冶金热能工程的研究对象主要包括冶金工业、联合企业、生产车间(工序)、单体设备和设备部件五个层面。随着系统节能理论和技术的快速发展,系统节能越来越多地得到人们的认可与推广。近年来,关于冶金工业、联合企业和生产车间(工序)层面的系统节能及其能耗特性的研究工作较多,取得了可喜的研究成果。毋庸置疑,单体热工设备是五个层面中最根本的环节,热工设备的能耗对系统节能的影响至关重要,因此,本研究着重关注热工设备的能耗特性,主要开展了以下几方面工作：(1)剖析钢铁企业生产设备的热工特性,构建设备最优利用模型。根据工序能耗定义,指出节能的实质：减少供入端能量消耗和回收输出端余热余能资源。减少供入端能量消耗,并不表示能耗最小,而是能耗最佳,即不供给热工设备多余热负荷。用静态估算的方法,找出热工设备最佳能耗,计算热备最小单耗,按照“以效定产”的生产方式安排设备生产。(2)以物质流及能量流消耗波动为基准,研究了工序生产的能耗情况及协同优化。提出了描述物质流及能量流消耗波动的均衡度、偏移度及经济均衡度的定义；根据实际生产情况,解析了连续生产工序中物质流波动与能耗的关系,提出影响能耗的因素：生产波动情况和与经济物质流产量的吻合度；以能耗均衡度最大为目标,建立间歇作业设备群的协同作业模型,研究物质流产量波动对能耗均衡度的影响。(3)结合最小能耗和均衡生产,调控联合生产过程的产量最优分配。以总能量消耗最小、经济均衡度最大为目标,建立联合生产的产量优化分配模型,研究了联合生产过程中作业设备的调整策略,以尽量保证作业设备单耗最小、联合生产工序能耗最佳以及协同作业模式最优。