На підставі аналізу літературних джерел з використанням результатів теоретичних і експериментальних досліджень режимів твердіння, охолодження та нагрівання зливків і заготовок розроблено й удосконалено температурно-теплові режими полуменевих печей металургійного виробництва різноманітного конструктивного оформлення: рекуперативних нагрівальних колодязів, кільцевих і методичних печей. Сформульовано та розв'язано нелінійні задачі теплофізики і теплоенергетики металургійного виробництва: твердіння та охолодження блюмінгового зливка, нагрівання циліндричних і призматичних заготовок у полуменевих печах різноманітних конструкцій. У якості способів математичної реалізації задач використано метод еквівалентних джерел і метод комп'ютерного моделювання на базі абсолютно стійкої явної кінцево-різницевої схеми Дюфора - Франкела. Всі теоретичні розробки адаптовано до реальних теплотехнологічних умов і агрегатів, що підтверджує їх надійність для практичного застосування.