PMO凝固均质化技术及其应用

钢铁是最重要的结构材料，其铸坯成分和组织均匀性直接影响了其最终制品性能均匀性和质量稳定性，成为当前国际冶金界产品质量提升的瓶颈。

本团队基于对脉冲电流细化金属凝固组织机制的认识，发明了脉冲磁致振荡（简称PMO）凝固均质化原创技术，为解决凝固均质化这一长期困扰国际冶金界的技术瓶颈做出了原创性贡献。在基础研究方面，提出了脉冲电流（简称ECP）和脉冲磁场细化金属凝固组织的“电（磁）致过冷+结晶雨”理论，在该领域发表论文数量和被引用均居国际首位。在技术开发方面，发明了将脉冲激励电流非接触导入固液界面前沿的PMO凝固均质化原创技术（图3），并与苏钢合作建成了国际上第一条PMO技术示范线。在装备研制方面，设计制造了PMO激励脉冲电源和PMO感应线圈等关键装备，制定了相应的规范。

国际著名冶金学家、澳大利亚昆士兰大学教授StJohn D. H评述PMO是可以用于有色和黑色金属凝固过程的强有力的物理细化方法。英国赫尔大学Manuwong T等认为PMO具有能耗低的独特优势。以色列学者Edry I等认为PMO在精细控制凝固微观组织方面具有极大潜力，从2012年开始一直跟踪研究PMO技术，已发表多篇相关论文。

中国钢协组织鉴定认为，“PMO是冶金领域近年来取得的一项原创性技术突破，具有科学性、实用性、先进性及潜在的重大经济和社会效益”，“基础研究”和“技术总体水平”均“国际领先”。该技术荣获国家技术发明二等奖。

PMO连铸凝固均质化技术原理及装备示意图

PMO首先在苏钢完成工业试验并建立工业示范线，目前已在中天特钢商业化运行，大幅度提高了铸坯均质化水平，并提高生产效率10%以上（图4），为企业创造了超过8.2亿元经济效益。鞍钢、中信泰富和新兴铸管等企业的装备改造已基本完成，正在进行热调试。

PMO处理GCr15轴承钢连铸坯的效果（左：未处理，右：PMO处理）

应用单位苏钢于对该技术验收评价意见如下：

脉冲磁致振荡技术成功地应用于苏钢轴承钢方坯连铸生产并建成工业示范线，显著改善了连铸轴承钢方坯低倍组织和宏观偏析，并对铸坯夹杂物水平有一定程度的改善。应用磁致振荡技术后，240×240mm GCr15轴承钢铸坯横截面等轴晶率由25%左右提高并稳定至45%左右，低倍组织显著改善，碳偏析指数全部处于0.94-1.06之间，碳偏析程度减小到原来铸坯的1/4，均质化效果十分显著。工艺及装备成熟可靠、使用方便、效果稳定显著，对连铸工艺波动适应性强。

中天对该技术验收评价意见如下：

检测结果表明：本项技术可以显著提高铸坯均质化水平，轴承钢、齿轮钢和高碳工具钢等220×260矩形坯的等轴晶率分别提高40%、108%和95%，铸坯中心碳偏析指数低于1.05。该技术装备稳定可靠，对小批量多钢种的特钢连铸生产适应性强、效果稳定。

中天特钢炼钢厂领导表示，上海大学给了我们独家秘笈。