１９５２年２月邹元燨到工学实验馆工作时，正是周仁等深入研究球墨铸铁之时，他们探索了加镁方法，研究合金元素和热处理对球墨铸铁金相结构和机械性能的影响，以及在铸件上的应用。此项成果获１９５６年国家自然科学三等奖。

    １９５３年我国急需开发内蒙古白云鄂博铁矿，建设包头钢铁公司。但该铁矿石中含有大量萤石和稀土元素，为世界所罕见。其高炉冶炼在世界炼铁史上也没有成熟的经验，是一项开拓性的工作。当时上海冶金陶瓷研究所所长周仁是中国科学院“两矿”（白云鄂博铁矿和大冶铁矿）领导小组组长，他知难而上，为冶金陶瓷研究所接下了白云鄂博铁矿石高炉冶炼的研究任务。他在所内进行了总动员，并迅速组织了会战组，同时任命邹元燨为研究该矿的技术总负责人。在周仁的组织引导和亲自参加下，邹元燨和徐元森等迅速建成了一座１立方米的试验小高炉，他们一方面进行实验室试验，同时也进行小高炉冶炼试验，系统地研究了氟在高炉冶炼中的行为，包括氟对高炉型炉渣的物理化学性能的影响和氟在高炉冶炼过程中的变化和分布规律。他们摸清了含氟炉渣对高炉冶炼的影响及其对不同耐火材料的侵蚀情况；阐明了氟从矿石和炉渣中挥发的机理及其对高炉钢结构的腐蚀情况；提出了白云鄂博矿的造渣制度和提高冶炼强度的方案；解决了氟对高炉钢结构和对高炉耐火砖衬的腐蚀问题。为苏联专家设计包钢炼铁高炉提供了可靠的关键技术资料和理论依据。特别是高炉耐火砖衬问题，苏联专家设计时原计划仅在高炉缸部分用炭砖，而周仁、邹元燨等的研究表明，高铝砖和铝镁砖等在高氟炉渣中都很快就被侵蚀，只有炭砖才能抗高氟炉渣的侵蚀，才改为从炉缸到炉身下部（风口带除外）全部改用炭砖，避免了一次可能发生的大事故。这项研究工作获得了１９８２年国家自然科学三等奖。

    为了从含４％～５％稀土氧化物的包钢高炉渣中提取宝贵的稀土元素，邹元燨提出用硅铁还原法还原渣中稀土元素，制造稀土硅铁合金成功。当时称这种合金为“包钢第一号合金”。此法具有原料低廉和设备简单等优点，为我国稀土资源综合利用作出了重要贡献。这种回收稀土金属的工艺在世界上没有先例，因此获得１９６５年国家创造发明二等奖，并多次受到国家领导人的表扬。

    １９５７年国家急于开发攀枝花钒钛磁铁矿，其高炉冶炼也是世界上的一大难题。徐元森和邹元燨等系统地研究了含钛高炉型炉渣的物理化学性质及矿物组成，探明了含钛炉渣在高炉冶炼条件下变稠的机理，在１立方米小型试验炉上进行试验时，根据徐元森的建议，创造性地采用了特种吹炼风口，解决了高钛渣堵塞炉缸的技术关键，为攀枝花钢铁公司高炉设计和冶炼方案的选择，提供了可靠的技术资料和理论依据。该项工作于１９８２年获国家自然科学四等奖。

    同一时期内，邹元燨还领导了湿法冶金和炼钢等研究，如钴的提取、氧化铝的浸出、氧化钦和锰的提取等，成果出色，为我国多种矿产的综合利用做出了重要贡献。