Кафедра «Пирометаллургические процессы» (кафедра «Металлургия стали») основана в 1952 году под руководством доктора технических наук, профессора Александра Николаевича Морозова. Его научные работы получили мировую известность благодаря оригинальным исследованиям в области теории и технологии сталеплавильного производства. Научными направлениями того времени были изучение процессов, протекающих в мартеновских печах с участием металла и шлака, и поведение газов в процессе плавки, условия образования нитридов в стали.

С 1959 по 1990 год кафедрой заведовал профессор, доктор технических наук Давид Яковлевич Поволоцкий. Под его научным руководством проводились обширные и разнообразные исследования в области раскисления стали, получения высококачественных сталей, проводился поиск рациональных технологий выплавки стали в электропечах и кислородных конвертерах. Им подготовлено пять докторов и 56 кандидатов технических наук.

Видным представителем школы челябинских сталеплавильщиков был профессор Строганов Анатолий Ильич, работавший на кафедре с момента ее создания. Его научная деятельность посвящена проблемам раскисления и кристаллизации стали, производства ферросплавов, защиты металла от коррозии, газотермического нанесения покрытий. Им опубликовано 32 монографии и около 240 научных статей, получено 18 изобретений.

В 1990 году кафедру возглавил профессор, доктор технических наук Василий Ефимович Рощин. Под его руководством разработана теория гетерофазных химических реакций, изучены процессы формирования и роста зародышей новой фазы, изменения их состава в условиях кристаллизации. Им издано 13 учебно-методических пособий, в том числе типовая программа по специальному курсу «Электрометаллургия стали и ферросплавов» и одноименный учебник. По ним велась подготовка специалистов во всех металлургических вузах страны. Автор 54 изобретений и более 450 научных трудов.

Среди выпускников и учеников научной школы кафедры профессор, кандидат технических наук Мальков Николай Васильевич. Им проводилась научно-исследовательская работа в области физико-химических основ производства стали и разработки технологий, обеспечивающих повышение качества металла. Опубликовано 85 статей, сделано более 40 докладов на научных конференциях, получено 11 авторских свидетельств. При его консультациях подготовлены и успешно защищены пять диссертаций кандидатов технических наук. Н.В. Мальков активно руководил научно-исследовательскими работами студентов кафедры.

Сегодня на кафедре работает новое поколение учеников научной школы сталеплавильщиков – доцент, кандидат технических наук П.А. Гамов, доцент, кандидат технических наук С.П. Салихов, кандидат технических наук Ю.Е. Капелюшин. В 2017 году П.А. Гамов избран заведующим кафедрой. В настоящее время на кафедре проводятся теоретические и экспериментальные исследования очищения расплавов от примесей и твердофазных процессов восстановления металлов на основе мембранных процессов в кристаллической решетке оксидов. Ведутся работы по извлечению железа из шлаков медеплавильного производства ЗАО РМК.

Совместно с АО НПО ЦНИИТМ АШ проведена разработка композиции наноструктурированной стали с применением методов математического и термодинамического моделирования.

Разработка новых металлических материалов для приборо- и машиностроения и высокотехнологичных совмещенных процессов их получения методами специальной металлургии  выполнена при поддержке гранта ФЦП. Разработана и опробована технология прямой комплексной переработки кусковой сидеритовой руды при производстве стали. Обоснована роль силикатной фазы в процессах восстановления железа и хрома и их окисления с образованием карбидов при производстве углеродистого феррохрома.

За последние пять лет сотрудниками кафедры с соавторами опубликовано более 50 статей, в том числе 21 статья в журналах, индексируемых Scopus.