清光绪15年(年），张之洞从广东调任湖广总督，将原拟在广东设立钢铁厂所订购的各种机器设备移往湖北，决定设厂于汉阳龟山之侧。
至光绪19年9月(年)，建厂初步完成。当时全厂包括10个分厂：炼生铁厂、炼贝色麻钢厂、炼西门士钢厂、造钢轨厂、造铁货厂、炼熟铁厂等6大厂，和机器、铸铁、打铁造鱼片钓钉等4小厂。其中专炼钢的贝色麻钢厂有炼炉两座，每座容量8吨；西门士钢厂有炼炉一座，容量10吨。这是中国近代炼钢新技术的开始。
一、贝色麻钢炉与西门士炼钢法
两种钢炉性能不同，都是当时英国先进技术设备。贝色麻(H.Bessemer)，英国冶金学家，于年发明自生铁中除碳的炼钢法，用酸性炉衬，不需外热，单纯以空气吹入液态生铁，利用空气中的氧除去铁中的硅、碳等元素而成。一般吹炼时间约15分钟。
这是首创大量产钢的方法，对当时钢铁工业起很大促进作用。但是这种炼钢法要求生铁所含硫和麟的成分必须在很低限度以下，否则炼不出好钢来。英国铁矿含麟极少，故贝色麻炉能奏功效。
至年，法国冶金学家马丁(P.E.Mari-tin)在运用英国人西门士兄弟(W.Siemens和F.Siemens)的蓄热炉原理的基础上，成功地在反射炉内熔炼生铁和废钢，得到不同成分的钢，成为原始的平炉炼钢法。这种炼钢法亦称为西门士炼钢法。其不同于贝色麻炼钢法之点是能将含磷铁中的磷质除去，从而得出优质的钢。
二、清末引进炼钢技术的失败与教训
张之洞开始筹备建设我国的钢铁厂时，尚在两广总督任内，他对于广东地区煤铁矿的情况心中无数。但是他急于要设厂，便致电出使英国的大臣刘瑞芬、薛福成代为在英订购铁厂所需机器。在订购炼钢炉时，英国厂商要求中国将铁砂寄去化验，以决定采用那种钢炉最为适合。刘瑞芬电询张之洞，回答说：“以中国之大，何所不有，岂必先觅煤铁而后购机炉，但照英国所用者购办一份可耳。”英国厂商便照英国所用酸法配成大炼钢炉(即贝色麻炉)-二座，另以碱法制成一小马丁炉(即西门士——马丁钢炉)作为陪伴。
张之洞以极大热忱在湖北兴办钢铁工业，引进一套新式炼铁炼钢设备是重要步骤之-，但更迫切的问题是煤铁在何处？经过多方探索，没有在湖北找到理想的煤矿，只得暂时从各处凑合，后来才从江西萍乡采煤；铁矿石则选定了从蕴藏丰富的大治矿山开采。可是偏偏大冶的铁矿石含有磷，贝色麻炉是酸性炼钢，不可能去除磷质，炼出的钢，脆而易裂，不符合铁轨要求。小马丁炉虽有去磷功效，但是炉的规模太小，不能承担大量生产任务。这样，名嗓一时的中国新兴钢铁工业，开工后的数年中，成效极为有限。当初订购钢炉，既不知己，又不知彼，结果是得到一个失败的教训。虚耗了数年光阴，浪费了数百万银两。
三、从贝色麻钢炉到马丁钢炉，近代民族工业的成长
张之洞的钢铁工业办不下去了，光绪22年(年)，他奏准将汉阳铁厂、大冶铁矿及小煤矿等设备由官办改为商办，这便是以后将萍乡煤矿合并起来的汉冶萍公司。公司的主持人盛宣怀认为“西法炼铁，事非素习，无以得其窍要，计穷力竭，次罢不能”。于是派李维格出洋考察，以决进退。
李维格于光绪30年(年)到达英国。把所带去的大冶铁矿石、萍乡煤焦及汉阳厂所炼钢铁样品送给伦敦钢铁会化验，证实铁矿、煤焦都是上品。但采用贝色麻酸法，则是背道而驰。于是决定废弃贝色麻炉，都改用马丁炉碱法。
李维格参观了英、美、德各国的厂家，了解了各种最新机炉的性能，回国后，对整个汉阳铁厂作了一次设备更新。把原有的贝色麻炼炉及小马丁炉拆去，换上了30吨碱性马丁炼钢炉4座，吨大调和炉1座，同时又重建轧钢厂、钢轨厂、钢板厂、车辘厂和的竣货厂。到光绪33年(年)新钢厂全部建成，规模焕然一新。
随后又添建吨化铁炉1座，扩大了生铁的生产能力。据统计：钢的年产量年为吨，年增至吨；生铁产量年为吨，年增至吨。京汉铁路除卢沟桥至保定一段外，多里都是汉阳厂自己制造的路轨，成为了我国近代工业史的骄傲。