整體塞棒、長水口、浸入式水口等功能耐火材料統(tǒng)稱連鑄“三大件”，其材質主要有鋁碳質、鋁鋯碳質、鎂碳質、鎂鋁尖晶石碳質，屬于炭素耐火材料，它具有高導熱性、高熱穩(wěn)定性、高溫條件下較低的線膨脹系數(shù)，廣泛用于鋼鐵冶金行業(yè)。但是在高溫條件下連鑄“三大件”易氧化，一旦碳氧化后生成CO、CO2氣體從炭材料表面脫出，使得產(chǎn)品表面變得疏松，其高溫性能大大降低。因此，著重研究連鑄“三大件”的高溫抗氧化釉料，從而提高其高溫使用性能以及產(chǎn)品的使用壽命。

1.連鑄“三大件”的氧化過程

炭材料內部的晶格缺陷，或材料在制備過程中產(chǎn)生的內應力，以及原材料的純度低，有雜質微粒（Na、K、Mg、S等）的存在，使得炭材料中存在一些活性點部位，容易吸附空氣中的氧氣，在溫度高于370℃時開始發(fā)生氧化反應。

隨著溫度升高，450～650℃反應速度增大，石墨被氧化的速度加快；大于650℃，炭材料表面的石墨被完全反應掉，表面變得疏松、強度變低，經(jīng)高溫鋼水沖刷，表層會被沖刷掉，從而降低了連鑄“三大件”的使用壽命。連鑄“三大件”在燒成過程中密封不好，吸入空氣易氧化；鋼廠高溫烘烤（900～1 100℃）以及澆鋼過程中鋼水溫度高（1 500℃以上），石墨與空氣中的氧氣反應被氧化掉。

2.連鑄“三大件”的防護措施

使用高純耐火原料，在配方體系中加入合適的添加劑（金屬硅粉、碳化硅粉、碳化硼粉等），從而提高連鑄“三大件”的抗氧化性。

連鑄“三大件”燒成時的防護大致有：（1）埋炭燒成，在不銹鋼罐內先鋪一層篩選過的焦炭，再將半成品裝入罐中，然后鋪一層焦炭，蓋好蓋子，做好砂封，按升溫曲線燒成。（2）不埋炭燒成時加強密封，微正壓燒成，利用碳和空氣中的氧反應生成CO和CO2氣體，鋼罐內處于缺氧氣氛。燒成到一定溫度時，及時關閉排氣孔，防止吸入空氣被氧化。（3）施釉裸燒法，半成品先加工，表面涂防氧化釉料，干燥后裝窯，按升溫曲線燒成，升到一定溫度時釉料釉化，形成釉膜覆蓋層，在磚體表層隔絕空氣，阻止石墨氧化。

埋炭燒成工藝能耗高、工作量大、環(huán)境差、粉塵多，不利于環(huán)保節(jié)能，現(xiàn)在連鑄“三大件”一般不采用埋炭燒成，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)條件，大多采用后面兩種生產(chǎn)工藝。

連鑄“三大件”采用施釉防止氧化大致有四種：浸釉法、刷釉法、淋釉法、噴釉法。按配方配制釉料，加入適量的水，在球磨機中球磨12 h以上，球磨成膠體狀，過篩后施釉。浸釉法是將連鑄“三大件”浸入釉料溶液中，磚坯表層形成一層釉膜覆蓋層，釉層厚度依浸液時間和釉料濃度決定。取出磚坯后，由于下部積釉偏厚，要求修釉。這種方法效率快、釉料厚度均勻，適合小的直孔浸入式水口浸釉；大的磚坯（長水口、塞棒）采用淋釉法，先將磚坯放在支撐架上，裝釉料的容器放在高處，通過軟管流淌釉料溶液，磚坯表面淋涂的釉層厚薄均勻、效率快，溢出的釉料流入池子里，通過泵抽到上面容器中回用，避免浪費；刷釉法是將釉料溶液用刷子涂抹在磚坯表層，缺點是釉料厚度和均勻度難控制，適合于小批量、小規(guī)模生產(chǎn)；噴釉法是通過噴槍將釉料溶液噴涂在磚坯外表面，內腔用滾筒涂釉，釉料附著性好、致密度高。上述防護措施根據(jù)生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)條件采用適合自己的生產(chǎn)工藝進行操作。