กระบวนการผลิตเหล็กกล้าประกอบด้วย 5 ขั้นตอนหลัก ดังนี้

1. การแต่งแร่และการถลุงเหล็ก (Reduction of Iron compounds to molten iron): เริ่มด้วยการบด-แยกแร่ด้วยแม่เหล็กหรือแยกโดยใช้ความถ่วงจำเพาะ จากนั้นทำการถลุงหรือแปลงสภาพแร่เหล็กให้มีความบริสุทธิ์ โดยการขจัดสิ่งเจือปนออกโดยการเผาที่เรียกว่า เหล็กถลุง (Pig iron) มีส่วนผสมของ Carbon ประมาณ 3-4.5%

2. การหลอมเหล็กกล้า (Process Steelmaking): การหลอมให้เหล็กมีอุณหภูมิประมาณ 1600°C และลดปริมาณสิ่งเจือปน เช่น คาร์บอน (C) and ฟอสฟอรัส (P) ทำได้โดยการเติมสารเคมีเพื่อทำ Oxidation เกิดเป็นสารประกอบออกไซด์ซึ่งเบาจึงลอยขึ้นมาบนผิวน้ำเหล็ก เรียกว่า Slag ได้น้ำเหล็กที่มีความบริสุทธิ์ขึ้น  จากนั้น ปรับแต่งส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้า โดยการเติมธาตุสำคัญต่างๆ เช่น แมงกานีส (Mn), โครเมียม (Cr), โมลิบดีนัม (Mo), นิกเกิล (Ni), วาเนเดียม (V) เป็นต้น

3. การหล่อ (Casting): การปรับปรุงส่วนผสม-หล่อขึ้นรูปเหล็ก โดยการเทจากเบ้า ลงในแบบเพื่อให้เกิดการแข็งตัว

การหล่อมี 2 แบบ คือ

• • • การหล่อแบบต่อเนื่อง (Continuous Casting) เป็นการเทน้ำเหล็กให้ไหลผ่านแบบหล่ออย่างต่อเนื่องจนได้ผลิตภัณฑ์แบบกึ่งสำเร็จ เช่น แท่งยาว (Billet), แท่งใหญ่ (Bloom/Beam), แท่งแบน (Slab) สำหรับแปรรูปต่อไป
    • การหล่อโดยการเทลงในแบบหล่อ (Ingot Casting) หรือแม่พิมพ์ (Mould Casting) ก่อนนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆการอบชุบด้วยความร้อน (Heat treatment): การปรับปรุงคุณสมบัติทางกล ด้วยกรรมวิธีทางความร้อน เรียกว่า การอบชุบ

4. การแปรรูป (Forming and Mechanical Treatment): การเพิ่มอุณหภูมิให้แก่ Ingot หรือ ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จ โดยการขึ้นรูปร้อนด้วยวิธี รีดร้อน (Hot Rolling), รีดเย็น (Cold Rolling), ทุบขึ้นรูป (Forging), เอ็กซ์ทรู (Extruding) หรือ ตามรูปแบบที่กำหนด

5. การอบชุบด้วยความร้อน (Heat treatment): การปรับปรุงคุณสมบัติทางกล ด้วยกรรมวิธีทางความร้อน เรียกว่า การอบชุบ