铜，作为第三大金属材料，以其高导电性和耐蚀性等显著优点，在交通、通讯、军工等多个领域扮演着不可或缺的角色。我国铜加工材年产量高达1500万吨，然而，高品质铜合金的制备能力却相对不足，这一瓶颈已成为国家重大装备制造的一大挑战。

在铸造过程中，缩松、气孔、裂纹、偏析等缺陷的控制是决定铜合金品质的关键，这也是一个世界性的难题。

本成果在铜合金连铸过程凝固组织电磁控制***技术方面取得了系列创新：

1、发明了电磁场调控下合金晶体生长原位可视化技术和装置，实现了对不透明合金凝固过程中晶粒及缺陷形成的实时观测和成像。该技术***揭示了大电流致枝晶尖端***现象及其机制，并确认电磁场主要通过改变凝固前沿溶质的传输方式来调控晶体生长行为，而非传统的电磁力碎断枝晶的认知。相关研究成果“电场调控下晶体生长行为同步辐射原位可视化”入选2010年上海光源代表性用户成果，发表的论文也被评选为2012年度北京光源用户成果Highlights。

2、发明了非真空下大盘重铜铬锆圆坯水平连铸电磁调控技术，填补了含Zr等易氧化元素铜合金非真空水平连铸生产的国内外空白。该技术成功铸造出直径87mm、长50m的高强高导铜铬锆合金圆坯。经过行星轧制、热处理等工序，生产的铜铬锆合金接触线成品抗拉强度达到610MPa，导电率79.85% IACS，性能在国内外报道中***高，已应用于京-沪高铁。

3、发明了锡磷青铜板带水平连铸相向调幅磁场凝固调控技术，自2006年开始规模化生产。该技术使板带坯沿厚度方向锡的宏观偏差值由0.28减少到0.17，石墨模具的寿命周期由7天增加到12～14天，退火时间减少三分之一，成品率由67.9%提高到73.2%，吨电耗降低约150kWh。2007年，该技术应用于台湾***伸铜科技有限公司的锡磷青铜生产线，2012年转让至韩国丰山铜业，成为我国冶金技术向发达工业体逆向转移的典型案例。

4、发明了铜合金双频磁场及复合电磁场凝固调控技术，实现了大直径（＞250mm）铜合金圆坯由垂直半连铸向水平连铸生产模式的转变，生产效率提高3倍。目前，已有10条生产线投入运行，年产“电磁铸坯”10万吨。

5、发明了高致密度超级无氧铜电磁连铸技术，实现了铜液中杂质和气体的快速上浮（排除），提高了铜坯的纯净度，改善了结晶机制，提高了等轴晶率，减轻或消除铸坯表面振痕与热裂等铸造缺陷，提高了铸坯内部和表面质量。所生产的铜坯，致密度高达8.92～8.94g/cm³，接近铜的理论密度8.96g/cm³；氧含量降低到10ppm以下，大大优于国家标准（20～30ppm）。

相关论文被SCI收录98篇，EI收录177篇，获授权发明***8项。自2006年起，成果已应用于国内多家铜加工企业，实现规模化生产，并推广至台湾地区和韩国。新产品销售额近30亿元，近五年销售额超过18亿元（利税1.2亿元）。这些成果大幅提高了产品的技术附加值，提升了我国铜加工及相关产业的创新能力和国际竞争力。中国有色金属工业协会组织专家鉴定认为，该成果达到“国际***水平，经济和社会效益显著”。

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