随着世界工业的急剧发展，排放的大量废弃物严重影响了人类的生存空间，引起各国的高度重视，都在积极倡导通过回收废弃物来保护环境，并制订了许多环境保护法规，且对不同行业的企业环境行为规定了明确的约束性标准，企业的环境业绩已成为评价企业运营情况的重要指标之一,其中钢铁作为经济建设的基石起到了重要的作用，在住房建筑、汽车制造、现代化工业设备的加工等方面都需要钢铁作为原材料，因而各国对钢铁的需求量相当惊人。但同时钢铁也属于自然资源，具有不可再生性，因此各国对钢铁资源的争夺相当激烈，由于废钢总量减少，出口国势必增加单位价格，这将加大我国的进口负担。因而经济建设与原料成本间的矛盾亟待寻找一条较好的途径来平衡。　　 针对目前钢铁资源缺乏的状况，废钢的回收利用显得尤为重要，如何建立有效且最优的废钢逆向物流网络是钢铁企业所关注的问题之一。本文正是基于这一目的所做的工作。　　 (1)在分析废钢的自身特点和论述废钢逆向物流的内涵的基础上，构建了废钢逆向物流的体系结构和优化设计模式、流程。　　 (2)研究了确定性环境下的废钢逆向物流网络优化设计问题。提出了灰色混合整数线性规划(GMLIP)，再针对扩展的废钢逆向物流网络和正向和逆向整合的钢铁物流网络，基于GMLIP方法建立了相应的优化设计模型，并进行了数值仿真分析。　　 (3)预测了废钢逆向物流网络中废钢的需求量和回收量。首先，运用灰色关联分析确定了中国钢铁行业目前所处的阶段，并提出了一种基于灰色斜率关联度的新组合预测模型，并用于预测我国未来几年废钢的需求量。第二，针对废钢逆向物流网络中时间的延迟效应及数据缺失导致的时间间隔不均匀，为提高预测的精度提出了非等间隔GM(1，1｜t，r)模型；并预测该情况下废钢逆向物流网络中废钢的回收量。第三，对于废钢逆向物流网络中考虑各点对回收点的多变量影响及时间的延迟性，本文提出了延迟性灰色多变量GM(1，N|t，r)模型，并对废钢逆向物流网络建立该模型预测回收点的废钢流量。