1909年，京张铁路通车，随之就开始展修张家口至绥远段铁路。陕甘总督长庚上书清廷，奏请修筑西北铁路，将张绥铁路延伸到包头镇，并修筑兰州至包头之间的铁路，南线由兰州至灵州，北线由灵州至包头，接京张铁路。但由于辛亥革命爆发，修建包宁铁路的计划也因此而终止。

    1916年冬，北洋政府交通部派了高级工程师林竞到绥远、宁夏、甘肃、新疆四省踏勘线路，并以京绥路为设计南北中三路进入新疆地区的路线。1918年，北洋政府派遣铁路专家邵善闾踏勘绥宁甘新四省铁路，总长2600公里，并绘有踏勘图。

    1920年，北洋政府与德奥政府签订了一揽子借款协议，在首批5亿马克的贷款到手后，财政一直不算太富裕的段祺瑞终于日子好过了许多。根据协议，这笔货款最少百分之七十要用于发展交通、工矿、电力等基础建设，绥远-包头、绥远-库伦、包头-兰州和续修陇海铁路作为第一批铁路建设工程首先开工。

    1927年。在铁路修筑的过程中，中德奥联合考察团同时开始在铁路沿线进行地质科学考察。西北科学考察团由北京出发沿平绥铁路前往当时的绥远省，第二天考察团一行抵达此次考察的出发地包头。并在这里设立了总部。

    1927年7月2日，北线考察团到达白云鄂博山脚下。在夕阳的映照下。白云鄂博那独有的青黑色的山峰引起了刚从北京大学地质系毕业的丁道衡的注意，那山峰仿佛有某种神秘的力量在召唤着他。

    第二天一早，丁道衡就离开驻地独自一人向白云鄂博进发。在山脚下一条被洪水冲刷成的小河沟里，他见到了大量的矿砂。经过仔细辨认，其中有不少是含量丰富的铁矿石。后来他描述这段经历时写道“至山脚则矿石累迭出，愈上矿质愈纯。”登上山顶后，他看到了大面积的铁矿露头，白云鄂博的主矿区遂告发现。随即丁道衡将这一重大发现写信通知总部。当时就有人预言“此地要成为中国一个很大的富矿源。”在接下来的几天里。丁道衡对白云鄂博的主矿区作了一些初步调查，最终认定这是一个大型的铁矿床。他随后写出了《绥远白云鄂博铁矿报告》，估算白云鄂博铁矿的储量约为三千万吨左右。他还提议说：“苟能于包头附近建设钢铁企业，则对于西北交通应有深切关系，其重要不仅在经济方面而已。”

    丁道衡的报告立刻引起了当时身在绥远，出任“西北边防督办”的徐树铮的注意，在他的要求下，北洋政府地质研究所所长丁文江亲自带队，组织了一支专门的地质队对白云鄂博的矿产再次进行了仔细的考察，终于确认这一带的铁矿储量大约在1亿吨左右。另外还伴生其它的矿产资源“是中国目前为止发现的最大的铁矿。”

    这一发现立刻引起了北洋政府高层政商集团的高度重视，以段祺瑞为首的北洋财团集资1200余万元，经过谈判。又向奥地利方面借款1500万元，一座年产量25万吨的大型钢铁联合企业——西北钢铁公司宣告成立，并于1929年开始开工兴建。

    奥匈卡尔森钢铁集团承担了西北钢铁公司的设计和提供技术支持和大部分的设备制造，与炼铁、炼钢工艺相配套的洗煤、焦化、厂区运输、电修、电讯、耐火材料等工程也相继开工，与此同时，白云鄂博铁矿的建设也开始进行。