微合金钢广泛应用于能源化工、交通运输、海洋工程以及国防军工建设等重要领域，需求量大、性能要求苛刻，是国内外钢铁企业的核心产品。2014年我国微合金钢产量占至了总钢产量16.5%，且超过95%铸坯母材由连铸方式生产。在实际微合金钢连铸生产过程，受合金加入影响，铸坯频发角部裂纹缺陷，不仅大幅增加企业生产成本并影响其生产效率，也阻碍了高端品种钢的高质化生产，已成为钢铁行业共性技术难题。且国内外尚未开发形成稳定的裂纹控制技术，亟待解决。
项目组经多年研究，已系统探明了传统微合金钢连铸生产过程铸坯角部裂纹产生的根本原因为：受微合金钢固有凝固特点及传统连铸冷却模式影响，铸坯凝固过程角部组织晶界大规模析出微合金碳氮化物，致使晶界脆化；与此同时，铸坯在矫直等区内角部组织形成奥氏体+先共析铁素体膜低塑性结构，弱化晶界强度。受此影响，铸坯在弯曲或矫直过程受到应力作用便产生裂纹缺陷。基于该裂纹产生根本机理，结合连铸坯在全铸流内传热与变形行为，创新研制出了高效迎合初凝坯壳角部凝固收缩传热并弥散化其晶界微合金碳氮化物析出的新型内凸型曲面结晶器技术、以及连铸坯高温区角部局部超强冷与快速回温相结合的组织多相变晶粒超细化与结构转变动态控冷工艺与装备技术，从根源上解决了传统微合金钢连铸过程铸坯角部组织晶界大规模析出微合金碳氮化物脆化晶界以及生成“奥氏体+铁素体膜”低塑性结构组织的难题，从根本上强化了铸坯角部自身抗裂纹能力，形成了微合金钢连铸坯角部裂纹“治本”控制新技术。
目前，本裂纹控制技术已成功推广应用至了唐钢、梅钢、舞钢、鞍钢、宝钢、邯钢、河北敬业钢铁等7家重点板材生产企业的10条生产线，实现了包括薄板坯、中薄板坯、常规板坯、宽厚板坯以及特厚板坯等目前全部板坯坯型覆盖。部分应用企业微合金钢连铸坯裂纹率成功稳定控制至＜0.1%水平，实现了其该类钢种的高效化连铸生产。该技术的开发与推广，不仅保障了应用企业微合金品种钢批量化稳定生产，并大整体提升其产品的国内与国际市场竞争力，而且将进一步推动我国钢铁企业高端合金品种钢的高质与稳定化生产以及有效减少钢铁企业由于铸坯再加热导致的CO2排放。相关研究成果已形成国家发明专利5项，获省部级科技发明及进步奖励2项。
▲舞钢内凸型曲面结晶器与铸坯角部晶粒超细化控冷装置现场组装
