鑄坯表面橫向裂紋一直是困擾微合金鋼連鑄的嚴(yán)重問題之一。這種裂紋包括表面橫裂紋和角部橫裂紋，通常位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處，與振痕共生。國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了大量 研究 ，認(rèn)識到這種裂紋的形成與鑄坯的高溫力學(xué)性能密切相關(guān)，是鑄坯在表面溫度處于脆性溫度范圍內(nèi)時進(jìn)行矯直而產(chǎn)生的。鑄坯在矯直時內(nèi)弧受到張應(yīng)力外弧受到壓應(yīng)力，矯直過程中由于振痕的缺口效應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)力集中，如果矯直溫度處在鑄坯脆化溫度范圍內(nèi)，就會加速振痕波谷處橫裂紋的形成并沿奧氏體晶界擴(kuò)散。這個脆性溫度區(qū)大約在700~900℃。目前防止表面橫向裂紋產(chǎn)生的主要措施就是避開脆化溫度區(qū)。在全凝固矯直時采用低溫矯直操作，即矯直溫度低于脆化溫度區(qū)；在帶液心多點(diǎn)矯直或連續(xù)矯直時采用高溫矯直操作，即矯直溫度高于脆化溫度區(qū)。這兩種方法已經(jīng)應(yīng)用了幾十年，在一定程度上為各類鋼鐵企業(yè)減輕了鑄坯質(zhì)量缺陷，但是對于微合金鋼鑄坯而言，卻從來沒有從根本上消除鑄坯的表面橫向裂紋。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在傳統(tǒng)的連鑄工藝中，讓鑄坯表面溫度在彎曲或矯直時避開脆性溫度范圍并不足以防止表面裂紋的產(chǎn)生，特別是表面角部橫裂紋。這是由于鑄坯(尤其是板坯)在寬度方向上的溫度分布是不均勻的，尤其在角部，受到來自窄面和寬面的傳熱，使得角部溫度不可避免地會處于低塑性溫度區(qū)，因此采用傳統(tǒng)的高溫避開法或者低溫避開法，并不能從根本上消除鑄坯表面橫向裂紋的發(fā)生。
深入的 研究 表明，脆性溫度區(qū)與微合金鋼中的Nb、Al、V、Ti等微合金元素的析出行為有關(guān)，所形成的碳氮化物大量在奧氏體晶界析出，同時由于γ→α固相轉(zhuǎn)變，在奧氏體晶界處形成薄膜狀或網(wǎng)狀先共析鐵素體，破壞了基體的連續(xù)性，故而在彎曲或矯直操作中，應(yīng)力或應(yīng)變集中于奧氏體晶界處的脆性相，使鑄坯產(chǎn)生橫向裂紋。基于這種 分析 ，日本學(xué)者提出了一種預(yù)防和消除連鑄坯表面橫向裂紋的新思路。他們通過改變冷卻工藝制度，從而控制鑄坯表面的組織結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高鑄坯熱塑性、減輕鑄坯裂紋敏感性的目的。該新工藝的核心思想是在鑄坯出結(jié)晶器后，施行強(qiáng)制冷卻，使鑄坯表面溫度在短時間內(nèi)迅速降至A3溫度以下，隨后利用鑄坯自身的凝固潛熱使鑄坯回溫，回溫后的冷卻制度與傳統(tǒng)冷卻工藝制度相同。在新工藝條件下獲得的鑄坯凝固組織為均勻的鐵素體加珠光體，而不是傳統(tǒng)冷卻工藝條件下的薄膜狀先共析鐵素體析出帶。這種組織的鑄坯塑性得到很大提高（斷面收縮率大于60%），避免了傳統(tǒng)工藝條件下鑄坯的脆性溫度區(qū)（斷面收縮率小于40%）。因此，新工藝的鑄坯在中溫區(qū)和高溫區(qū)均沒有發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，鑄坯表面橫向裂紋基本消除，大大提高了連鑄坯的質(zhì)量。
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