Развитие и реконструкция завода постоянно были в поле зрения правительства страны и отраслевого министерства. Для новых цехов приобреталось самое современное оборудование, параллельно шло технологическое обновление существующих мощностей. В цехе механизации и автоматизации изготавливалось оборудование, которое не было возможности приобрести. Одновременно заводские конструкторы и ученые в области котлостроения решают новую задачу — рационального использования в котлоагрегатах различных видов топлива: газа, мазута, углей и отходов обогащения углей, сланцев, антрацитовых штыбов, торфа. В начале 1960-х годов завод в содружестве с ведущими научно-исследовательскими институтами (ВТИ, ЦКТИ, ОРГРЭС) приступил к разработке котельных агрегатов на сверхкритические параметры пара.

Впервые в практике отечественного котлостроения на Сумгаитской ТЭЦ на новом котлоагрегате ТКЗ установлены вращающиеся воздухоподогреватели. Выпущен первый котлоагрегат производительностью 640 тонн пара в час — ТП-100 для Змиевской ГРЭС.     

Создано шесть общественных конструкторских бюро. Первым в стране был изготовлен и смонтирован на Черепетской ГРЭС пылеугольный котел ТПП-110 на параметры пара 585/570°С и давление 255 атмосфер, первый прямоточный котлоагрегат 950 т/ч на сверхкритические параметры пара. Этот котел положил начало созданию серии котлов на сверхкритические параметры пара и различные виды топлива, которыми к концу столетия были оснащены более тридцати крупнейших электростанций нашей страны и некоторых зарубежных стран.

Закончено проектирование крупнейшего в Европе котла-гиганта производительностью 2500 тонн пара в час для турбины мощностью 800 МВт.     

Изготовлен первый котел производительностью 950 тонн пара в час для Новочеркасской ГРЭС. Также смонтирован первый прямоточный котел-гигант паропроизводительностью 2500 тонн пара в час с рабочим давлением 255 атмосфер для энергоблока 800 МВт на Славянской ГРЭС. Он стал гордостью отечественной энергетики и плодом трудолюбивых, умелых рук многих тысяч котлостроителей. 

Указом Президиума Верховного Совета СССР за досрочное выполнение семилетнего плана 98 котельщиков награждены орденами и медалями.

Разработана схема парогенератора с газоплотными панелями — впервые в отечественной практике. Первый котел ТГМП-324 паропроизводительностью 1000 тонн в час с давлением 255 атмосфер смонтирован на Киришской ГРЭС. Такие котлы были надежны в эксплуатации, имели более высокий КПД и меньшую массу.

За успешное оснащение энергетики высокопроизводительными котлоагрегатами ТКЗ награжден орденом Ленина.

Завод изготовил первый в стране котлоагрегат паропроизводительностью 2650 тонн пара в час к энергоблокам 800 МВт для Запорожской ГРЭС.     

Впервые в СССР изготовлено оборудование для нефтехимической промышленности — парогенераторные установки для интенсивной добычи нефти. Венцом творения конструкторской мысли и рабочих рук таганрогских котлостроителей стал самый мощный в Европе парогенератор производительностью 3950 тонн пара в час для работы с турбиной 1200 МВт. Этот энергоблок был поставлен на Костромскую ГРЭС в 1978 году. Высота котла — 67 метров, выше двадцатиэтажного дома. Общая протяженность труб парогенератора — 800 километров, расстояние от Таганрога до Москвы. Вес — 13 тысяч тонн. Для его отгрузки потребовалось 650 железнодорожных платформ.

ТКЗ включен в число 70 крупнейших предприятий отрасли с правом непосредственно осуществлять экспортно-импортные операции. За развитие отечественного машиностроения в годы ХI пятилетки впервые на заводе руководителю самого высокого ранга генеральному директору Паршину Анатолию Алексеевичу было присвоено звание «Герой Социалистического Труда». 

Подписан протокол с концерном «Дойче Бабкок» о совместном проектировании, изготовлении и продаже в развивающиеся страны котлов большой мощности.

Новой ступенью в технологии котлостроения стало блочное исполнение котлоагрегатов. Поставка котла блоками на станцию значительно сокращала сроки монтажа и строительства электростанций.