William Kelly ontwikkelde het pneumatische proces van staalproductie dat de industriële revolutie in de Verenigde Staten voedde. Hoewel Sir Henry Bessemer algemeen wordt beschouwd als de uitvinder van deze techniek – het blazen van lucht in gesmolten ruwijzererts om de koolstofonzuiverheden te verbranden – kwam Kelly enkele jaren voor Bessemer met deze methode op de proppen. Na de introductie van het Bessemer-procédé vanuit Groot-Brittannië in de Verenigde Staten volgde een langdurige juridische strijd, omdat beide uitvinders een patent hadden op hetzelfde essentiële procédé. Uiteindelijk bundelden de twee rivaliserende partijen hun krachten en daarna schoot de staalproductie in de Verenigde Staten als paddestoelen uit de grond, aangewakkerd door de westwaartse expansie van de spoorwegen en de bouw van wolkenkrabbers, naast vele andere staaltoepassingen.

Kelly werd op 21 augustus 1811 geboren in Pittsburgh, Pennsylvania, als zoon van een rijke landeigenaar. Hij trouwde met de dochter van een welvarende tabakshandelaar. Hij richtte een compagnonschap op in een drogisterij- en scheepvaartmaatschappij, McShane & Kelly, en in het begin van de jaren 1840 raakte hij tijdens een inkoopreis geïnteresseerd in de oprichting van een ijzerfabriek in Eddyville, Kentucky. Hij nam zijn broer als partner in dienst om 14.000 acres bosgrond met ijzerertsafzettingen en een Cobb-oven te kopen en stichtte zo de Eddyville Iron Works.

Kelly’s bedrijf (ook bekend als de Swea-nee Ironworks en Union Forge) produceerde suikerkookketels van smeedijzer, dat via een eenvoudig houtskoolproces van ruw ruwijzer werd gemaakt. Toen dit proces zijn land uitputte van zowel hout, dat als brandstof voor het smelten werd gebruikt, als koolstofvrij ijzer, begon Kelly manieren te onderzoeken om het brandstofverbruik te verminderen en het koolstofvrije ijzererts van mindere kwaliteit dat op zijn land overbleef, te gebruiken. Toen hij zijn arbeiders observeerde bij het smeden van het erts, merkte hij dat wanneer zij het ruwijzer opwarmden, luchtstromingen een witgloeiende gloed veroorzaakten die overtollige koolstof wegbrandde, wat bijdroeg aan het ontstaan van smeedijzer van hogere kwaliteit.

Al in 1847 bedacht Kelly een idee dat het smeedproces ten goede zou komen: door lucht in het gesmolten ruwijzer te blazen zouden niet alleen de koolstofonzuiverheden worden weggebrand en worden omgezet in oxiden die als slakken kunnen worden afgevoerd, maar ook zou de brandende koolstof als brandstof dienen om intern warmte te genereren, zodat er geen hout meer nodig was om de smelterij te verwarmen en er dus op het brandstofverbruik kon worden bespaard. Toen zijn schoonvader dit plan hoorde, twijfelde hij aan Kelly’s gezonde verstand en liet hem onderzoeken door een arts, die, naar later bleek, de logica van Kelly’s plan begreep en een van zijn sterkste voorstanders werd.

Van 1851 tot 1856 werkte Kelly in het geheim aan de ontwikkeling van een convertor. In 1855 vroeg de Britse industrieel Henry Bessemer echter octrooi aan in de Verenigde Staten voor zijn Bessemer-proces om ruwijzer om te zetten in staal door lucht in het smeltproces te brengen. Toen Kelly in 1856 de octrooiaanvraag van Bessemer ontdekte, verzamelde hij de nodige documentatie om een tegeneis in te dienen, waarbij hij voorrang claimde omdat zijn ontwerp al van 1847 dateerde. Midden in de paniek van 1857 diende Kelly de claim in, terwijl hij ook zijn faillissement aanvroeg. Om aan geld te komen, verkocht hij het patent aan zijn vader.

In 1859 experimenteerde Kelly opnieuw met zijn Kelly-procédé bij Cambria Iron Works in Johnstown, Pennsylvania. In 1862 richtte hij een staalfabriek op in Wyandotte, Michigan, waar binnen twee jaar de eerste commerciële hoeveelheid staal volgens het Kelly-procédé werd geproduceerd. In 1863 richtte hij de Kelly Pneumatic Process Company op, en het jaar daarop richtte een groep in Troy, New York, een fabriek op volgens het Bessemer-procédé. Gedurende deze hele periode vochten Kelly en Bessemer in de rechtbanken om het patent van het luchtfusieproces voor het maken van staal uit ijzer.

De strijd tussen het Bessemer- en het Kelly-procédé werd uiteindelijk beslist door de economie, die de concurrentie niet kon bolwerken, waardoor de twee bedrijven zich in 1866 gedwongen zagen hun middelen te bundelen. Daarna nam de staalproductie in de VS een hoge vlucht, waardoor de Amerikaanse industriële revolutie werd aangewakkerd. Staal gemaakt door het pneumatische proces werd gebruikt in de rails die de treinsporen door de hele Verenigde Staten legden, in de schepen die de transatlantische handel deden toenemen, en in de wolkenkrabbers die de ontluikende zakenwereld huisvestte.

In het culturele geheugen heeft Bessemer het gewonnen van Kelly, aangezien het proces uiteindelijk de naam van eerstgenoemde in de geschiedenisboeken heeft gedragen en Kelly naar de relatieve vergetelheid is verbannen. De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat Kelly, hoewel hij eerder dan Bessemer op het idee kwam, er niet in slaagde het proces te perfectioneren, zoals Bessemer, die de stappen toevoegde van het afsnijden van de luchtstroom op het juiste moment om een zeker koolstofgehalte te behouden, en van het desoxideren van het staal alvorens het te gieten.

Pas in 1871, toen Kelly erin slaagde zijn octrooi te laten verlengen, kreeg hij eindelijk een financiële vergoeding die in verhouding stond tot het belang van zijn uitvinding. Hij bracht het einde van zijn leven door in Louisville, Kentucky, waar hij een bijlenmakerij oprichtte. Kelly overleed op 11 februari 1888 in Louisville.