Формирование кафедры «Металлургические печи» началось с 1936 года, когда возникла необходимость преподавания теплотехнических дисциплин. В течение 2-х лет для этой работы приглашались сотрудники кафедры «Металлургические печи» Уральского политехнического института. Это были Николай Николаевич Доброхотов – создатель энергетической теории печей, Марк Алексеевич Глинков – создатель общей теории печей, доцент Николай Иванович Кокарев, который исследовал процессы горения, газификации и рациональных методов использования топлива, а так же другие преподаватели.
В 1938 году приказом директора Магнитогорского горно-металлургического института Алексеем Андреевичем Безденежных № 411к от 28.10.1938 года организована кафедра «Металлургические печи». Исполняющим обязанности заведующего кафедрой был назначен инженер магнитогорского металлургического комбината Н.Г. Бурылёв. Кафедра готовила студентов по специальности «инженер-металлург». В состав кафедры были включены инженеры В.К. Горин, П.Д. Дегтярев, а затем в 1939 г. инженер М.К. Михин – все по совместительству с их основной работой на магнитогорском металлургическом комбинате («ММК»).
Становление кафедры было сложным – отсутствовал устойчивый коллектив, не было лабораторной базы. Тем не менее, выполнялись хоздоговорные работы с промышленными предприятиями. Например, в январе 1940 года работа под научным руководством доцента М.К. Михина с Главным управлением металлургической промышленности Востока (ГУМП Востока) по теме «Разработка мероприятий по снижению расхода топлива в нагревательных колодцах и мартеновских печах» позволила, за счет дополнительной изоляции стен, сводов и крышек, устранения неплотностей кладки, существенно снизить расход топливана процесс.
Большое значение для развития кафедры имело объединение с учёными-печниками из эвакуированного Днепропетровского металлургического института, которое было осуществлено приказом Главного управления учебными заведениями (ГУУЗ) в сентябре 1941 года. Кадровый потенциал двух вузов позволял не только улучшить подготовку специалистов, но и значительно поднять уровень научно-исследовательской работы. Днепропетровский институт славился своими научными школами и профессорско-преподавательским составом не только союзного, но и мирового уровня. В составе кафедры так же работал профессор Н.Ю. Тайц – крупнейший специалист по нагревательным печам.
В 1941-45гг. возглавлял кафедру представитель Днепропетровского металлургического института профессор И.Д.Семикин – один из создателей энергетической теории печей, ранее в 1930-38 гг. работавший на Магнитогорском металлургическом заводе начальником проектного отдела. В 1939-40 годах И.Д.Семикин стажировался на металлургических заводах США и участвовал в согласовании проектов фирмы «Мак-Ки» (Arthur G. McKee&Co) по «ММК». По прибытии Иосифа Даниловича в Магнитогорск, к нему приехал директор «ММК» Григорий Иванович Носов с просьбой заняться мартеновскими печами завода, несмотря на то, что в предвоенные годы в дискуссиях по перспективам совершенствования их работы, выступал с осуждением энергетической теории и сомневался, что в ваннах, рассчитанных на основе этой методики, можно варить качественную сталь.
Тем не менее, в реконструированных во время войны по проекту И.Д.Семикина мартеновских печах «ММК» удалось решить задачу повышения производительности печей на 20-30% и добиться высокого качества стали. И.Д. Семикин активно работал не только над теоретической базой конструирования печей, но и занимался формированием костяка кафедры в городе Магнитогорске, чтобы перенести высокую теплотехническую культуру в круг металлургов, сформировать свои мощные кадры квалифицированных теплотехников, творчески владеющих физико-математическими методами анализа процессов тепловой обработки материалов. Под его руководством было выполнено несколько исследовательских тем по изучению факельного процесса сжигания топлива.
Магнитогорские преподаватели также активно участвовали в совершенствовании тепловой работы печей, например, по теме «Анализ тепловой работы мартеновских печей в скоростных плавках», выполненной доцентом Н.Г. Бурылёвым. Специальным приказом народного комиссара по черной металлургии И.Ф. Тевосяна все ученые кафедры были привлечены к работам на Магнитогорском металлургическом комбинате и вели научно-исследовательские, наладочные работы в металлургических и прокатных цехах.
