可以說日本鋼鐵工業的能源單耗和產品質量能夠位居世界領先水平，如果沒有鋼鐵生產工藝中的最佳加熱和冷卻技術，是不可能實現的。近年來，為進一步提高產品質量，因此日本對提高加熱和冷卻能力及對目標溫度的高精度控制提出了要求，同時還對考慮到環保的節能及污染小的加熱和冷卻技術提出了要求。
一、加熱技術
1、節能加熱技術 作為鋼鐵生產工藝中的加熱源，主要使用高爐、焦爐等產生的副產氣體。為實現節能，重要的是要減少廢氣損失，即盡可能地回收廢氣的熱能，循環利用于生產工序中。為此，開發了蓄熱式燒嘴系統，應用于板坯加熱爐或冷軋鋼板的連續退火爐等許多設備。大型連續式板坯加熱爐或連續退火爐的輻射管燒嘴應用蓄熱式燒嘴系統后取得了大幅度節能的效果，節能效果比以往普通燒嘴提高20~25%。
2、低污染加熱技術 為提高爐子的加熱能力，有效的辦法是提高火焰溫度，但提高火焰溫度會出現NOx增大的問題。為解決這一課題，研究了采用高溫低氧濃度燃燒技術來提高熱效率和減少NOx發生量的技術。采用高溫低氧濃度燃燒時，NOx的增加比例與溫度的關系小，即使空氣溫度達到1150℃，當氧濃度下降到5%時，NOx濃度也非常低(大約100ppm)。
3、冷軋鋼板的快速無氧化加熱技術 開發了將燃料和空氣分別供給進行燃燒的擴散燃燒式燒嘴和預先將空氣和燃料進行充分混合后供給的預混合燃燒式燒嘴。即使在低負荷燃燒時(負荷25%)，噴嘴內也不會發生回火。其預熱空氣溫度可達到400℃，爐溫可達到1350℃。當空氣溫度在400℃時，爐效率為大約59%，與沒有空氣預熱相比，可節能大約20%，同時可大幅度縮短爐子的長度。
二、冷卻技術
1、水冷卻技術 在熱軋工序中，采用水冷控制組織，提高鋼材的強度、韌性和焊接性的材質控制工藝TMCP(熱機械控制工藝)在上世紀80年代由日本在世界上率先采用，從此以后它成為熱軋工藝中不可或缺的技術，其應用范圍越來越廣。 TMCP采用的水冷卻方式主要是移動式冷卻方式，即一面使鋼板移動，一面進行冷卻的方式。在輸出輥道的上下面設置了各種水噴嘴，從上下兩面快速對鋼板進行冷卻。采用TMCP時，為確保材質的均勻和形狀平直，要求鋼板必須均勻冷卻，因此可以將下列冷卻方式組合使用。
(1)、層流冷卻 層流冷卻的方法是降低噴嘴出口流速，使水以層流的形狀從噴嘴噴出，沖撞到鋼板上。層流冷卻用噴嘴有圓管狀層流噴嘴和狹縫式層流噴嘴。采用層流冷卻時，由于水是從距離鋼板較遠的位置落下，因此能有效消除水的動量產生的汽膜，并在水駐點獲得高的冷卻能力。
(2、)噴射冷卻 噴射冷卻的方法是將水加壓后噴出，由此利用其與周圍空氣隔絕的作用，使水的粒度變成100~500m后沖撞到鋼板上。通過控制水量密度，可以獲得較廣的冷卻范圍。
(3)、噴霧冷卻 噴霧冷卻的方法是從水噴流的外圍吹加壓空氣，使水成粒狀后與空氣一起沖撞到鋼板上。通過控制空氣量，可以在大的范圍內調整冷卻能力。將這種用空氣使水變成粒狀后不會產生大的動量來控制冷卻能力的方法稱作噴霧冷卻。
(4)、浸漬冷卻 浸漬冷卻是將鋼板直接浸漬在水槽中進行冷卻的方法。該冷卻裝置構成簡單，但難以控制冷卻的均勻性。
2、氣體射流冷卻技術 氣體射流方式有配置數個圓孔噴嘴的多孔式氣體射流方式和配置狹縫狀噴嘴的狹縫式氣體射流方式。采用狹縫式氣體射流方式時，噴嘴呈喙狀布置，氣體容易向鋼板寬度方向穿過，使鋼板寬度方向的冷卻均勻，為防止帶材變形，因此可以在帶材溫度高的區域使用這種氣體射流冷卻方式。多孔式氣體射流的每單位冷卻能力高，一般用于預熱帶或最終冷卻帶等板帶和冷卻氣體溫差小的區域。
3、軋輥冷卻技術 為提高鋼板的冷卻速度和節能的要求，軋輥冷卻技術已應用于實際。軋輥冷卻的方法是使鋼板直接與水從內部貫穿流過的旋轉軋輥接觸，通過接觸傳熱進行冷卻。軋輥冷卻法的優點是運轉動力比需要使大量氣體循環的氣體射流方式的小。采用軋輥冷卻的傳熱系數是氣體射流冷卻的5~10倍。近年來，通過對軋輥的水路結構進行改進，提高了軋輥殼體部分的傳熱效率，降低了制造成本。