Лишь летом 1839 года Степан Попов получил официально разрешение на строительство плавильного завода. Тем временем, не дожидаясь официальной бумаги, Степан Попов уже развернул работы по строительству завода. Об этом свидетельствует следующее письмо Попова:

Ваше Высокоблагородие, Милостивый Государь Александр Афанасьевич! Имею честь почтеннейше доложить Вашему Высокоблагородию.

К месту предположительного для устройства плавильного завода при урочище Ку, я и строитель, мною нанятый, прибыли в начале текущего месяца. По предварительным моим распоряжениям вольнонаемными людьми заготовлено на 1-е июня бутового камня и плит 300 сажен, а на отделку заводских строений и разных помещений добыты леса и часть оных производится; построено для служащих два дома, а для рабочих – казарма, и производятся прочие работы.

Строитель в течение 7 месяцев преимущественно займется опытами  с каменным углем и влиянием оного на руды свинцовые и медные.

Разрешение на выстройку завода получено мною в такое время, что нельзя было нанять потребных мастеровых о снабжении коих я лично имел честь утруждать просьбою Ваше Высокоблагородие  и Алтайское горное правление. Мастеровые мне потребные преимущественно умеющие устраивать машинные и зубчатые колеса, коих 2 человека; каменщиков -  2 человека; 1-го кузнеца; свинцеплавильного: подмастерья – 1-ro; чугуноплавильщика - I-го для переливки потребных к заводу изделий.

Всепокорнейше прошу оказать Ваше покровительство  в снабжении людей, и тем дать на успешную постройку завода законное спомоществование.

С глубочайшим высокопочитанием и преданностью имею быть.

Ваш покорный слуга Степан Попов. 11 июля 1839 год, урочище Ку.

В ответ на очередную просьбу Степана Попова Алтайское горное правление сообщило, что полагает командировать  г. Попову машинного мастера, знающего дело наливных колес и машин,  который может при помощи столяров и плотников, присланных заводчиками, установить машины и под присмотром  его модели может делать всякий столяр. Кроме  того, Алтайское горное правление по  вопросу  строительства плавильных  печей констатировало, что размер и устройство в основании требует «высших познаний мастера», и посему г.Попову нужен опытный  в устройствах печей плавильный подмастер с которым есть  возможность командировать  и четырех плавильщиков, также знающих отливку чугунных вещей.

По распоряжению Алтайского горного правления Степану Попову был направлен из Сузунского завода опытный плавильщик Сергей Кузнецов, знающий также мастерство отливки чугунных изделий, от Локтевского завода были посланы Иван Бородин и Василий Чернильщиков.

От Змеиногорской горной конторы на строящийся завод Степана Попова  были направлены плотник Егор Середкин, каменщик Иван Суботин, кузнец Петр Казанцев. Управляющим строящегося завода был  назначен  мещанин Решетников. Кроме  того от Локтевской горной конторы на завод Попова был направлен плавильный писарь, или в  соответствии       с принятой в то   время системы    званий  гиттеншрейбер Степан Аллачев, а также подмастеровые плавильного дела Степан Белкин и механического  дела  Макар Стуков. Для     управления горными  работами на приисках и рудниках  Попова был командирован штейгер Атамановский. Опытом,  трудом и стараниями вышеназванных людей был построен Кувский серебро-свинцово-медный завод Степана Попова – первенца цветной металлургии Центрального Казахстана.

В начале июня 1839 года Степан Попов приезжает  в урочище Куу, на место строительства завода. Здесь уже поднимались стены двух рубленных из леса домов  для служащих, шло строительство казармы для рабочих, наемные жатаки готовили бутовый камень для завода, каркаралинские казаки рубили лес. Для  отработки технологии выплавки  металлов с использованием каменного угля  Степан Попов привез мастеров. Со строительством  плавильных печей было много неясностей. Плавильной печи не построить без огнеупорных материалов: глины и кирпича. Стали поблизости,  в окрестностях Куу,  искать выхода глин, испытывать их на плавкость. Неплохо показала себя кызылтауская красная глина, найденная недалеко от Куу, а также камни из Кечугаевского рудника в Каркаралинском округе. При измельчении в порошок камни могут служить огнеупорным материалом в виде добавок. Из кувской красной глины стали делать кирпичи для шахтной печи. Так, шаг за шагом  решали нелегкую проблему огнеупорных материалов. При строительстве шахтной печи набойку делали из одной части кызылтауской красной глины и трех частей кечугаевского огнеупорного камня, измельченного в порошок. Такая набойка, как показали последующие эксперименты, выдерживала температуру печи до тридцати суток. Немало пришлось поломать голову и над конструкцией печи, её размерами. Словом, проблем, которые пришлось решать Степану Попову и его помощникам при строительстве завода в урочище Куу, было немало. Но главной из них была проблема угля. В поисках качественного угля поисковые люди Степана Попова один за другим  находили новые выходы каменного угля на поверхность земли. На правом берегу речки Тюндык неподалеку от строящегося  завода заложили шурфы на открытых несколько ранее выходах угля. В нескольких километрах от завода в местечке -Кызылтас такие нашли выходы углей.  Летом 1840 года нашли уголь в урочище Майкубен в Баянаульском округе недалеко от ранее найденных месторождений. Теперь нужно было проверить найденные угли на пригодность к выплавке руды.

Лишь осенью 1844 года провели первую опытную плавку на выстроенных печах. Для этого Степан Попов через Алтайское горное правление запросил опытного горного инженера. Десять дней  инженер Соколовский провел у раскаленных печей,  испытывая различные угли и руды. Опытные печи шахтного и воздушного типов были небольшими и вмещали  всего несколько пудов руды.

