1. 炼铁工艺关键技术
※ 成熟、先进、经济的烧结烟气综合治理技术
烧结烟气综合治理技术是钢铁工业达到国家环保标准必须实施的技术，具有重要的社会效益。烧结烟气污染是钢铁企业的污染重点，烧结烟气脱硫、脱硝技术可分为干法、半干法及湿法三类。烧结烟气脱硫技术在我国被普遍应用，目前已投入运行的达到438台套。但受技术、投资、使用成本和脱硫产物处理等限制，虽然使用的方法达到31种，但使用效果差距很大，有大量需要完善的环节。而烧结烟气脱硝技术目前未达到推广应用，只有太钢应用活性炭技术，实现烧结烟气的脱硝。
太钢450m2烧结机烟气脱硫制酸系统采用国内第一套活性炭烧结机烟气活性炭脱硫装置，集脱硫、脱硝、脱二噁英、除尘、除重金属五位一体，是当前世界上最先进的烧结烟气脱硫工艺技术。系统投产后，每年可减少二氧化硫排放量4000t、氮氧化物排放量1200t、粉尘排放量620t，年回收二氧化硫再生浓硫酸近万吨，实现废物零排放，从根本上彻底治理烧结烟气对环境的污染。但投资及生产运行费用较高，其它钢铁企业未能采用。
※ 高炉长寿、稳定顺行冶炼操作技术
高炉长寿和稳定顺行的高炉冶炼操作技术是提高钢铁企业核心竞争力的关键技术。这一关键技术应该对所有高炉都是非常重要的，但对大型高炉尤为重要。高炉大型化后，单炉产量大幅提高，一旦高炉失常，损失就十分惨重，几乎可拖垮整个企业。另一方面，高炉大型化和装备现代化也是大幅度提高了一次性投资，花巨资建设的大型高炉如果不能长寿，就无法体现高炉大型化的优势！
近20多年来我国炼铁行业也涌现的一批稳定顺行、高效长寿的高炉如宝钢的2号、3号高炉和武钢的5号高炉，它们的炉龄达到了15~19年，一代炉役的单位产铁量超过13000t/m3、甚至超过了15000t/m3，由于长年的稳定顺行，高炉的技术经济指标达到了国内甚至世界的一流水平，最具有代表性的是宝钢3号高炉，其主要技术经济指标如下图所示：
宝钢3号高炉除了初期因搭接生产期压产以外，其利用系数>2.3t/(m3·d)、燃料比<500kg/t(HM)、焦比（含焦丁）<300kg/t(HM)，喷煤比达到和接近200kg/t(HM)。这应当成为我国大型高炉追求的目标。
由于我国高炉炼铁的原燃料条件千差万别，炉型和设备也各有特色，稳定顺行的操作技术就难有一种统一的可以照抄照搬的模式，不但各厂的高炉之间操作制度会有不同而且同一厂不同高炉的操作制度也会有一些不同。正如辩证法所表明的那样，“共性寓于个性之中”，炼铁操作技术的共性也是显而易见的，这就是合理的煤气流分布！为了获得合理的煤气流分布，在送风制度中必须要控制好足够的适合自己高炉顺行的鼓风动能，在装料制度中必须控制好边缘气流和中心气流的合理匹配，在热制度中必须保证炉缸具有充沛而均匀的热量，在造渣制度中既要保证炉渣的流动性和足够的脱硫能力又要尽可能地降低渣铁比。
高炉长寿则是一项系统工程，包含了工程设计、设备选型、安装施工、生产维护的全过程，前3项属于先天条件，固然十分重要，但生产维护的后天保养也是非常重要，这既与高炉的稳定顺行有关，更与高炉不带病工作有关，这就需要建立高炉长寿管理工作体制，定期检查诊断影响高炉长寿的问题，及时处理好这些问题，使高炉的长寿始终处于受控状态。
总之，高炉长寿、稳定顺行的操作技术是一项系统工程，既有技术问题，还有管理问题，因此是一项综合技术，通过推广这一技术使高炉高产、优质、低耗、长寿，成为钢铁企业最重要的核心竞争力之一。
