本发明提供一种减小中高碳钢坯料表面脱碳深度的开坯方法，通过大方坯坯料达到开轧条件所需的加热时间T和轧制每支大方坯坯料的时间t计算得到加热炉内大方坯坯料数量N＝T/t，以该数量N进行司炉，将大方坯坯料加入设置有预热段、加热一段、加热二段和均热段的加热炉进行加热，然后用≥20MPa的高压水对大方坯坯料进行除鳞，除鳞后对大方坯坯料进行轧制；轧制后得到的小方坯采用多段水冷装置进行水冷，将所述小方坯表面温度冷却至570‑630℃，最后将所述小方坯送至冷床进行空冷；所述多段水冷装置由多组间隔设置的可调节水量的喷头组成，每组喷头设置有多个，每组的多个喷头设置于所述小方坯的四周。本发明减小了坯料处于高温的时间，降低了脱碳层厚度。