研究钢铁工业生态化的基本概念、科学内涵,审视并定位钢铁工业的社会功能;研究钢铁工业物质流动的基本规律,建立物质代谢和循环理论,分析循环率对资源、环境效率的影响;研究钢铁制造流程的解析与集成技术,建立物流、能流和两者的耦合模型,建立生产、加工、使用、排放、回收过程组成的生态化闭环系统模型,用模型化方法研究矿产资源、能源、工艺流程和产品结构及产量等对生态化程度的影响;开发钢铁工业与相关产业和周边环境间的物质流链接技术,建立以钢铁工业为重要环节的生态化产业网,规划生态化工业园区;建立生态化钢铁工业评价指标、多目标评价体系、评价方法、评价模型和算法,开发相关软件;研究生态化钢铁工业的组织管理、运行机制和技术政策。形成完整、科学的钢铁工业生态化模式的理论体系及其管理和评价系统,构建支持钢铁工业生态化的关键技术平台,为我国钢铁工业生态化进程,以及规划和建设以钢铁工业为主的工业生态园区提供理论依据。
通过研究钢铁工业生态化的基本概念、科学内涵入手,深入系统地研究了钢铁制造流程的物质循环理论、物质流和能量流耦合模型及钢铁工业生态链构想和技术集成、钢铁工业生态化评价指标、方法及评价体系,并研究了钢铁工业的生态化组织管理、运行机制和技术政策等。首次提出并完善了钢铁制造流程"三个功能"的理论,即钢铁产品制造功能,能源转换功能和废弃物处理和资源化功能;提出循环经济是以"3R"为原则,以物质、能量、时间、空间、资金等 "五要素"集成的新经济。构建了以钢铁企业为核心的生态链,并讨论了循环经济社会中的钢厂模式。采用独特的输入、输出为基础的动态研究方法,研究了物质流和能量流耦合规律,分析了二次能源中重要的煤气资源资源化利用和不同发电方式,为鞍钢、莱钢等企业的生态化建设做出了贡献。建立了科学的钢铁企业生态化的评价指标体系,提出了促进钢铁工业生态化的政策建议。提出的"三个功能"的理论已为国家"十一五"规划纲要和钢铁产业发展政策所采用;以钢铁企业为核心的生态链设想,对于曹妃甸京唐钢铁公司的设计和建设起到了重要的引导作用。研究队伍已成为国家和行业发展循环经济和钢铁工业可持续发展方面的重要专家资源。