2. 炼钢关键技术
※脱碳炉少渣冶炼长寿复吹技术
21世纪转炉炼钢技术发展的三大核心技术仍然是：
①转炉洁净钢冶炼技术，控制终点钢水[P+S]≤100´10-6；
②转炉终点钢渣反应平衡控制技术，优化复吹工艺使终点[C][O]积≤0.0025%；
③转炉长寿技术，转炉炉龄≥10000炉。
我国转炉普遍采用溅渣护炉工艺，使转炉长寿技术达到国际先进水平。京唐公司脱碳转炉采用留渣操作工艺，解决了少渣冶炼溅渣渣量不足的技术问题。通过采用脱碳炉少渣溅渣护炉工艺，目前脱碳炉炉龄已达到7000炉以上，达到国际领先水平。但采用溅渣护炉工艺对脱碳炉冶炼造成以下问题：一是使冶炼周期延长：京唐脱碳炉冶炼周期为28min，比和歌山厂延长8min，其中溅渣护炉延长3.5min，供氧时间延长1.5min，出钢时间延长3min。二是采用溅渣护炉后渣中P2O5高于超低磷钢冶炼所要求的含量，对超低磷钢（[P]≤30´10-6）冶炼带来较大危害。
日本和歌山厂脱碳转炉未采用溅渣护炉工艺。为提高脱碳炉炉龄，采用加快转炉生产节奏，降低转炉出钢温度和终渣氧化性等技术措施使脱碳炉炉龄达到5000炉。未采用溅渣护炉工艺，不仅可减少溅渣护炉操作时间，而且可避免炉渣对钢水的污染，有利于生产P、S控制要求严格的超纯净钢。
今后，国内在脱碳炉长寿技术研究开发方面应注重吸收日本护炉的经验，通过加快生产节奏，减轻由于急冷急热造成的耐火材料损失；研究开发低氧钢冶炼技术，避免钢渣过氧化；通过工艺流程优化适当降低转炉出钢温度，降低溅渣频率，减少溅渣时间。
3. 铁水预处理及钢水炉外精炼关键技术
※ 机械真空泵系统RH、VD、VOD成套装备与精炼工艺技术
真空是钢铁冶炼中二次精炼的重要手段。目前国内各钢厂中精炼工艺中的真空主要是通过多级的蒸汽喷射真空泵系统获得。喷射真空泵可用来抽出含水蒸汽、粉尘、易燃易爆气体，抽气能力大，但其缺点是能量损失较大，抽气效率较低。机械真空泵是利用机械运动以获取真空的一类泵，液环泵、罗茨泵和螺杆式真空泵均属于机械真空泵。与蒸汽喷射泵相比，机械泵具有起停迅速平稳、大幅度节能、无污染、占用空间小、运行费用低等诸多优点，已经在我国得到了快速发展。到2014年上半年我国重庆钢铁公司建成并稳定运行世界上首台RH机械真空系统并迅速为渤海钢铁迁安厂承建一台机械真空泵系统RH、包头钢铁公司改造和新建VD机械真空系统共三套、莱芜钢铁公司新建一台VD机械真空系统。
4. 连铸关键技术
※ 恒拉速、高拉速、高效连铸系统技术
高效连铸技术是上世纪90年代我国重点攻关的技术，其核心是以高拉速为核心，实现高作业率、高连浇率、高无缺陷铸坯率的系统技术。当时高拉速是指150mm×150mm方坯Vc≥2.8~3.5m/min，或厚度200mm板坯Vc≥1.8m/min。当时，虽有一些争议，但攻关成果推广后迅速推动全国连铸生产上水平，带动了钢铁流程的优化发展。十多年的发展，到本世纪头十年末期，在保持原有技术涵义基础上，高效连铸技术更进入到注重恒拉速及进一步提高拉速的新阶段。恒拉速是指当铸坯断面和钢种确定后，按最佳凝固工艺和质量优化要求确定连铸拉速，并力求在整个浇铸过程中保持不变，保证连铸生产平稳、无事故（无工艺、设备、质量事故）地高效运行，这符合连铸工艺和质量的本质要求。恒拉速概念由武钢首先提出，首钢迁钢最先获得突破性进展，并提出了公式：
恒拉速率↑= 