К числу крупных успехов кафедры следует отнести разработку теплового режима печей при выплавке броневого листа, работы по упорядочению теплового режима мартеновских печей, отапливаемых смешанным газом, пуску и наладке нагревательных колодцев и печей, организацию огнеупорного производства из местных материалов, автоматизацию перекидки клапанов на всех регенеративных печах, освоению гидравлических систем автоматического регулирования их теплового режима.
В научных работах кафедры, выполненных в 1944-45годах (например, «Изучение и систематизация опыта работы сверхмощных мартеновских печей ММК») принимал активное участие инженер теплотехнической лаборатории «ММК» К.А. Зуц, который впоследствии стал заведующим кафедрой. За разработку и внедрение приборов автоматического управления мартеновскими и доменными процессами в 1947году К.А.Зуц (к тому времени – заместитель начальника цеха КИПиА «ММК») становится лауреатом Сталинской премии за выдающиеся изобретения. Достигнутые при этом результаты были внедрены в производство практически на всех металлургических заводах СССР.
В 1944 году и, в большей части связи с окончанием Великой Отечественной войны в 1945 году, из состава кафедры выбывают ученые из Днепропетровска, кафедра резко уменьшается по численности и ограничивает свою научную деятельность мартеновскими печами, и главным образом, в экспериментальном направлении.
В 1945г. заведующим кафедрой становится М.К. Михин, который во время войны работал деканом металлургического факультета. В этот период на кафедре преподает профессор, доктор технических наук М.А.Кузьмин – один из основных последователей В.Е. Грум-Гржимайло – основоположника другого теоретического направления конструирования печей (гидравлической теории печей).
1949 г. демонстрирует активность научных работ преподавателей. Коллектив кафедры металлургических печей выполняет три госбюджетные работы, в том числе «Ускорение плавления твердой шихты в мартеновских печах за счет химического тепла ванны» (Руководитель – к.т.н., доц. Н.Г. Бурылёв). Н.Г. Бурылёв предложил для оказания научной помощи комбинату организовать совместную работу нескольких кафедр. Основной идеей являлось обобщение опыта передовых сталеваров-стахановцев и выработка стратегии массового внедрения этого опыта. Для совершенствования тепловой работы нагревательных печей среднелистового стана ММК – предлагалось перейти на металлические рекуператоры, отказавшись от несовершенных керамических рекуператоров фирмы «Чапман – Штейн» (Chapman – Stein).
В это время на кафедре совместно с цехом КИПиА ММК проводили работы по автоматизации теплового режима мартеновских печей на основе диагностики температуры свода. Заместитель начальника цеха КИПиА К.А.Зуц принимает активное участие в этих работах. В 1953 году он начинает работать на кафедре в качестве совместителя и готовить к защите кандидатскую диссертацию. Обобщив работы по автоматизации теплового режима металлургических печей, В.К. Горин и М.К. Михин пишут монографию, ставшую широко известной в кругу ученых и практиков-печников «Автоматическое регулирование мартеновских печей». Свердловск-М.: Металлургиздат, 1953 г. 504 с.
В 1955году К.А. Зуц становится заведующим кафедрой, и, будучи доцентом, в 1956году защищает кандидатскую диссертацию по теме «Исследование условий организации факела пламени в мартеновских печах при помощи дутья сжатым воздухом». Он впервые начал пропагандировать на кафедре теорию и практику моделирования теплотехнических процессов. Заведующим кафедрой он проработал до 1963года.
В 1958 году в качестве совместителя на кафедру приходит кандидат технических наук И.Б. Гольденберг, который переходит в штат кафедры в 1961 году и работает над проблемой перекидки клапанов мартеновских печей. На кафедре создается современная лаборатория механики газов и теплопередачи. В создании этих лабораторий большое участие принимает В.М.Рябков (будущий ректор МГМИ), сначала в качестве студента, а с 1962 года – инженера-исследователя. В этот период кафедра работает над новыми проблемами оптимального управления тепловыми режимами печей.