Из лучших кусков угля Соколовский приготовил подобие кокса и испытал его в шахтной печи. Результаты опытных плавок были весьма скромные. Было выплавлено всего 2 пуда свинца с содержанием от 5 до I4 золотников серебра. О первых опытных плавках на Кувском заводе горный инженер Соколовский сообщил в своей статье "Мине­ральные прииски Попова в киргизской степи", опубликованной в газете "Мануфактурные и горнозаводские известия" I0 января I84I года. "Дурное качество угля заставляет стараться сколь можно более обрабатывать руду в воздушных печах, где -руда не смешивается с углем и только в крайней необходимости прибегать к шахтным печам, в которых избыток золы из угля вредит плавке. К сожалению, только  одни богатые свинцовые руды, и притом, не кварцевые, могут с выгодой обрабатываться в воздушных печах, а это заставляет обогащать руды сколь возможно более".

Опытные плавки, проведенные Соколовским, позволили определиться с рациональным типом плавильной печи, выработать рекомендации по совершенствованию технологии обогащения и выплавки руды. Соколовский осмотрел прииски и угольные копи.  "Мы решились с Поповы обратить все внимание и деятельность на разведку угольных приисков, потому что от них зависит вся будущность здешнего горного промысла. Эта разведка  будет в течение будущего лета, а между тем добытые руды по мере возможности обогащены на рудниках и в заводе разбором с обмывкою, осадкою и промывкою. Устройство же самого завода будет приоста­новлено до результатов угольных разведок". Осмотр угольных колей показал, что пласты вскрыты и добываются всего на глубине до трех саженей ( 2,1м). «А между тем очень вероятно, что ниже находятся другие пласты угля и, как обыкновенно, лучшего качества. Проникновение вглубь таких пластов дало бы возможность восполь­зоваться минеральными богатствами здешнего края, которые, повторяю еще раз, без всякого сомнения, весьма значительны, и это оживило бы здешний край, который, мне кажется, самой природой создан  для горного промысла», - заключает горный инженер Соколовский. Крепким орешком оказалось для Степана Попова строительство завода с плавлением руды на каменном угле. В то время даже опытные мастера на металлургических заводах Урала и Алтая выплавляли железо, медь, свинец, серебро на древесном угле. Каждый завод владел огромными лесными наделами. Лес рубили, из него выжигали древесный уголь, Тысячи гектаров леса  ежегодно уничтожались на эти цели. Способ выплавки металла на древесном угле наносил колоссальный ущерб природе. Вокруг металлургических заводов на многие километры образовывались пустые плеши земли, где лес был полностью  вырублен. У каждого времени, каждого века всегда были свои проблемы. В середине девятнадцатого века пожалуй не было более актуальной проблемы, как выплавка металлов на каменном угле, месторождения которого все более открывались в различных регионах обширной России и на его окраинах. И  перейти на новую технологию выплавки руды с использованием каменного угля, несомненно, в то время было очень трудно. Степан Попов не раз  после очередных неудачных плавок проклинал себя за то, что связался со столь рискованным делом. Но видно ему было предназначено судьбой, в числе самых первых в России, в степной глуши, вдали от городов и дорог выплавлять металлы с использованием каменного угля. Он должен выполнять все предписания и  указания Алтайского горного правления.

-«Ничего, Степан Иванович, Вы в России будете первыми плавить, как в Англии, металлы на каменном угле». - утешал Попова горный инженер Соколовский.

Мне нужны серебро, свинец и медь, а не бахвальство. Техническим прогрессом пусть занимаются берггешворены Алтайского горного правления,- раздражено отвечал Степан Попов - их там много.

О встреченных трудностях при плавке руды на каменном угле читателю  лучше всего судить по отрывку из письме Степана Попова в Алтайское горное правление, написанное 26 июня I84I года. ".., потом встретил новые затруднения в моих соображениях по чрезвычайней отдаленности от рудников лесов, усиленных стремле­нием к предпринятой цели открыл в Баянаульском и Уч--Булакском округах каменноугольные копи в обильном количестве, что составляет не только в Сибири, но и в целой России важное и редкое произведение, тем более, что найденный мною каменный уголь при первом испытании оказался  удобовозгорающим, и хотя все эти счастливые открытия подают несомненную благонадёжность и все­возможность -достигнуть удобной и скорой плавки серебра, свинца и меди, продолжаю все еще испытания угля, который по всем опытам время от времени более обнадеживает в удобной плавке руд и потому не оставлю усилий разведки, несмотря на то, что при употреблении угля мною до сего на поиски и добычу руд и угля и произведение постройки на заводе домов, казарм, магазинов, плотничной и пробирной и прочих принадлежностей до пятисот тысяч рублей ассигнациями, дальнейшая разведка потребует и еще сугубых издержек, для чего основываясь на опытах, обретенных мною, све­дениях убеждающих, что более способный к плавке руд каменный уголь находится на значительном углублении, я располагаю в настоящем усилить старания на разведку нижних пластов угля, залегающих ниже 8 аршин (около 5 метров .. В.Н.) в глубь разведан­ных уже мною. А как те руды, в которых меди содержится менее, способны к плавке каменным углем, то посему из всех добытых  коих руд я предлагаю часть отсортировать и приспособить к плавке древесным углем. На что я употреблю всеусильное старание…Но как бы то ни было, работы хоть и с немалыми трудностями подвигались вперед. Строители, плотники, кузнецы продолжали строить завод, дома, склады, на приисках добывали, сортировали, обогащали руду, на копях добывали каменный уголь, руду и уголь на телегах перевозили на завод.