本研究方向以钢铁冶金原理、金属学原理、冶金反应工程学、凝固理论和冶金传输原理为理论基础，研究钢铁冶炼过程的内在规律和新技术开发。大力开展钢的微合金化、组织结构均匀化以及结晶状态、综合性能最优化等研究。主要特色有：

（1）研究钢铁材料化学成分的稳定和组织结构均匀性控制；

（2）针对材料性能的不同要求，实现超低硫、超低磷、超低氧、超低氮、超低碳和高含氮的控制，以及钢液无污染脱氧理论与工艺研究。

（3）通过真空冶金和等离子冶金、表面离子喷涂、表面离子注入、悬浮熔炼和冷坩埚熔炼等手段，开发高经济效益、高资源效率、低环境负荷的新钢种，同时注重钢铁材料的功能化，提高钢铁材料的强度、耐热性、耐腐蚀性并赋予钢铁材料新的物理和化学性能。

（4）研究高温快速还原铬铁矿粉、氧化铁矿粉直接制取金属铁及碳化铁，以及直接合金化冶炼高纯合金钢的机理及影响因素。

本研究方向的学术地位：该研究方向的骨干成员主要由教授和博士组成，在国内率先开创了极低氧钢、铜离子注入法抗菌不锈钢的研究工作，研究成果将推动诸如飞机发动机粉末涡轮盘用材料、某些超级合金、马氏体时效钢以及精密零件用合金的“零夹杂”化熔炼，以及超纯净材料力学性能的研究具有重要意义，研究内容处于前沿领域。本方向学术带头人及学术骨干近年来分别承担或参加完成了国家经贸委、国家自然科学基金、国家十五科技攻关、湖北省教育厅和科技厅基金等纵向科研项目15项，还长期与武钢、宝钢、柳钢、冶钢、湘钢和涟钢等冶金企业密切合作，先后承担横向科研合作项目30多项，发表论文80余篇，其中被SCI、EI、ISTP三大索引收录论文28篇，获国家冶金局科技进步一等奖1项，二等奖2项，省科技进步一等奖2项，三等奖2项。在钢的洁净化、组织结构均匀化以及结晶状态、综合性能最优化等方面做出了成绩，研究成果处于国内先进水平，成果转化率在80%以上，创造了显著经济效益和社会效益。

随着近代冶金理论与工艺技术的进步和装备水平的不断提高，坚持继承与发展、改造与创新、理论与实际紧密结合，将冶金学和材料学的最新理论和成果应用于高经济效益、高资源效率、低环境负荷的新钢种开发，探索建立最佳质量成本的生产体系，提高质量，降低成本，研究满足实际需要的新一代品种。这对于我国开发低成高质量的金属材料和我国的可持续发展具有十分重要的意义。该方向在高纯净钢的精炼与连铸质量控制方面具有广阔前景。