С 1963 года по 1972 год и, с небольшим перерывом, с 1975 года по 1996 год кафедру возглавляет доктор технических наук, профессор Н.И. Иванов. Он привнес свое видение в теорию конструирования печей, в основе которого лежала школа профессора М.А. Глинкова. Под его началом выполнены многочисленные исследования по разработке и изысканию новых методов интенсификации тепловой работы существующих и принципиально новых конструкций тепловых агрегатов для разнообразных отраслей промышленности, открыто направление применения плазменного нагрева в металлургии. При этом особое внимание было уделено разработке методов рационального использования высококалорийного топлива, применения кислорода, электроэнергии и ультразвука. По его инициативе в 1960-х годах в МГМИ открыли лабораторию (одну из трех в СССР!) по исследованию плазмы и её применения в промышленности, в стенах которой сформировались многие будущие преподаватели кафедры.
В 1967 году кафедра была переименована в кафедру «Теплотехники и автоматизации металлургических печей» (ТиАМП) и пополняется талантливыми выпускниками института: В.Г Сиволаповым, Н.М. Баженовым, Е.В. Тороповым, Г.В. Кобельковым, А.И. Блохиным, Г.В. Трубицыным. При кафедре появилась аспирантура по металлургическому направлению, что позволило привлечь в науку талантливую молодежь. К наиболее крупным успехам кафедры относится создание теории блочных печей, работающих на природном газе, теории плазмотронных печей и участие в создании Центральной теплотехнической лаборатории магнитогорского металлургического комбината (ЦТТЛ ММК) с уникальными стендами исследования факельных процессов.
Н.И. Иванов в 1968 году создал в городе Магнитогорске центр подготовки энергетиков: энергетический факультет, сформировал энергетические кафедры. В этом смысле он – отец магнитогорской энергетики.
По инициативе проф. Н.И.Иванова в 1968 году был открыт первый набор студентов на новую перспективную специальность «Промышленная теплоэнергетика».
В период 1963-72 гг. защищены докторские диссертации Н.И. Ивановым, Е.В. Тороповым, В.М. Рябковым, Б.Н. Парсункиным.
Профессор Н.И. Иванов, работавший ректором МГМИ в 1968-76гг., продолжал одновременно курировать работу кафедры и его коллектива до 1972 года. В 1972-74 годах руководство кафедрой осуществлялось доктором технических наук, профессором В.М. Рябковым.
Приказом № 738/и от 10.06.1974 года кафедра переименовывается в кафедру «Теплоэнергетики и металлургических печей» (ТиМП), а из состава кафедры выделяется группа преподавателей, которая формирует отдельную кафедру «Промышленной кибернетики и систем управления» (ПКиСУ), заведующим которой стал профессор В.М. Рябков.
Исполняющим обязанности заведующего кафедрой ТиМП в период 1974-75годы был доктор технических наук, профессор Е.В. Торопов, а в 1975 году, до его отъезда в загранкомандировку, обязанности заведующего кафедрой исполнял доцент, кандидат технических наук Б.К. Сеничкин, который в это время проводил активные исследования на доменных печах ММК. К тому моменту в 1973 году он защитил кандидатскую диссертацию в Уральском политехническом институте им. С.М. Кирова в городе Свердловске.
В середине 1980-х годов была открыта подготовка инженеров по специальности «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей», которая продолжалась 30 лет и была завершена в 2009году. С 2010 года начался набор бакалавров-теплофизиков, которые с 2014 года были переданы на металлургический факультет. Остались только теплоэнергетики-инженеры и теплоэнергетики-бакалавры.
С 1976 по 1996 год, заведующим кафедрой вновь становится доктор технических наук, профессор Н.И. Иванов, на плечи которого легли трудные годы «перестройки» 90-х годов. Его важной заслугой было умение использовать свой организаторский опыт для сохранения состава кафедры, её традиций и научных устремлений.
