从1870年起，安德鲁·卡耐基决定不再参预太多的事业，而专注于钢铁的生产。
钢是近代工业中最重要的金属，它是铁和碳的合金，并含有它他杂质如硫、磷、硅和锰。钢含碳0.5%，比生铁的含碳量（1.7%以上）低，比熟铁的含碳量（0.08%）高。它具有其他材料无法得到的多种性能，这些性能包括强度、硬度、展性、延性、耐蚀性、耐热性、导热性、电阻性和导磁性，这些性能主要有赖于钢的成分而定。工业国家使用和消费的每一种物品都与钢有关，因而制钢厂和钢铁产品是世界上所有工业国家中的一项基础工业。
据估计，钢至少有一百万种不同的应用。钢材的主要市场包括汽车、建筑、货柜、航空、铁路、机械、军械、机械工具工业。
美国的炼钢工业在殖民地时期就已开始，第一座炼钢厂建于18世纪20年代。18世纪的炼钢厂都是利用老式碳化法炼钢的工厂，这种方法是将熟铁与碳接触，并隔绝空气加热来增加熟铁的含碳量，当熟铁的边缘处的含碳量增加时，即可经由加热和骤冷处理变得坚硬。这是种古老的方法，产量极低。因此美国的炼钢事业长时间没有什么进展，1812年美国的钢产量只有917吨，1830年仍只有1620吨，全国的炼钢炉也只有14座。1832年，美国炼钢业又从英国引进坩埚冶炼法，这种方法需花很高的成本，产量也不高，炼出的钢主要供刀具用。
19世纪中叶，美国肯塔基州的工厂主凯利巴在偶然的机会中发明了一种炼钢法，所费成本较低，但未被人认为是先进方法，在这差不多的时候，英国人亨利·贝塞麦（1813一1898）爵士用同样的方法炼钢得到成功，于1856年取得专利权，人们渐渐承认凯利巴发明了这种方法，但仍被称为贝塞麦法，又称转炉法，其法为：直接用生铁炼钢，把空气吹进熔化的铁水，使铁水保持很高的温度，利用高温去掉铁水中过多的碳素和其他杂质，从而得到有一定纯度的钢水，钢水出炉浇铸成型，冷却后，得到钢材。
转炉炼钢法，大大提高产量，节约成本，解决了当时工业发展对钢材的急需，使世界进入了钢铁时代。美国自1863年，底特律的沃德炼铁厂首先采用先进的贝西麦转炉炼钢法后，各企业纷纷淘汰内战前的碳化法，转采新法，由此降低了炼钢成本，钢产量迅速上升。
1868年，美国又引进了西门子·马丁炼钢法（即平炉炼钢法），用这种方法炼出的钢较有韧性，适合制造机车、锅炉的钢板。这两种冶炼法使钢的冶炼发生革命性的变化，它们能很快炼出数百吨用于制造铁路、汽车、桥梁和机械的钢材，经济发达的国家从此开始在工业化的浪潮中前进。
安德鲁·卡耐基多年从事铁道工作，又曾开办过轧铁厂、铁桥建筑公司、火车头厂，深知钢铁在国民经济中的重要性，而苏必利尔湖大铁矿的发现为钢铁业提供了大量的原料，匹兹堡附近有丰富的煤矿和石灰石矿，这座城市的冶金工业基础使它具有成为美国的“钢都”的条件，所以他在19世纪70年代初期决心放弃在其他领域的投资，立足匹兹堡，专门发展钢铁工业。这是—个深谋远虑的明智决定。
美国有句俗语说：“把所有好的鸡蛋全都放在一个篮子里，然后集中全部心力注意着这个篮子。”卡耐基很信奉这句话所包含的道理。他相信，不管做什么事，能获得成功的真正方法就是不要分散精力，专心集中于一件工作。一个人的本事再大，如果他涉足的领域过于广阔，分散了精力，就很难获得辉煌成果。
因此他决心以后不再经营别的事业，专心从事于钢铁的生产，以便能成为钢铁界的名人。
过去，在基斯敦桥梁制造厂由于架桥的需要，都是生产锻铁（含碳少的精制铁，又叫熟铁），可现在由于他决心向钢铁方面发展，便于1870年在这家厂里创立了一座露西熔矿炉（露西是他弟媳的名字），这座炉专门生产适于炼钢的优良生铁，这种生铁又称粗钢和铣铁。它十分纯净，含硅量、含硫量、含磷量都很低。
露西熔矿炉
露西熔矿炉就是现代的炼铁高炉，又称鼓风炉。主要构造是一个垂直圆柱状的钢壳，用适当的耐火物质（矾土等）作为内衬。
