巡視馬鞍山的當天，他把冶煉場的大使、副使、大小差役全部革了職，驅逐出場，永不錄用，這是朱元璋賦予他的權利。然後宣布休息一天，讓工人們睡個好覺，吃個好飯。
第二天，他讓各班工人自己推選了工頭，在帶來的國子監學生中任命了各級管理者。然後宣布和北平一樣的管理製度，定下了和工人們的薪水，並且宣布，出鋼之後，朝庭的賞賜每人都有份。
返回京城，武安國單獨求見朱元璋，告訴皇帝為了打造優質的軍械，不能采用前朝那樣的匠戶製度。以他的經驗，隻要把大前提放到一統天下上，朱元璋一般會仔細考慮他的意見。這次，他又賭對了。
武安國從商人的角度提出，隻有讓工人和冶煉場同利，大家才會同心。做過學徒的朱元璋讚同了他的建議。“學徒時，每逢利好，掌櫃的還要發紅包呢”，老朱在這點上一點就透。所以當武安國提議把馬鞍山冶煉場作為國家專門采購的對象而不是國家專營機構時，朱元璋猶豫了一下馬上答應了。鐵器專賣在明朝本來就被官員們執行成了官府專購，民間憑照經營，老朱不在乎多出這點兒變化。況且現在隻要能出好鋼，朱元璋才不在乎武安國采用什麼方法。
“隻要能盡快給朕煉出鋼來，把冶煉場賞給你作為私產都可以”。聽著朱元璋焦急的口吻，武安國好生後悔自己沒趁機漫天要價，給工人也每人要一份股份。不過最後他還是爭取到了國家作為冶煉場的大股東，具體經營管理交給商人的政策。
然而，讓朱元璋失望的是，建立了初步商業管理製度後的冶煉場，在小規模實驗中，再次煉出了廢鐵。接到報告，他沒有催促武安國，並駁回了禦使要求換人的建議，如果這事武安國都不靈的話，朱元璋不知道還能換誰。
武安國突然發現自己被難住了，被自己最熟悉的冶金專業難住了。
在自己那個時代，懷柔的幾個民營小鋼廠都是他參與論證並設計的，雖然采用的是轉爐技術，但礦石品位，添加劑的比例，武安國都如數家珍。
張五在永平煉鋼，所采的礦石其實就是專供首鋼的礦石，武安國的腦子裏有無數篇論文探討如何獲得最好的冶煉效果。
而江南，不是他當年那個設計院的涉及範圍，礦石成色他不知道。從周圍的地形上看，可推斷這是火山岩型礦床，鐵礦的品位高於懷柔。但是，這種礦石的酸堿度、含磷量、含硫量都是未知。並且，他沒有最基本的試劑去標定，去檢測這些參數。
除了這些年他在北平“發明”的天平，量杯外，其他基本測量儀器一概沒有。
化學試劑，他擁有的僅僅是徐家出品，被這個時代人稱為綠礬油的濃硫酸。
突然，他想起了當年的大煉鋼鐵。沒有基本的知識與條件，那是怎樣狂熱的一個夢想。
還不如大煉鋼鐵呢，那時至少還有整個民族的狂熱。而此刻，幾乎半個朝廷都在看等著他的笑話。
如果能有一本初中化學就好了，至少可以讓追隨自己的學者們知道同樣是鐵礦，還包含不同的雜質。至少可以告訴大家，礦物有的呈酸性，有的呈堿性。
書到用時方恨少，而現在的情況是根本沒有書。
武安國此時隻能苦笑，本來總是笑話古代學者隻知道歸納已知的知識，不會從已知推導出未知，自從也沒高明出多少，唯一的長處是吸取了足夠的書本經驗。當遇到書本上沒有涉及到的問題，自己一樣抓瞎。
