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目前世界上將近80%的鋼坯采用連鑄技術生產，長水口、塞棒和浸入式水口是實現高可靠性連鑄的關鍵耐火材料，其性能好壞直接影響著連鑄效率和鋼坯質量。隨著現代高速高效連鑄技術及潔凈鋼冶煉技術的發展，必須進一步提高現有連鑄用功能耐火材料的性能，開發新型材質，連鑄用功能耐火材料正向著高性能、多功能、長壽命的方向發展。本文闡述了連鑄用功能耐火材料的某些關鍵性能和提高使用壽命的措施及最近的發展趨勢。
1、浸入式水口
浸入式水口的性能和使用行為直接影響著連鑄效率和鑄坯質量。在使用過程中要求浸入式水口耐鋼液和結晶器保護渣侵蝕，不與鋼水中物質反應生成堵塞物。最初的浸入式水口采用熔融石英材料，但其抗侵蝕性差，不能滿足多爐連鑄和潔凈鋼生產的需要。目前主要采用本體為Al2O3-C質、渣線復合ZrO2-C質的復合式浸入式水口。在滿足抗熱震性的前提下，渣線材質抗結晶器保護渣的侵蝕性能和水口內部抵抗Al2O3結瘤的性能是決定浸入式水口使用壽命的關鍵因素。
1.1 氧化鋁堵塞及其防止措施
在澆鑄一些特殊鋼及Al或Al-Si鎮靜鋼時所用Al2O3-C質或Al2O3-ZrO2-C質浸入式水口往往產生Al2O3結瘤現象，造成鋼液流態不穩定，甚至水口堵死，破壞了正常鑄流并影響鋼坯質量，現已成為限制Al2O3-C質或Al2O3-ZrO2-C質浸入式水口實現多爐連鑄、提高連鑄效率的主要障礙。
造成氧化鋁在水口內壁結瘤的可能原因有:
1)鋼液脫氧生成Al2O3;
2)耐火材料中所含SiO2和碳促使Al2O3的形 成，其反應如下:
SiO2(s)+C(s)=SiO(g)+CO(g)
3SiO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3Si(l)
3CO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3C(s)
3)Al2O3微粒在氧化鋁和鋼液表面張力等作用下在浸入式水口內壁接觸、附著長大。 為減少Al2O3結瘤，從機理上講可采用以下措施：使脫氧生成物Al2O3低熔點化，例如用Ca處理鋼水，使Al2O3轉變為Al2O3-CaO系低熔點物質;采用脫氣處理技術凈化鋼液;控制鋼液溫度下降;改變水口內襯材質使其中的某一成分在高溫下與Al2O3作用，在鋼液和耐火材料界面生成低熔點相，被鋼液帶走并進入渣中，以消除Al2O3沉積。如水口內壁復合含CaO的物質;采用無硅無碳水口內襯材質，從根本上減少Al2O3的形成。
目前，對防Al2O3堵塞浸入式水口的研究主要集中在水口內襯材質上。已研究開發的材質有:Sialon-ZrO2，CaO-MgO-Al2O3，ZrO2-ZrB2-C，BN-AlN-C，ZrO2-CaO-C等，最近還開發了無硅無碳型內襯材料。根據氧化鋁與耐火材料中的某一成分反應形成低熔點物質的原理，研制開發的ZrO2-CaO-C材料已在實際中得到成功應用。然而針對具體鋼種和澆鑄條件，很難確定達到最佳防Al2O3堵塞效果的內襯材料中CaO的含量，而且隨著澆鑄的進行，石墨的氧化往往造成內壁工作面粗糙不平，從而難以獲得較好的防氧化鋁堵塞效果。日本最近開發并試用了無硅無碳的浸入式水口內襯材料，通過內壁復合尖晶石材料，實機澆鑄試驗證明Al2O3結瘤明顯降低了，澆鑄后內壁工作表面平滑，材料具有良好的抗熱震性。
由于該種材料從根本上減少了氧化鋁的來源，因此是一種非常有前景的防氧化鋁堵塞內襯材料。此種內襯材料也更適用于潔凈鋼及超低碳鋼等鋼種的冶煉。
目前，我國已成功開發了ZrO2-CaO-C材料，并在武漢鋼鐵集團、天津大無縫等廠家成功應用。而無硅無碳內襯材質的研究則剛剛起步，為滿足我國高潔凈鋼冶煉的需要，無硅無碳浸入式水口內襯材質的開發具有特別重要的意義。
1.2 渣線材質的抗侵蝕性能
浸入式水口渣線部位的抗侵蝕性能是影響其壽命的另一個重要因素。目前在渣線處普遍采用ZrO2-C材料，與以往的Al2O3-C材料相比，抗侵 蝕性得到了明顯的提高。一般來說，碳含量為15%的ZrO2-C材料具有較好的綜合性能。ZrO2-C材料的侵蝕機理包括:
1)由熔鋼引起碳素的氧化、溶解;
2)ZrO2的穩定劑CaO與渣中的侵蝕性成分如SiO2、Na2O等反應脫溶，致使部分穩定的氧化鋯迸裂轉化為細小的單斜氧化鋯。
前者導致ZrO2-C材料組織結構脆化，后者引起m-ZrO2及玻璃相的產生，并使ZrO2-C材料伴隨潔凈器的振蕩運動被沖刷掉進入熔渣。在澆鑄某些特種鋼或在某些特定的澆鑄工藝下ZrO2-C材質的抗侵蝕能力面臨更為嚴峻的考驗，如澆鑄高氧鋼、限 制中間包提包的澆鑄及薄板坯連鑄時，無法實現高效多爐連鑄。
為了進一步提高渣線材質的抗侵蝕性，可從水口結構及材料組成兩方面考慮。根據ZrO2-C材料的侵蝕機理，降低ZrO2-C材質中碳含量可能提高其抗侵蝕性，然而碳含量的減少必將犧牲抗熱震性能。為此，DiDier研制開發了渣線部位由三層結構組成的浸入式水口。