所示。制样流程如下，各种原料及结合剂在高速逆流倾斜式造粒机内高速混合均匀，加入液体树脂，高速造粒20 min。造粒后的物料控制挥发份1.2%～1.3%（w），于40 MPa等静压成型，并经200 ℃固化，之后试样在1100 ℃埋碳处理，热处理后制成检测所需试样。按照相关标准检测试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度以及热膨胀系数（室温-1 500 ℃）。锆碳材料的抗侵蚀性数据是采集客户端在超低碳钢连铸时的实际使用数据。

表1 试样配比表（w）/%

结果表明：（1）采用C2、CY1以及CY2作为原料的渣线材料在致密度、强度以及抗侵蚀性方面均优于采用C1作为原料的渣线材料；（2）随着单斜氧化锆加入量的增加，渣线材料的致密度及强度均出现先升高后降低的现象，抗侵蚀速率先降低后升高，加入量为4%时致密度及强度最高，抗侵蚀速率最低；热膨胀系数先增高后后降低，热膨胀系数最高点温度逐渐降低。采用CY1作为原材料试制了浸入式水口，在山钢集团日照精品钢基地使用，超低碳钢板坯连铸达到了17 h的使用寿命。图1为使用后的浸入式水口渣线照片。

图1  浸入式水口使用17 h后照片

（《第十七届全国耐火材料青年学术报告会论文集》2020；作者王建筑等）