再次回到京城的第一時間，武安國在知物科內建立了一個試驗室。用最短的時間，他在試驗室裏製造出了酒精（燒酒蒸餾提純）、酸水（稀硫酸）、堿水（碳酸鈉溶液）、陰氣（不含氧的空氣）、陽氣（氧氣），紫花液（用來檢測酸堿性，在找不到非洲石蕊情況下的替代產品，用海棠花亦可）並要求化學科的博士們記錄下製造步驟。當見多識廣的北平學子看到紅丹在玻璃甑中變成水銀，而收集到的氣體讓木炭劇烈燃燒時，一個個都張大了嘴巴。
猶如打開了一道緊鎖的閘門，知物科博士們的研究熱情奔流而出。奔流而出的結果就是，武安國從此一跨進科學院的大門，就被各種各樣稀奇古怪的問題纏住，直到他自己也解釋不了。每天拖著疲憊的身軀走向馬車時，他都暗中慶幸自己又熬過了一天，天知道，下次知物的學者們會合成什麼東西。
收獲總是有的，至少通過紫色花瓣做成的試液，武安國檢測出了馬鞍山鐵礦呈酸性。以前的官員們照搬北平的冶煉技術，什麼都是照貓畫虎，惟獨耐火爐襯是用本地磁窯專用的材料燒製的，也是酸性。
改良了耐火爐襯為堿性，加高了煉鐵爐煙囪高度，煉出的東西終於能叫鋼和鐵了。但是質量依然不理想，馬鞍山出的鋼和北平的鋼一碰，立刻顯出原型，裂了。
理論上，這是因為含鋼材磷量過高引起的，但是，用什麼樣的配方脫去多餘的磷和硫，又成了問題。武安國已知的辦法是向鋼水中加入石灰和氧化亞鐵，問題是加多加少都會影響鋼的最終質量。
瞎貓也偶爾會逮到死老鼠，既然古代科學來自於湊巧，那自己不妨再湊巧一番。沒有科學的方法，由試驗湊出結果也是好的。無數次失敗必然會導致一次正確。
想到失敗，武安國想出了一個絕妙的點子。他先把自己所知道的煉鋼大忌和馬鞍山冶煉場的設備仔細的對照了一遍，已知的錯誤路徑就不必重複了。
然後，把工人分組去做試驗，五台試驗用冶煉平爐中加入不同質量的試劑，並且在科學院和冶煉場懸賞征集可以可改進冶金工藝者，隻要建議被采納，無論是否有效果，皆賞銀百兩。
好在朱二從高麗敲詐出了足夠的錢，朱元璋看著號稱大財神的武安國一道道請求增撥銀兩的折子，暗地裏不住咧嘴。這個武大財神朕現在為何怎麼看怎麼像個散財童子啊。
唯一讓朱元璋滿意的是，隨著時間和銀子的流逝，送到禦案前的鋼材質地漸漸好了起來。
洪武十四年春，當按照冶煉科博士淩昆的建議向高爐和平爐內加入了江南特產的煆燒過的白雲石粉後，武安國終於可以決定馬鞍山冶煉場整個煉鋼的工序和配方了。
雖然最終沒有達到北平的所產鋼材的水準，朱元璋依舊龍顏大悅。特賜所有參與人員禦宴十桌，白銀萬兩。有了鋼材，就意味著京城工部製造局可以製造新式的火器，意味著軍隊建設的快速化。肉疼地看看馬鞍山冶煉場消耗的銀子，朱元璋作出了一個驚人的決定。
洪武十四年春二月，朱元璋罷各布政司鐵冶，令民得自采鍊，每三十分取其二為稅。著海關嚴禁精鋼出關。廣平吏王允道言：“磁州產鐵，元時置官，歲收百餘萬斤，請如舊。”，元璋以民生甫定，複設必重擾，杖而流之海外。駙馬武安國諫曰：“官辦鐵冶，利於官者少，損於民者多，不可再開”，帝許之，告誡百官，“有敢複言官冶者，杖五十，流放三千裏”。月末，官刻科學院所著《冶經》，公布天下。令民自行改進各地冶煉方法，因地製宜。（酒徒注：正史上洪武十八年，朱元璋以鐵礦國家專營害民，廢除了國家專營的所有冶煉場。後來又因為各種原因，被繼承者逐步恢複。）