За период 1963-1996 годы по результатам научной деятельности кафедры было получено 76 авторских свидетельств и 8 патентов, организовано 3 Всесоюзных и 4 Республиканских конференций, несколько семинаров, выпущено 12 сборников научных трудов, опубликовано свыше 500 статей, издано 11 монографий и учебников, материалы которых, безусловно, послужили развитию теплотехнической науки.
Приход в состав кафедры таких специалистов, как С.Ф.Котельников, Б.К. Сеничкин, к.т.н. Е.А. Стульпин, Г.Н. Матвеева, А.В. Марченко, А.А. Лисогор, Л.А. Скворцов, А.П. Немудрый позволило усилить подготовку инженеров в области теплоэнергетики и теории металлургических печей. В это период на кафедре работал 41 сотрудник.
В 1974 году на кафедре в качестве ассистента начал работать Г.П. Жигалов (в последствие директор Челябэнергосетей), который под руководством Н.И.Иванова начал развивать новое направление по разработке и исследованию центробежных плазменных печей и в 1975-1976 годах привлек в группу в качестве младших научных сотрудников С.В. Пушкарева и Е.Б. Агапитова. Задачей группы было изучение технологических возможностей и пределов по тепловым нагрузкам плавильных устройств для создания компактных металлургических комплексов.
В 1975году возвращается из аспирантуры в Институте тепло- массообмена АН БССР (г. Минск) В.К. Литвинов, который исследовал процессы теплообмена при взаимодействии материалов с низкотемпературной плазмой. Под его руководством и на его энтузиазме, на кафедре создается первая плазменная лаборатория, где выполняются работы общесоюзного значения. В частности бригадой исследователей, возглавляемой В.К.Литвиновым, в этой лаборатории в 1980-х года проводились испытания пластин тепловой защиты для космического корабля «Буран».
В это же время под руководством С.Ф. Котельникова разрабатывается прорывная технология индукционного нагрева несплошных тел (бунтов проволоки) токами промышленной частоты. Группу исследователей возглавил Ю.И. Тартаковский, в состав группы входили: В.Н. Данилов, В.Н. Иванов, позже В.Е. Торчинский и И.И. Баранкова.
Преподаватели кафедры В.Н. Данилов и С.В. Пушкарев в 1978 году поступили в аспирантуру Московского энергетического института (МЭИ) и Института металлургии им. А.А. Байкова (ИМет им. А.А. Байкова) соответственно, с последующей защитой кандидатских диссертаций в 1983-85годах.
Под научным руководством доктора технических наук, профессора Н.И. Иванова и кандидата технических наук, доцента В.К. Литвинова формируется исследовательский коллектив, в который входили: Е.Б. Агапитов, А.П. Морозов, А.П. Коптев, В.Г. Курлов, Л.А. Сафонов, Д.А. Беляев, Г.Н. Трубицина, И.Г. Семкин, С.В. Осколков, А.Н. Четвериков, В.Ф. Шутикова (Толмачёва), Г.М. Крылов, М.В. Фисенков. Этот молодежный коллектив был нацелен на освоение революционных металлургических технологий, выполнял огромное количество договорных работ для предприятий машиностроения и оборонного комплекса. Выполнялись научно-исследовательские работы по общесоюзным и республиканским программам «Энергия», «Металл», «Порошковая металлургия» и договорам с ИМЕТ АН СССР, ИМЕТ УрО АН СССР, ИТМО АН БССР, ЦНИИЧЕРМЕТом, ЦНИИТМАШем, ВНИИЭТО, п/я 1940, ММК и др.
Под руководством доцента А.В. Марченко формируется направление разработки измерительных устройств для нужд теплоэнергетики на основе эффекта гидродинамической левитации, а также горелочных устройств с использованием этого же эффекта. В исследовательскую группу входило 5 инженеров-исследователей: С.В. Картавцев, который в 1981 году был направлен в аспирантуру Московского энергетического института, Е.И. Леонов, А. Шабалов и др.
