卡內基越過大西洋來到歐洲進行了長達半年多的旅行和考察，此行收獲頗豐。他買下了道茲兄弟的鋼鐵製造法的專利和焦炭洗滌還原法的專利，為事業擴展奠定了技術基礎。回到美國後卡內基幹勁兒十足，他建造了世界上最大的熔礦爐，開始了鋼鐵事業。
卡內基的成功除了好學、勤奮、具有經濟的頭腦和高瞻遠矚的視角外，還有一點尤為重要，那就是他相信科學。無論是企業的管理，還是工廠的生產；無論是項目的最初設計，還是最終實施，科學的理念自始至終貫徹著他所經營的各項事業。19世紀60年代起，美國的鋼鐵生產經營極為分散，從采礦、煉鐵到最終製成鐵板等成品，中間需經過許多廠家，其中加上中間商在每個產銷環節的層層加碼，致使最終產品的成本居高不下。卡內基深知傳統鋼鐵企業的這些弊病，他決心建立一個麵目全新的，包括整個生產過程的供、產、銷一體化的現代鋼鐵公司。到了19世紀70年代，他意識到，鋼鐵時代已經來臨了。
橋梁製造廠由於架橋的需要，都是生產鍛鐵，這是一種含碳量少的精製鐵。後來，卡內基決心開始製造銑鐵，這是一種粗製鋼鐵，是製鋼的原料。1870年，他們建立了一處熔礦爐，以卡內基弟弟湯姆的妻子的名字命名，稱為露西爐。這座熔礦爐高22.5米，像一個高大的怪物聳立在匹茲堡。建立露西熔礦爐耗費了一筆龐大的資金，超出預算兩倍，很多投資者都提心吊膽，生怕把老本賠進去，當時有位業界的前輩就曾勸告他們應該延期展開這一事業。
那一時期的美國對利用化學方法可以製造銑鐵一無所知，事實上，再也沒有比製鐵更需要利用化學技術的了。那時候熔礦爐的技術員都是靠感覺來判斷爐內的情況。卡內基聽說當時的歐洲全都采用化學方法製鐵，於是，他想在自己的工廠進行實驗，他聘請一名德國學者，由他檢驗買進的礦石、石灰石和焦炭的品質。結果他們發現過去一直被評為品質優良的礦石竟是含鐵量極少的廢物，相反，過去被認為是廢料的礦石卻是純度極高的良質礦石。好壞的價值完全顛倒了，還有很多情況也是一樣，科學技術的引進顛覆了很多他們舊有的錯誤觀念。由於化學知識的改進，從此，銑鐵製造工程逐漸走出了無知的黑暗。