迁钢至今恒拉速率始终保持在96%以上，全国已有几十台各种断面铸机实现了恒拉速浇铸，恒拉速率均≥90%。拉速保持不变有两种模式，一种是完全不允许波动，一种是允许有极小波动（如方坯±0.1m/min，板坯0.02m/min）。
实现恒拉速不仅要求钢水质量（成分、温度、洁净度）按规范严格控制，而且设备要始终保证设计精度、钢水供应数量、时间组织精准，因而是一项工艺、装备技术与生产组织管理一体化的系统技术。
新世纪的恒拉速高效连铸技术更注意了提高铸速水平的技术应用，如低碳板坯连铸在采用低过热度、电磁搅拌和电磁制动等技术基础上，已可将铸速提高到2.2~2.5m/min。
本项技术应是在所有铸机上加快推广和进一步完善的首要技术。
5. 轧钢关键技术
※ 热轧钢材基于超快冷却的新一代控轧控冷装备及工艺技术
控制轧制控制冷却技术在国内外都得到了飞速发展，也对钢材性能的提高和新产品的开发作出了很大的贡献，这一方面得益于近年来物理冶金学学科和金相检测技术的机理研究和机理分析的新发展，另一方面得益于高刚度轧机、超紧凑布置轧机、超快速冷却装置等实现手段的新突破。新一代控轧控冷技术的特点在于轧后冷却路径多样化及其精确控制。它包括近期获得广泛应用并仍处于不断发展的超快冷技术、冷速连续可调、对开冷、终冷和冷速的精确控制等技术。它突破了传统控冷的局限，能在更宽的范围内实现钢材组织的多样化并获得更优异的性能。其中，新发展的超快冷技术可对热轧钢材进行高效率、高均匀性的冷却（有数据表明，对于3mm厚钢板冷却速度可达400K/s以上；50mm厚中厚板的平均冷却速度超过50K/s），可有效抑制形变奥氏体的再结晶、碳化物析出和向铁素体的转变，进一步发挥细晶强化、析出强化和相变强化的作用。试验和生产数据表明，采用新一代控轧控冷技术，可利用简单的一种化学成分设计获得不同性能的钢材，实现“一钢多级”；或采用控轧控冷技术开发全新的先进钢铁材料。同时，采用该技术可获得显著的减量化效果：将普通C-Mn钢的强度提高100～200MPa以上，或降低合金元素的用量30%以上，因改善了钢材性能而可以节省钢材5%～10%。这一技术正在推广应用于除钢管外的热轧中厚板、热轧板带、热轧棒线材、热轧型钢等绝大多数热轧钢材的生产中，为钢铁工业技术与产品的更新换代做出贡献。
6. 耐火材料关键技术
※ 不定形耐火材料优化技术和现代应用技术
不定形耐火材料具有高效、节能、绿色环保等特点，正在发展成为耐火材料的主体。不定形耐火材料优化技术是不定形耐火材料的系统和深化发展，主要是以不定形耐火材料的流变学、胶体化学、粉体工学和热力学等理论基础为指导，通过控制和优化不定形耐火材料的作业性能，拓宽使用范围，提高应用效果。关键技术包括以高效能和多功能化复合为基础的添加剂技术、以高纯性和环保性为基础的结合剂技术、适应不同作业性的颗粒级配技术，适应不同材料特点和使用条件的施工作业技术。不定形耐火材料现代应用技术主要涉及高炉热态修补技术、火焰喷补、半干法喷补、湿式喷涂和高压压入造壁等先进施工技术。火焰喷补是通过掺入耐火材料里的燃料的燃烧把耐火材料熔化或呈半熔化状态喷射到要修补的炉衬上，它的性能好，具有非常好的使用效果。目前正在大力发展的湿式浇注料喷射技术，施工的结果能与浇注料炉衬相媲美，它对高炉和焦炉长寿降低消耗起到重要的作用。推广先进不定形耐火材料技术对钢铁工业用耐火材料的不定形化发展有重大促进作用。
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