在美国努力奔向制造业一流强国的征途中，埃德加·汤姆森钢厂只是最显眼的高速公路建造者之一。当然，卡内基在钢铁业充当先锋并不是要为收养他的国家奉上一份礼物。这个钢厂几乎从一开工就开始盈利了，到运营满两年时投资收益率已经达到了20％。连卡内基也欢呼说：“上哪儿还能找到这么好的生意呢！”

钢是最重要的

如果你肯定美国的价值，那么你就要肯定铁路的价值；而如果你肯定铁路的价值，那么你就要肯定钢的价值。正是美国铁路对钢轨的贪婪需求让炼钢发展成为一个大规模的产业，并且使钢在大多数工业用途中逐渐代替了铁。19世纪60年代中期，在宾夕法尼亚铁路总裁汤姆森的带领下，铁轨逐步被钢轨所代替。宾夕法尼亚铁路处在美国重工业的核心地区，有着最密集的交通网和最繁重的运输量；而铁路的管理者们常常为铁轨相对比较短的使用寿命而感到头疼。1861年，汤姆森开始试验使用进口的钢轨；到60年代中期的时候，他已经确信这些钢轨的使用寿命可长达铁轨的八倍，而成本却只是铁轨的两倍。由于当时美国的钢轨生产商只有少数几个，所以宾夕法尼亚铁路——一向有设法彻底解决问题的特点——便创建了自己的钢厂——宾夕法尼亚铁路炼钢公司，而汤姆森和汤姆·斯科特两人都是公司主要的股东。1874年，董事会禁止供应商在管理中相互持股，所以这个炼钢公司被从宾夕法尼亚铁路中剥离出来了。

高质量的钢，特别是那些用于制造有刀刃的武器的钢，几乎是从人类历史的一开始就很有名。最早起源于印度的大马士革钢就是最有名的古代钢；精制而成的托莱多[5]剑是富有的中世纪骑士必备的社交礼仪用剑。到乔叟[6]时代时，谢菲尔德已经成为英国一个重要的炼钢中心；而到了18世纪，那儿的工匠们已经开始开发一种相对高产的生产方法。即使在19世纪70年代，美国那些需要高质量的切割用钢的工具制造商还在从谢菲尔德购买钢材。

传统的炼钢方法首先需要有高质量的铁矿石。把矿石与碳燃料混合在一起——通常是木炭或者煤炭，后来使用焦炭——然后放在一个熔炉里熔化。这种热风熔炉发明于1828年，通过吹入过热的空气而使炉内获得非常高的温度，从而使质量较低但储量更丰富的铁矿石也能用来炼钢。由于铁很容易与氧结合，所以它中间的杂质就会与燃料中的碳相结合成为碳化物，并形成炉渣沉淀下来；不能氧化的杂质将被一些添加剂（如石灰石）吸收。密度更大的铁会沉到熔炉的底部，而较轻的杂质会浮到顶部而流出炉子，这样炉中留下的就是相对纯净但富含碳的铁水。碳含量高的铁适合用作铸件，但是由于脆而坚硬，所以难以加工。而“熟铁”质地更软，也具有延展性，基本上不含碳，传统的铁贸易量也是以熟铁来计算的。（它最早是通过使用锤子把所含的碳打出来而获得的，所以因此而得名。）在熟铁中再加回少量的碳，从而使其硬度和延展性达到一个平衡，这便得到了钢。从18世纪中期开始，熟铁的生产开始使用一种“搅拌”的方法——把生铁放入一个熔炉中加热，熔炉中带有一层高含氧量的内衬；用棍子慢慢地搅动铁水，直到铁中所含的碳沉淀出来。炼钢的最后一步是对熔化的熟铁进行“再碳化”，方法是把铁水慢慢地倒入加碳池，最后根据颜色和质地分离出少量的钢。

使用这种方法，炼出不太大的一炉钢一般需要一星期甚至更长的时间，而传统的炼钢技术也都是小心地由父亲传给儿子；谢菲尔德的一份炼钢秘方的开头这样写道：“加入用四个白洋葱榨出来的汁”。质量极好的产品，如谢菲尔德的“坩埚钢”，是把一般的钢再放入能够承受高温的粘土炉里再次熔炼加工而成的；价格极其昂贵，但销路也非常好。19世纪，随着人们对炼钢背后的化学原理有了更好的理解，钢就被定义为经过提纯的、碳含量在0.1％至0.2％之间的铁。在19世纪的整个80年代里，人们对这个定义一直持有争议；而像宾夕法尼亚铁路这样的钢产品大用户也一直要求有固定不变的质量和检测标准。

大规模炼钢方面的突破发生在19世纪50年代，实现这一突破的是多产的英国发明家亨利·贝西默。贝西默做出了这样的猜测：如果只把冷的空气注入一炉熔化的铁水中，空气中的氧气就会引燃铁水中的碳，在没有搅拌的情况下就会把碳燃烧掉。他第一次试验的时候这种方法奏效了：氧气几乎立即把铁水变成了白热状态，并在几分钟之内就把碳和大多数其他的杂质燃烧掉了，剩下的是最纯净的铁水。当铁水还处于过热状态的时候，再往里加少量的碳，你就能够得到钢——熔炉中剧烈的化学反应使得铁和碳能够自行混和。原本需要花费好几天甚至好几星期时间的炼钢过程，现在缩减到了20分钟左右。光是燃料就节省了七倍。