操作时，将焦碳、助熔剂（石灰石或白云石）和铁矿石从炉顶加入，交替成层，直到堆满快到炉顶为止。由炉子下部的风口吹人经预热的空气，空气加热至约700℃，炉料即起反应，反应是连续的，这时炉床的温度约1540℃，顶部为175℃，熔化的铁和炉渣缓慢流过炉料达到炉床，每隔一段时间，熔化的粗铁和炉渣即从炉床的出铁口和出渣口排出。产生的煤气从炉顶导出，可作为锅炉的燃料。
鼓风炉的化学反应基本原理很简单，即将氧化铁（矿石）还原成粗铁，焦碳当作还原气体（一氧化碳）的来源，同时也提供还原氧化物所需的热量。
现代炼铁主要采用这样的高炉（鼓风炉），占世界铁产量95%以上。以鼓风炉冶炼出来的铁，除少数用于铸件外，大多数是由专用的铁路直接运到炼钢炉去（马丁平炉或贝塞麦转炉），再精炼成钢。
露西熔铁炉代表当时最先进的炼铁技术，其体积、炉温和日产生铁量都居于当时最高水平。这是英国和美国在炼铁技术上你争我赶的结果，安德鲁·卡耐基经常来往于英国和纽约之间，可以将英国最新的炼铁技术情报带到美国。
19世纪50年代，英美两国的炼铁炉大多是老式的，体积小，炉温低。1867—1868年，英国人约翰·普莱耶设计成功一种更新型的炼铁炉，可以使炉温升高到摄氏1000度到1200度。由于温度升高，炼铁炉的体积也可以随着增大。1869年，在英国出现100英尺高，25—27英尺宽的大炼铁炉，最高产量每周为597吨。
在卡耐基等钢铁界人士的推动下，美国炼铁技术急起直追，1869年在纽波特建成了同样类型的炼铁炉，高65英尺，宽14英尺，炉内温度可以高达1000度至1200度，而卡耐基于1870年在匹兹堡建设的露西熔铁炉每天可生产100吨的优质生铁（粗制钢铁），打破了英国的纪录。这种空前的产量，是全世界从未听过的奇事，以后，一直保持这个纪录，很多人慕名前来参观，都啧啧称奇。
露西熔铁炉的产品之所以质优价廉，是因为采用化学方法，卡耐基聘请一名德国学者菲利克，对矿石的成分、炉内的反应情况进行化学监测，因而能准确地控制炼铁过程，分析故障原因，使生产的过程做到多快好省。
许多不求改善的制铁厂，继续依靠直觉来判断炉内情况，等于盲人骑瞎马，不断发生失误，矿石质量不好，炼出的铁又差又少，在竞争中失败，自不待言。
唯有采用科学的经营方法的卡耐基制铁厂，能够选用纯度极高的良质矿石，这些矿石以往都被视为废料，因而价格低廉，可一经化验，发现其含铁量很高，品质优良，能炼出品质很高的铁。但因为优良矿石所含的成分比贫矿石复杂，容易使熔矿炉发生故障，所以这样的好矿石常被废弃不用。卡耐基工厂从改进熔炉设备着手，使之能完全熔化这种优良矿石，因而产量倍增。真正做到了低投入高产出。
密苏里州派乐诺市矿山的矿石，过去很少有厂主购买，因为一般人都说这座矿山的矿石质地很差，容易使熔矿炉发生故障。但是根据卡耐基炼铁厂的技术员的化学分析，得知它的含硫量少，含硅量多，只要适当地熔化，就可以制造品质最优良，含铁量最丰富的罕有产品。因此卡耐基毅然决定买下这座山的矿石，使这座原先毫无价值的矿山一夕之间声名大噪。卡耐基因此也获利甚丰。
1872年，卡耐基工厂又建造了另一座熔矿炉，高75英尺、直径20英尺，每周可以生产475吨生铁。建造费用比起第一座熔矿炉经济得多。
但是，一直到这一年，卡耐基还没有直接炼钢，只制造铁与钢的中间产品，也就是制造硬头铁轨。硬头铁轨是英国多兹先生发明的，当时的铁轨多是熟铁制成，经不起摩擦，多兹把铁轨的顶部加以碳化，使其和钢一样地坚硬，这样就经得起和车轮的直接摩擦，大大减少了损耗，硬头铁轨特别适用于铁道的转弯处。卡耐基特地去英国买下了多兹的专利权，另外建造了一座熔铁炉，把宾夕法尼亚州铁路的数百吨铁轨加以碳化处理，制成硬头铁轨。
不久，卡耐基再度到英国，与贝塞麦签约引进他的转炉炼钢技术，于1873年1月1日在匹兹堡创立了艾利格·汤姆森炼铁厂，制造和销售钢质铁轨。艾利格·汤姆森是宾州铁路公司的董事长，也是卡耐基的工厂的股东，为了增加工厂的影响力，就以这位名人的名字作为厂名。
