鋼鐵是應用最廣泛的結構材料，是基礎建設、石化、能源、國防等領域必不可少的關鍵材料，大如高樓、高速公路、橋樑、高鐵、飛機、航母、燃氣輪機，小至齒輪、扳手、螺絲釘、筆尖，處處離不開鋼鐵。沒有鋼鐵就沒有現代工業、現代軍事和現代科技。
鋼的生產和消耗量一直是衡量一個國家綜合國力的重要標誌。近年來，我國鋼產量一直位居世界首位，2019年中國粗鋼產量約9.96億噸，佔全球粗鋼產量的53.3%。如果將這些鋼材軋成直徑60釐米的鋼筋，可以繞赤道一圈，也就是可以為地球戴上一枚“鋼鐵戒指”。
僅以產量而言，我國早已成為當之無愧的鋼鐵大國。但在高端鋼材領域，我們仍然缺乏競爭力。如何在冶金理論和核心技術上有所突破，把我國由名副其實的鋼鐵大國變為當之無愧的鋼鐵強國，是我國冶金工作者孜孜以求的“強國夢”。
凝固是指液態到固態的轉變過程，它廣泛存在於自然界和工程技術領域。從雪花凝結到火山熔岩固化，從馬踏飛燕、後母戊鼎等歷史珍品的製造到廣泛使用的鑄件生產，均離不開凝固過程。可以説，幾乎一切金屬製品在其生產流程中都要經歷一次或多次凝固過程。鋼的生產也躲不開凝固這一關，通常鋼的凝固是通過模鑄或連續鑄造（簡稱連鑄）實現的。
鋼鐵連鑄
連鑄技術是把鋼水連續不斷地澆注並凝固，製成坯料。與模鑄技術相比，連鑄技術大幅提高了生產效率和金屬收得率並節約了能源。這個技術是20世紀50年代在德國首先被研製成功的，目前全球98%以上的鋼都用連鑄技術生產。
通俗來講，連鑄坯的凝固過程就像冰棍的結晶過程。冰棍結晶時，冰晶粒從外面一直長到心部，形成貫穿冰棍的大冰碴，把雜質、糖分等都推到了最後結晶的中心部位，所以中心雜質特別多，還可能有孔洞。而雪糕由很多細小的冰晶粒組成，這樣添加的物質就會比較均勻地分佈在各個部位。
冰棍和雪糕
連鑄坯凝固時像冰棍一樣，鑄坯從外向內凝固，形成粗大的穿晶組織，把有害的雜質元素和有用的合金元素也推到了鑄坯的心部，造成鑄坯成分和性能不均勻。如果把這樣的鋼坯軋製成板材或棒材，其不同部位的性能就不均勻。如果進一步把這些棒材或板材切成小塊，製造成零件，這些零件的性能就會不穩定。
從全球範圍看，隨着資源、能源和環境理念的提升，高潔淨化、高均質化、超細晶化和低消耗、低污染成為新一代鋼鐵生產技術的發展方向。伴隨着鋼鐵冶金技術裝備水平的提高，冶煉潔淨化及軋製和熱處理細晶化都有了長足進步，凝固均質化成為全球冶金產品質量提升的瓶頸。
但是，目前人們還沒有找到一種適合鋼鐵冶金工業的令人滿意的凝固均質化技術。究竟通過什麼方法才能解決它，成為鋼鐵冶金行業工作者必須面對的課題。
上海大學先進凝固技術中心長期致力於鋼的凝固問題研究，在揭示了脈衝電流細化金屬凝固組織機制的基礎上，發明了脈衝磁致振盪（簡稱PMO）凝固均質化技術，為解決均質化這一長期困擾國際冶金界的技術難題做出了原創性貢獻。
連鑄PMO凝固均質化技術原理示意圖
項目主要完成人翟啓傑教授（中）等人在討論實驗結果
通俗地講，PMO就是把連鑄坯由“冰棍”做成“雪糕”。該技術是將脈衝電流導入環繞在鑄坯表面的線圈中，通過電磁感應在鑄坯固液界面附近形成特定的物理效應，促進固液界面前沿形成晶核，這些晶核在鋼液中漂移、長大、增殖，不斷形成大量細小的晶粒，並均勻分佈在整個鑄坯中，從而達到細化凝固組織的目的，最終達到均勻化的效果。該技術不僅適用於鋼的方坯連鑄，也適用於其他連鑄以及模鑄等凝固相關的生產工藝。對於鋁、鎂等有色金屬及合金，也十分有效。
PMO工業裝備及連鑄現場
目前，PMO技術已應用於冶金企業商業生產，成為提升產品質量和生產效率的關鍵技術。將來，PMO及其衍生技術將助推我國鋼鐵質量躋身國際前列，提升我國鋼鐵製品的國際競爭力。