20世纪30年代以来，炼钢过程物理化学在促进钢铁工业蓬勃发展中起了重大的作用。下面举两个实例。
(1)不锈钢冶炼工艺的改进和新工艺的发明。奥氏体铬镍不锈钢含碳量越低则抗腐蚀性越强。冶炼过程中镍不被氧化，而铬与碳均能被氧化。如何去碳保铬，减少铬的损失，是不锈钢冶炼的关键问题。1926～1940年间，不锈钢冶炼采用“配料熔化法”，即将符合成分的原料配好，在电弧炉熔化得不锈钢。为了抵消电极增碳，配料时尽量采用低碳原料。当时只能冶炼C≥0.1%的不锈钢。加工过程中积累了大量不锈钢废料。将这些废料返回电炉重熔时，由于电极增碳，熔化后钢液含碳量超过标准。向熔池加入铁矿，只能使铬氧化而不能脱碳。因之，大量不锈钢废料不能返回应用，成为当时困扰不锈钢冶炼的一大难题。热力学研究证明，只有熔池温度再大幅度地提高，才能去碳保铬，而氧化剂Fe2O3不能提高熔池温度(用Fe2O3氧化时，每氧化掉1%Cr，熔池温度提高8℃;而每氧化掉0.1%C，熔池温度下降20℃)。
1939年美国人发明“返回吹氧法”，向熔池吹入氧气，提高熔池温度，使之高于铬、碳的氧化转化温度。(用氧气作氧化剂，每氧化1%Cr，熔池温度提高110℃;每氧化掉0.1%C，熔池温度提高12℃)。在大量使用不锈钢返回料的条件下，熔池碳可由0.35%降到0.05%或更低，而Cr只氧化约2%。铬还可进一步利用FeSi从渣中还原，大部分收回，这就解决了不锈钢废钢的利用问题。返回吹氧法虽能使用返回钢，但还受到配料的限制，铬不能一次配足到应有的含量。
(2)控制硫化物夹杂的形态以提高钢的品质。近代石油工业、汽车工业、核工业等对钢的品质和机械性能提出更高的要求。纯净钢的需要越来越大。在50年代，硫、磷脱到0.05%或以下，即达到了一般钢的要求;而现在多数普通钢要求达到0.02%以下。对特殊钢，例如低合金高强度钢，硫、磷应脱到0.005%或更低，即所谓“ppm级(10-6级)”的标准。石油运输钢管在严寒低温下要求有高的冲击韧性。汽车钢板、深冲薄板为避免加工及使用过程中产生裂纹及撕裂，也要求有高的冲击韧性和高的弯曲可塑性。以夹杂物存在于钢内的硫及其形态对该两种性能起决定性作用。60～70年代间，炼钢物理化学工作者发现，对特殊要求的管、板型材，不仅要减少硫的含量，更重要的是要改善硫化物在钢中存在的形态，使钢的冲击韧性具有均向性。在深度脱氧后，硫以球形或多角形MnS存于钢内，但在轧制过程中，球形MnS被拉伸成长条夹杂物，致使钢样在纵向、横向及垂直向有不同的冲击值，在室温到100℃时以纵向的冲击值为最高。当温度降到0℃以下，3个方向的冲击值均降到近于零。经研究发现，当钢液加入很强的脱硫剂如钙、镁、钛、锆或稀土元素时，MnS变为该加入元素的硫化物，仍呈球形或多角形，但此硫化物在轧制过程中保留原形，不被延长变形。此种钢材在3个方向冲击值很接近，而且在从0℃降到-40℃时，各方向的冲击值虽然不同程度地下降，但仍保留相当高的韧性。这样就解决了钢在韧性上的各向异性的问题，提高了钢的冷加工可塑性，保证管、板型材能在低温、高负荷下使用，同时又有优良的表面质量。为了减少含硫量并改善硫化物形态，铁水预处理、炉外精炼、喷射冶金或喂线法、钙处理技术等新技术、新工艺在工业上广泛地发展起来。在此期间，硫化物形态控制与高炉动态模拟模型、固体电解质电池直接定氧一起曾被誉为钢铁冶金领域的三大发明。
此外，自20世纪70年代以来炼钢过程动力学的研究非常活跃。每一炼钢反应通常有几个步骤，但热力学只解决反应物质的初始及终止时的热力学状态及反应的吉布斯能变化，对中间过程和步骤则不过问。从动力学角度看，过程中速率最慢的步骤是控制整个反应速率的限制性环节。动力学分析每个步骤，求出此速率最慢的限制性环节，提出措施以缩短完成反应的时间。气—液二相反应如脱氢、脱氮，液—液二相反应如脱硫、脱磷等等，均通过动力学分析提高了去除有害气体和元素的效率。
氧气顶吹转炉发明之后，炼钢时间大为缩短，炼钢成本降低，因而逐步代替了平炉炼钢。而顶底复吹转炉炼钢法又抑制了顶吹的喷溅，进一步降低铁耗，配以炉外精炼，可以炼制优质合金钢。对熔池内速度场、浓度场和温度场的冷态模型模拟实验和数学模型数值法计算，为底吹喷射装置的设计和操作提供了重要的基础数据。
凝固动力学的研究改善了连铸设备的设计，使钢坯晶体组织及表面质量得以改善，内部偏析减小。
