冶金炉窑种类多，其中熔池熔炼炉和加热炉最为典型。强化供热是决定冶金炉窑节能增效的关键，以加大富氧/燃料供应量的现有方法存在以下主要问题：1、加大熔池熔炼炉富氧供应量导致搅拌过度喷溅冲刷影响炉体寿命、搅拌不均匀富氧利用率低和金属直收率低；2、加大加热炉燃料供应量导致炉温过高且不均匀、金属工件过热过烧及产品成材率低。针对此难题，进行了长达26年的持续科技攻关，取得了如下创新成果：
       1、建立了冶金炉窑最低燃耗强化供热理论模型。针对传统的强化供热是用增大热负荷的方式来实现因而导致能耗高等问题，基于混沌数学提出了旋流混沌强化方法，建立了冶金炉窑最低燃耗强化供热数学模型，并用于指导技术研发，以实现用最小的搅拌动能达到充分搅拌熔池减小喷溅，促进氧-硫的放热反应和自热熔炼或用最低的燃料消耗达到均匀加热、提高质量。
       2、研发了熔池熔炼炉富氧旋流混沌搅拌强化供热技术。针对熔体喷溅导致设备寿命短的难题，提出了旋流混沌搅拌方法，开发了富氧浸没式顶吹旋流混沌搅拌强化供热技术、炉膛底部富氧旋流脉动振荡混沌搅拌强化供热技术、富氧侧吹射流泉涌混沌搅拌强化供热技术和富氧旋流混沌搅拌效果测控技术。产业化表明：用最小的搅拌动能促进了氧-硫的放热反应，达到了均匀搅拌熔池、减小喷溅的目的；喷枪寿命由4～6天提高至12～15天，提高了170.0%，炉体寿命由28个月延长至平均35个月，提高了25.0%，最长炉寿达50个月。渣中金属含量由0.767%降至0.572%，降低了25.42%，金属直收率由93.46%提高至94.10%提高了0.68%，能耗由176.0kgce/tCu下降至130.1kgce/tCu，下降了26.1%。
       3、研发了加热炉旋流混沌燃烧强化供热技术。针对金属工件加热均匀性难以精准化的难题，提出了旋流混沌燃烧与高温炉气涡旋流态耦合的强化加热方法，开发了智能“黑匣子”温度检测技术及设备、最佳加热制度精准调控技术和混沌旋流燃烧与高温炉气涡旋流态强化加热技术。产业化表明：实现了用最小的燃料消耗均匀加热，达到金属工件的实际加热温度曲线与理论值的精确匹配，保证了加热质量。铝轮毂热处理温度可精确到1～3℃，能耗下降了15.2%。400×2300×4800mm宽厚钢板的加热温度均匀度可达8～10℃以内；应用于航空航天、高铁等领域的23×2200×13000mm大尺寸高性能铝板的加热均匀度控制到3℃以内、成材率突破了99.8%。该项目分别应用于中铜、金川、宝钢，以及炉窑制造、车轮和高铁轴承制造、有色型材热处理等企业，近三年累计实现新增销售额超过600亿元，经济效益及节能减排等社会效益显著。部分技术已出口美、德、日、俄罗斯等21个国家。
       该项目获2019年度国家科学技术进步二等奖，获授权专利23项（发明专利13项），计算机软件著作权登记2项，发表论文157篇，出版专著1部，已培养硕士博士生46人及一批企业专业技术人员。推动了我国冶金炉窑行业的科技进步。