Тесные, дружеские контакты коллектив кафедры имел с институтом ИТМО им. Лыкова АН БССР (г. Минск) и исследовательскими центрами Минрадиопрома. Члены коллектива активно работали в науке, защищали кандидатские диссертации. В 1984 году Е.Б. Агапитов, в 1986 году Г.Н. Трубицина, в 1989 году А.П. Коптев, в1990 году И.Г.Семкин, в 2003 году А.П. Морозов. Сотрудники кафедры Г.М. Крылов и М.В. Фисенков в 1986 г. поступили соответственно в аспирантуру в Институт теплофизики СО АН СССР, г. Новосибирск и в Институт металлургии им. А.А. Байкова и позже защитили там диссертации.
Наука кафедры стремительно развивалась. С учетом развития методов интенсификации процессов тепловой обработки материалов, неизбежно возникает проблема создания тепловых агрегатов нового типа. В особенности это затрагивает область промышленного освоения низкотемпературной плазмы и новых источников теплоты. Работа в данном научном направлении интенсивно проводились параллельно с основной деятельностью кафедры в период с 1960 по 1985 год, результаты которой докладывались и обсуждались на закрытых секциях конференций в Институте тепло- массообмена АН БССР. Получено 32 авторских свидетельства на конструкции плазмокислородных шахтных, сталеплавильных, нагревательных печей и установок по всем стадиям металлургического передела, а также плазмотронов различного технологического назначения. Признание ведущей роли кафедры «Теплоэнергетики и металлургических печей» Магнитогорского горно-металлургического института в разработке этой научно-технической задачи было закреплено постановлением Президиума УрО АН СССР от 28.05.1987 года и совместным приказом Минвуза РСФСР и УрО АН СССР №148/43 от 01.03.1988 года в виде создания двух вузовско-академических лабораторий:
- Лаборатория плазменной техники и новых технологий, руководителями которой стали академик К.А. Ватолин и доцент, кандидат технических наук В.К. Литвинов (с 1992 года от МГМИ руководил лабораторией кандидат технических наук, профессор А.В. Вачаев).
- Лаборатория технологии и оборудования газотермических покрытий, руководителями которой стали доктор технических наук В.Я. Буланов и доктор технических наук, профессор Н.И. Иванов (с 1991 года от МГМИ руководил лабораторией кандидат технических наук, профессор В.Л. Стеблянко).
Одновременно с официальным созданием лабораторий в 1987 г. организован вычислительный центр кафедры. К 1990 году все учебные лаборатории преобразуются в учебно-исследовательские лаборатории, в которых студенты кафедры на практике закрепляли полученные знания.
В 1989 г. из состава кафедры «Теплоэнергетики и металлургических печей» была выделена и сформирована общеобразовательная кафедра «Теоретические основы теплотехники» (заведующий кафедрой, профессор, кандидат технических наук С.Ф. Котельников), которая просуществовала до 1996 года, и впоследствии снова интегрировалась в коллектив кафедры сменившей название в 1994 году приказом №369/к от 17.06.94 года с «Теплоэнергетики и металлургических печей» на «Теплофизических и энергетических систем». Сергей Федорович исполнял обязанности заведующего кафедрой, будучи проректором по учебной работе ВУЗа. В этот период приказом №50/0 от 06.11.96 г. кафедра была переименована в кафедру «Теплотехнических и энергетических систем».
Особое значение в то время имели работы кафедры по применению низкотемпературной плазмы, ультразвука и электроимпульсной обработке материалов. Значительный вклад в этом направлении внёс профессор, кандидат технических наук А.В. Вачаев, который занимался разработкой и исследованием устройств на основе электрических разрядов в водной среде, в том числе водородно-дейтринных реакторов для нужд черной и цветной металлургии и перешёл с кафедры теплогазоснабжения и вентиляции. Наиболее значимой работой в этом направлении является совместный проект с профессором Н.И. Ивановым, который получил название «ЭнергоНИВА». Интенсивные работы проводились со второй половины 90-х годов ХХ века и до середины нулевых годов XXI века с привлечением преподавателей и ученых других кафедр, например, Л.А. Скворцова, Е.Я. Омельчеко, Г.А. Павловой и др. После смерти А.В. Вачаева в 2000 году – главного идеолога проекта – к коллективу присоединился молодой исследователь О.А. Харченко, который внес большой вклад в совершенствование установки. Результаты и теорию по данному проекту обсуждают до сих пор.
