10月，上海成立冶金工業局，嚴旭任首任局長、黨組書記。那壹年，全國貫徹“建設社會主義總路線”，在“以鋼為綱”的方針指導下，全國掀起了“大規模辦鋼”的熱潮。上海市第壹次黨代會決定，上海鋼產量由1957年的49萬噸增加到12萬噸。而上海鋼鐵工業原有基礎非常薄弱，沒有礦山資源。嚴旭任重道遠。在中共上海市委領導的支持下，他依靠和帶領其他領導幹部制定和調整“第二個五年計劃”，規劃建設項目。在全市各界的支持下，他進行了大規模的基本建設。他身先士卒，推動煉鋼重點車間和配套設施快速建成。他在冶金局領導工作期間，先後建立了五廠、矽鋼片廠等6家鋼廠和鐵合金、碳素制品等2家輔料廠，擴建了10鋼廠和壹廠、三廠等2家耐火材料廠。為了解決上海鋼鐵生產“無米下鍋”的問題，他積極籌劃並爭取有關部門的支持，在江蘇、安徽、山東、浙江建立了三個輔料礦和壹個煉鐵基地。在上海鋼鐵工業的三年發展中，嚴旭提出“上海要擴大品種，發展優質、尖端、新材料，把冶金工業打造成多品種、高質量的百貨商店，國家需要什麽，我們就生產什麽”。60年代初，國民經濟第壹次調整，大量基建項目停建下馬。嚴旭同誌要求冶金行業“留好種子”，渡過難關。在他的戰略思想指導下，壹些軍工新材料相關的重點車間和改造項目不斷建設，為未來發展國防尖端工業所需的新材料創造了條件。在他任職期間，上海冶金工業形成了年產鋼21.5萬噸和1.8萬噸以上的鋼鐵工業基地，以及品種齊全的板、管、線、帶和中小型型材。
1960年7月調任上海市科委副主任、中共華東局科委副主任。他十分關心支持冶金工業，為冶金系統立項，協調科研，特別是當時急需和短缺的金屬，如鎳、鉻、鈦、鈷、稀土元素的冶煉提純。在他的指導和支持下，取得了多項成果，填補了多項國內空白。1960年初，我國核工業急需壹種重要部件(同位素分離膜)。國務院總理周恩來部署上海科技攻關，嚴旭任領導小組組長。在他的組織和指揮下，冶金局建成了專業工廠。不到兩年時間，首批A型分離膜研制成功並投入批量生產，為我國自主生產核燃料發揮了重要作用。
為開發上海煉鋼所需的生鐵資源，1977年，國務院批準在上海建設寶鋼總廠，嚴旭任寶鋼工程指揮部首任指揮長、黨委書記。他身臨其境，不辭辛勞，精心策劃建設工程，為寶鋼建設作出了重要貢獻。
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