钢铁大铸坯是重大装备的基础母材，其品质决定最终产品质量。我国钢铁大铸坯的宏观偏析、缩孔疏松和夹杂物等缺陷严重，导致各种关键构件合格率低、质量稳定性差。
材料加工模拟部致力于钢铁大铸坯冶炼、凝固、变形全流程的纯净化、均质化和致密化研究。提出新概念钢铁大铸坯制备思想，完成关键技术开发并成功转化，为我国钢铁和重机领域的节能减排、降本增效提供了有力的技术支撑。形成3项创新成果：
1)低偏析微缺陷特大钢锭制备技术。发现夹杂物是形成通道偏析缺陷的根源，发展了宏观偏析形成理论，在此基础上开发出低偏析微缺陷钢锭制备系列技术；控制传统锭型100吨级钢锭的碳偏析在±0.02%之内、铸态缺陷当量小于Φ3mm，达到行业公认的世界最高水平。
2)中频炉代替电弧炉炼钢技术。利用氧化法脱磷反应机理，通过研发渣系及脱磷技术，成功控制中频炉内磷含量小于50ppm，颠覆了电弧炉反复扒渣脱磷的传统高污染做法。新技术应用后，废钢收得率提高5%以上，固体及颗粒物排放降低70%以上。
3)大高径比铸坯制备技术。提出高度/直径之比大于4的新概念钢铁大铸坯设计思想，通过冶炼纯净化和凝固自补缩两项反传统技术开发，将材料利用率提高10%以上。
应用上述技术，成功制备出600吨级核电转子用钢锭，解决了国内从无到有的问题；制备出压力容器用60t级宽厚板坯以及直径Φ800mm的大高径比曲轴圆坯，解决了质量和材料利用率问题。关键技术辐射50余家企业，申请中国发明专利10余项、国际专利3项。
