碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于0.09％～0.16％的鋼種稱為亞包晶鋼。在連鑄過程中，鋼水要經(jīng)過相變、結(jié)晶等一系列過程，特別是當(dāng)鋼的碳含量處于包晶反應(yīng)區(qū)域內(nèi)時(shí)，由于包晶反應(yīng)的發(fā)生，液相與δ相幾乎同時(shí)消失轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，造成較大的體積收縮，增大了鑄坯與結(jié)晶器之間的空隙，熱阻相應(yīng)增大。由于傳熱的不均勻，凝固坯殼厚度也不均勻，在熱應(yīng)力、摩擦力、鋼水靜壓力的作用下，裂紋敏感性大大增加，而當(dāng)這些應(yīng)力的值大于坯殼表面所能承受的最大應(yīng)力時(shí)，鑄坯表面就會(huì)開始產(chǎn)生裂紋，其中以角部橫裂紋尤為顯著。
北京科技大學(xué)的學(xué)者為了提高亞包晶鋼連鑄坯表面質(zhì)量，運(yùn)用低倍顯微觀察以及模擬等手段對(duì)亞包晶鋼連鑄坯角部橫裂紋的形成機(jī)理進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：不同鋼種角部橫裂紋附近組織不一，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15％的鋼種裂紋附近組織為均勻的鐵素體＋珠光體，而碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.093％的鋼種的裂紋主要發(fā)生在厚度約50μｍ的沿晶先共析鐵素體薄膜上，后者裂紋的發(fā)生率約為前者的3倍；碳含量對(duì)鋼種塑性有根本性影響，從而影響角部橫裂紋的發(fā)生，工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.1％范圍內(nèi)，將碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低至0.07％，角部橫裂紋的發(fā)生率可由原來的44％降低至約4％。二冷數(shù)值模擬優(yōu)化結(jié)果表明，優(yōu)化采用的彎曲段前弱冷模式及彎曲段之后內(nèi)弧強(qiáng)冷模式的冷卻方案可保證連鑄坯內(nèi)外弧角部溫度均避開第Ⅲ脆性區(qū)，優(yōu)化后裂紋數(shù)量及長度大幅度降低，角部橫裂紋的發(fā)生可得到良好控制。
