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本文在“系统节能与减排”思想指导下，运用MIND方法和物质流-能量流耦合模型相结合的方法，构建了钢铁企业炼铁子系统和全流程CO2减排优化模型，分别得出炼铁子系统和全流程CO2排放量最小状态下的物质流结构和能量流结构;在此基础上，分别绘制了钢铁企业的碳素流图（桑基图-Sankey Diagram），分析了碳素流的运行规律，探讨了不同系统边界下的CO2排放问题和炼铁子系统与全流程之间的关系;并应用物质流-能量流分析方法分析了钢铁企业炼铁子系统和全流程CO2排放的影响因素，在此基础上，给出相应的减排措施。主要进行了以下工作: (1)依据钢铁企业生产实际，以物质和能量平衡为基础，在满足生产工艺条件下，分别建立了焦化、炼铁和炼钢子模型并绘制单工序碳素流图;根据对实际生产问题的剖析，绘制了各生产工序CO2排放影响因素图，在此基础上，分析了各个因素的影响量。 (2)应用MIND方法构建了钢铁企业炼铁系统和全流程CO2减排优化模型，并借助可视化建模软件(reMIND)形成了数学规划模型，通过优化求解器进行求解得到CO2排放量最小时的物质流和能量流结构;并分析了炼铁子系统与全流程之间的关系，探讨了不同边界下的CO2排放优化问题。 (3)采用物质流、能量流分析方法，分别从物质流和能量流变化角度分析了影响炼铁系统和全流程CO2排放量的影响因素和程度，如烧结返矿和焦比减少增加1kg，CO2排放量分别减少0.18kg和12.4kg;废钢增加1kg，CO2排放量减小46.59kg;洗精煤挥发分增加4.37％，CO2排放量增加71.6kg。 (4)依据影响CO2排放因素及影响量大小，结合钢铁企业实际提出了减排措施，如:炼钢工序增加外购废钢及尽可能回收连铸工序和轧制工序的废钢;炼铁工序提高鼓风温度，降低焦比;焦化工序降低洗精煤挥发分等。