В 1997 г. заведующим кафедрой «Теплотехнических и энергетических систем» на основании конкурса становится доцент, кандидат технических наук Б.К. Сеничкин, на плечи которого легли годы экономического дефолта в стране и последующего становления кафедры в новых экономических условиях. Практически остановились работы в плазменной лаборатории по изучению и применению плазмы в технологических процессах, материальная и интеллектуальная база была утеряна, произошел разрыв устоявшихся связей с промышленными предприятиями. Однако продолжались работы в других направлениях – в развитии теории металлургических печей и в промышленных теплоэнергетических объектах и системах.
По инициативе Б.К. Сеничкина были организованы и проведены две Всероссийские научно-технические конференции специалистов. По результатам работы конференций было издано 3 сборника научных трудов. Борис Кронидович инициировал, организовал и совместно с сотрудниками кафедры Л.А.Скворцовым и С.В. Осколковым провел 13 Всероссийских научно-технических конференций студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» по результатам которых было опубликовано более 350 докладов. Большую помощь в развитии теплоэнергетического направления в эти годы заведующему кафедрой оказывал старший преподаватель Л.А. Скворцов. За 1997-2008 гг. на кафедре было подготовлено и издано 8 монографий, более 450 научных статей. Начался долгий процесс выстраивания новых отношений с промышленными и городскими предприятиями.
В этот период в 1996 году кандидат технических наук, доцент С.В. Картавцев вернулся из докторантуры Московского энергетического института (МЭИ, г. Москва), который постепенно набрал группу исследователей по направлению повышения энергоэффективности процессов и систем промышленной теплоэнергетики, металлургического производства и энергетики других теплотехнологий. В эту научную группу в разные годы входили студенты с разных курсов обучения А. Грязнов, К.В. Строгонов и Е.Г. Нешпоренко, О.А. Леонова, А.В. Бурмакина, С.С. Аксёнова, Д.А. Иванов, С. Лемешко, С.Н. Петин, А.Соколов, С. Шалагин, Р. Еникеев, С.В. Матвеев, Ю.К. Дёмин, И.В. Платонов, Х.Н. Дёмина (Аловадинова) и др.
Одновременно кандидат технических наук, доцент Е.Б. Агапитов также возглавлял группу из студентов-исследователей по направлению совершенствования тепловой работы металлургических процессов, внепечной обработки стали, тепловых электрических станций, в которую в разные годы входили М.М. Ерофеев, А.Н. Чернов, М.А Лемешко (Покатаева), М.С. Соколова (Каблукова), А.П. Волков, В.А.Болкунова, А.В. Тихонов, А…. Кашкаров, К.В. Устимов, А.А. Максимов, В.Ю. Миков и др.
В 1999 г. кафедра совместно с Московским институтом стали и сплавов (МИСиС) выпустила первую группу инженеров-теплоэнергетиков в г. Новотроицке.
В 2000-01 гг. в процессе реорганизации вузовских структур кафедра входила в состав металлургического факультета, однако вскоре снова вернулась в состав энергетического факультета (позже института энергетики и автоматизированных систем).
Интенсивность студенческой науки возрастала и в 2002 году студенты К.В. Строгонов и Е.Г. Нешпоренко поступили в аспирантуру под руководство доцента С.В. Картавцева на специальность 05.16.02 Металлургия черных цветных и редких металлов, тем самым создавая очередь из потенциальных аспирантов для кафедры. В связи с этим с 2002 года доцентом С.В. Картавцевым была инициирована работа по открытию аспирантуры с энергетической направленностью.