从此，卡耐基真正从事炼钢了。1873年是他的事业的里程碑。这一年，他停止了与钢铁无关的一切经济活动，专攻炼钢。在自己创办的工厂里建立一座贝塞麦式的转炉（可以旋转、倒铁的炉），并且重组生产过程，从采矿到炼钢，进行一条龙式的生产，使比铁还硬、富有弹性、用途非常广泛的优质钢材源源不断地生产出来，这些钢材大都轧成钢轨，供日益发展的铁路事业的需要。事业心与进取的个性，使他没有像自己原来所想的那样，退休过学者生活，在事业有了雄厚的基础后，他向上继续攀登，最后终于登上了钢铁大王的宝座。
1873年以前，卡耐基曾当过普尔曼公司的大股东，联合太平洋铁路公司的董事和欧洲铁路有价证券的销售代理商，1873年的经济恐慌使他放弃了以上的各种业务，集中资源从事自己最熟知的钢铁业。由于能采用当时最先进的贝塞麦炼钢法，有能力过人的合作者帮助他经营，又与一些铁道公司建立了稳固的产销联系，他的经营十分得手，不久即连续打破生产纪录，经济大恐慌对他的事业不但没有影响，而且成了他进一步扩张的绝佳时机，他乘机兼并了许多小厂，使自己的工厂不断扩大，迄至1877年，卡耐基钢铁厂产量已占美国贝塞麦钢产量的七分之一。
卡耐基的迅速扩张是贝塞麦转炉炼钢法产生的奇迹。没有一种工业成就，对文明的推动作用能够比贝塞麦转炉炼钢法更大，它使制造价廉的钢材成为可能，从而奠定了现代钢铁工业的基础，美国的工业自从于19世纪60年代引进贝塞麦转炉炼钢法后，便开始起飞，钢铁工业的发展推动了造船业，机械制造业和铁路运输业的发展，加速了农业的现代化和机械化。经过30多年的时间，美国的工业总产值和技术水平迅速赶上和超过了世界上最先进的工业国家——英国、法国和德国。从1894年起直到今天，美国国民生产总值一直居世界各国之首。
1864年，在美国的密歇根州建立了第一家贝塞麦转炉法炼钢厂，内战后，美国各地纷纷建立炼钢厂，采用转炉法，但卡耐基没有赶时髦，他由国外的信息渠道知道，当时这种炼钢法在英国仍处于实验阶段，还有一些缺点需要克服，不宜过早引进，果不其然，不少厂家引进该法后，由于使用不当，遭到了失败。1873年前后，卡耐基在英国亲眼看到贝塞麦炼钢法已经进入实用阶段，试验过程中产生的缺点大都得到了克服，才下决心引进该法。经过他的精心组织，使该法发挥了最大的效益。美国其他的钢厂也向卡耐基厂学习，运用转炉法组织连成一条龙式的生产，大大提高了钢产量，到1880年，美国转炉钢的产量首度超过了熟铁。1886年，美国钢铁业年钢产量为290万吨，超过英国，成为世界上钢产量最高的国家。
转炉炼钢法的主体是一个梨形的炉体，可以旋转倒出炼好的钢水，故称为转炉。炉内由耐火材料作炉衬，底部有开口（风口），空气由此注入。炼钢时，将高炉炼好的生铁水倒人炉内，再将压缩空气从炉底向上鼓进炉中。生铁水中所有的硅、锰和多数的碳及一部分铁被鼓进炉体的空气氧化，氧化反应提供了热量。铁、硅、锰的氧化物形成炉渣，碳的氧化物以气体（一氧化碳）的形式排出炉外。在鼓进空气期间，转炉炉口喷出火焰的颜色和亮度会发生变化，这使操作者能够判断氧化（精炼）反应的程序，在适当的时候停止鼓风，同时倾斜炉体将钢水倒人盛钢桶内，鼓风一般持续约15分钟，随后进行脱氧，添加合金以及将钢水由盛钢桶注入铸模即完成整个流程。
生铁含碳量高达4%，还含有锰、硅、磷和硫等杂质。钢的含碳量必须2%以下，精炼钢的碳含量为2.3%—1%。所以炼钢的目的是要除去多余的碳和锰、硅等杂质，并添加预定数量的合金。转炉能在极短的时间内（15分钟）就能顺利完全上述任务，并能大量和连续地生产。彻底改变了过去炼钢成本高、产量低的缺点，因而使钢铁工业进入一个飞跃阶段，而首先蒙其利的就是卡耐基。卡耐基使用这种炼钢法正得其时，这种先进技术造就了他这个钢铁大王。
在经济恐慌时代，卡耐基的好伙伴克鲁曼辞掉了炼铁厂的工作，转到别的行业去了，于是，他们便聘请一位威廉·鲍伦多先生补缺，负责炼铁厂的管理工作，威廉·鲍伦多先生是来自德国的移民，起初他是在炼铁厂内担任最低层的工作，薪水很低，周薪仅6美元，但是他在工作中十分认真勤勉，很快就受到卡耐基等人的注意及器重，因而被提拔为重要干部，直到升任全厂的总监，年薪高达5万美元。