С 2003 года на кафедре был организован набор аспирантов на научную специальность 05.14.04 «Промышленная теплоэнергетика». Руководство аспирантами было поручено кандидатам технических наук, доцентам Е.Б. Агапитову и С.В. Картавцеву. Затем пошла череда защит под их научным руководством. Первыми аспирантами новой научной специальности стали в один год студенты О.А. Леонова, А.В. Бурмакина, С.С. Аксёнова, Д.А. Иванов.
В 2003 году последние наработки плазменной лаборатории вылились в долгожданную защиту кандидатской диссертации старшим преподавателем кафедры А.П. Морозовым (науч. рук. Е.Б. Агапитов).
В 2005 году сдав кандидатские экзамены по промышленной теплоэнергетике защитил кандидатскую диссертацию аспирант К.В. Строгонов в Московском энергетическом институте (науч. рук. С.В. Картавцев). Эта защита открыла счет диссертациям из новых школ набора исследователей созданных под руководством доцентов С.В. Картавцева и Е.Б Агапитова.
Профессор Н.И. Иванов продолжал проводить научные исследования с аспирантами и в 2006 году под его руководством защитил свою диссертацию О.А. Харченко, который впоследствии принял эстафету по исследованию так называемого холодного термоядерного синтеза проекта «ЭнергоНИВА-2».
Параллельно с научной работой и образовательный процесс претерпевал изменения. С 2006 года, следуя указаниям Министерства образования, кафедра начала подготовку бакалавров, параллельно выпуская инженеров-теплоэнергетиков и инженеров-теплофизиков.
Находясь в докторантуре в Московском энергетическом институте с 1994 по 1996 год. С.В. Картавцев перенял опыт и теоретические основы методологии интенсивного энергосбережения от своего научного руководителя доктора технических наук, профессора А.Д. Ключникова – родоначальника и создателя методологии и нового раздела энергетики – энергетики теплотехнологий. Результатом этого тесного взаимодействия стала защита его докторской диссертации в 2007 году в Московском энергетическом институте.
Аспиранты кафедры не отставали от руководителей и 2007 году защитил кандидатскую диссертацию аспирант М.М. Ерофеев (науч. рук. Е.Б. Агапитов). В период с 2000-10 годы взаимоотношения с промышленными предприятиями восстанавливались и, например, на объектах магнитогорского металлургического комбината проводились эксперименты в условиях действующего производства. Большую часть таких исследований проводил доцент Е.Б. Агапитов, так же свои работы вели заведующий кафедрой Б.К. Сеничкин и доцент С.В. Картавцев.
В 2009 году по результатам конкурсного отбора заведующим кафедрой теплотехнических и энергетических систем избран доцент Е.Б. Агапитов. Кафедра окончательно переходит на новую европейскую образовательную систему (бакалавриат, магистратура) и в 2010 году завершает систему набора классических инженеров. После длительной подготовки, отдавая дань новым тенденциям в образовании, в 2009 году была открыта магистратура по направлению 13.04.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» руководителем которой стал профессор С.В. Картавцев.
В 2011 году сдав кандидатские экзамены по промышленной теплоэнергетике защитил кандидатскую диссертацию ассистент кафедры Е.Г. Нешпоренко в Московском энергетическом институте (науч. рук. С.В. Картавцев).
В это время студенты кафедры активно участвовали в различных форумах, конкурсах, конференциях и олимпиадах во многих городах России, в Екатеринбурге, Москве, Казани, Иваново, Томске и в др. На конференции и V универсальной выставке «ЭнегоПромЭкспо-2011» посвященных профессиональному празднику «День энергетика», проводимых в городе Екатеринбурге экспериментальная модель энергоэффективного высокоскоростного литейно-прокатного комплекса на основе новых теплотехнических принципов студента С.В. Матвеева (науч. рук. С.В. Картавцев) получила золотую медаль за лучшую научную разработку.
2012 год предоставил кафедре Теплотехнических и энергетических систем тройную защиту кандидатских диссертаций А.Н. Черновым в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете (науч. рук. Е.Б. Агапитов), М.А. Лемешко (науч. рук. Е.Б. Агапитов) и Д.А. Ивановым (науч. рук. Б.К. Сеничкин) в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова.
В 2013 году по результатам обобщения накопленного опыта промышленных экспериментов и исследований на магнитогорском металлургическом комбинате в стенах родного университета защитил докторскую диссертацию заведующий кафедрой Е.Б. Агапитов.
Сотрудничество кафедры с другими высшими образовательными и научными учреждениями позволило подготовить кандидатскую диссертацию А.Н. Бушуевым (науч. рук. С.В. Картавцев), преподавателем Орского гуманитарно-технологического института (филиал Оренбургского государственного университета), защита которой состоялась в 2015 году в Казанском государственном энергетическом университете, г. Казань.
В 2015 году был закончен выпуск инженеров-теплоэнергетиков очной формы обучения, последней группой стала группа ЭТ-00, а в 2016 году – заочной формы обучения. Продолжилось обучение по Болонской системе: бакалавриат + магистратура.
В 2017 году аспирант кафедры Ю.К. Дёмин блестяще защитил кандидатскую диссертацию в Национальном исследовательском университете «Московский энергетический институт», г. Москва. Члены диссертационного совета говорили, что это была действительно защита, каких давно уже не было. Завязались новые знакомства с учеными других кафедр МЭИ расширяя круг взаимодействия.
В 2018 г. кафедра отметила свое 80-летие.
С начала 5 ноября 2020 года заведующим кафедрой приказом ректора назначен кандидат технических наук, доцент Е.Г. Нешпоренко, который одновременно с 2013 года исполняет обязанности заместителя директора института энергетики и автоматизированных систем по научной работе.
В мае 2020 года была проведена 21-я, ставшая традиционной, научно-практическая конференция студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущем России». На кафедре совместно со студентами ежегодно в конце декабря проводится мероприятие, посвященное профессиональному празднику «День Энергетика». Совершенствуется лабораторная база учебного процесса. Следуя общемировым тенденциям глобальной компьютеризации корректируются учебные планы, содержание отдельных дисциплин, названия образовательных программ. В настоящее время магистерская программа 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника с профилем «Технология производства электрической и тепловой энергии» с 2021 года трансформируется в профиль «Цифровой инжиниринг объектов промышленной теплоэнергетики и энергетики теплотехнологий». Усилено направление компьютерного моделирования объектов и систем промышленной теплоэнергетики с применением современного программного обеспечения MathCAD, FlowVision CFD, COMSOL Multiphysics, SiemensCFD.
Продолжаются активные контакты в Магнитогорским металлургическим комбинатом. За период с 2005 по 2020 годы при участии Е.Б. Агапитова, Б.К. Сеничкина, С.В. Осколкова, С.В. Картавцева было выполнено более 16 хоздоговорных работ, связанных с совершенствованием тепловой работы агрегатов внепечной обработки стали, систем паро- и газоснабжения предприятия, котельных установок, тепловых электрических станций, объектов и систем промышленной теплоэнергетики и энергетики теплотехнологий. Специалисты управления главного энергетика (УГЭ ММК), центра энергосберегающих технологий (ЦЭСТ ММК) ежегодно входят в состав государственной аттестационной комиссии университета (ГАК). На протяжении многих лет председателем комиссии был заместитель главного энергетика ММК по теплотехнике В.М.Чистяков, который затем «передал» эту почетную должность заместителю начальника центра энергосберегающих технологий (ЦЭСТ ММК), кандидату технических наук В.Н. Михайловскому. В настоящее время председателем государственной аттестационной комиссии назначен заместитель главного энергетика ММК по теплотехнике Е.А. Семенов.
Окидывая взглядом прошедший исторический период, за который кафедра выпустила больше 3500 тысяч специалистов, можно оценить её существенный вклад в развитие и становление отечественной теплотехники, теплоэнергетики и энергетических систем в целом. В настоящее время коллектив кафедры продолжает вести исследования в направлениях совершенствования работы теплотехнических агрегатов, экономии топлива и энергии, разработке новых теплотехнологий, объектов и систем промышленной теплоэнергетики ближайшего будущего.
