1898年，也就是一百二十多年前的清光緒二十四年，在太原城小北門外柏樹園千佛寺的一片廟地上，時任山西巡撫胡聘之創辦了以製造軍火為主的山西機器局（原址在今北方機械公司內）。當時大小北門外一帶人口稀少，城外除十幾個村莊和少數耕地外，到處荒野墓冢、蒿草叢生。山西機器局的開辦，應該是坐上了洋務運動的末班車，對於山西這個貧瘠閉塞的內陸省份來說，無疑是近代機械工業的開端。
胡聘之是湖北天門人，在洋務運動鼎盛時遊歷江南諸省，受新興近代工業啟迪，具有洋務派的新思想。他在1894年就開始籌辦山西機器局，後由於爆發甲午戰事，資金未能落實而擱淺。1897年，已是巡撫的胡聘之再次上奏朝廷，清政府於次年批准了奏摺。
候補道徐桂芬被任命為總辦，機器局內修建了機器、翻砂、熟鐵、木樣、銅帽、鍋爐等廠房22間。通過英國福公司天津洋行購回車床5部、鑽床2部、刨床1部、35馬力臥式蒸汽機1部，於次年投產。山西機器局以修理槍械為主，並試製火槍火炮，最早生產俗稱「二人抬」的火槍，後配製18毫米的「獨子快搶」，還在槍託上刻上「晉局庚子年造」字樣。又從英國進口了炮身，想配製炮架和炮輪生產57毫米火炮，終因技不如人而終止。
1911年10月10日，湖北革命黨人在武昌舉義，辛亥革命爆發。10月29日，山西新軍中的革命黨也起義成功，成立了軍政府，閻錫山成為山西都督。為了鞏固在山西的統治，閻錫山鼓吹「武力為公道之後盾」，從一開始就對軍火工業給予高度重視，並進行直接控制。閻錫山掌管山西機器局後，下令廢止機器局總辦一職，委派留英歸來的李蒙淑當局長。1914年改稱山西陸軍修械所，由督軍軍械局管理，並籌款進行擴建。1918年還在修械所成立銅元局，製造山西銅元，前後獲利200萬元，並全部用在了擴充軍火生產上。
1920年為應對北洋政府的各省裁軍令，閻錫山將山西陸軍修械所改為山西軍人工藝實習廠，暗中繼續製造軍火。在一次兵工委員會會議上，閻錫山說「槍彈、炮彈打一發即少一發」，「要先研究製造槍彈、炮彈」。精於計算的閻錫山知道槍彈炮彈靠進口，運輸距離遠且價格高，補充彈藥太費錢，也難做到及時供給。因此搞軍火工業應優先考慮彈藥的生產。
軍人工藝實習廠一開始從上海買過一套日產槍彈10000發的機器，到1923年時開始研製生產炮彈。在1926至1927年間，已相繼生產出三酸、無煙火藥、雙用引信、黑火藥、壓藥等，並擴大了熔煉能力，能大量生產槍彈、炮彈、炸彈、拉雷、手擲彈等。同時步槍、機關槍、山炮、野炮、重炮和迫擊炮的生產也漸成氣候。隨著兵工廠規模的擴大，其軍火工業基本自成體系，已與漢陽兵工廠、瀋陽兵工廠呈鼎足之勢，工人最多時達15000人。這時，閻錫山將軍人工藝實習廠正式更名為「太原兵工廠」。隨著兵工廠的興盛，居民也從城裡向廠區周邊延伸，並形成兵工路等街道。
在軍人工藝實習廠期間，工廠的一項發明曾轟動一時，這就是「愷字炸藥」，是以工廠的一位技正張愷的「愷」字命名的。張愷畢業於日本九州帝國大學的化學科，學理造詣頗深，富於專研精神，被閻錫山指定來研製生產硝銨炸藥。張愷接受任務後，精心研究，反覆試驗，很快生產出質量不錯的硝銨炸藥。當閻錫山讓張愷包產並詢問生產成本時，張愷的報價是每磅尚不足3角錢，這讓閻錫山喜出望外。閻錫山當即批准由張愷按3角錢一磅進行包產，並將這款硝銨炸藥命名為「愷字炸藥」。這樣註冊也是為了防止漢陽、瀋陽等兵工廠進行仿製，以保證自己對這項技術的壟斷權。
其實，張愷並不是軍人工藝實習廠研製出這種硝銨炸藥的第一人。在張愷發明這種硝銨炸藥之前，已經有人掌握了這項技術，並研製成功，他就是軍人工藝實習廠的第二科科長洪中。洪中也不是等閒之輩，他曾是漢陽兵工廠鋼藥廠德國工程師的翻譯，在工作中因對很多專業術語不懂，於是開始自學化學，居然成了化學專家。1922年，軍人工藝實習廠生產的槍彈屢屢發生事故，不是膛內炸就是出口炸，問題一直解決不了。閻錫山在兵工委員會會議上聽到這個消息後，著即派員去漢陽兵工廠求教。閻錫山赴日留學期間，研究過明治維新的各項政策，深知招攬人才的重要。派去漢陽的人明裡求教，暗中則遵照閻錫山的囑咐，以甘言重幣為誘餌挖掘人才。洪中就是這樣從漢陽兵工廠被挖到了太原的軍人工藝實習廠，並被先後委任為工廠的子彈科科長、第二科科長等職，專門負責火藥的研製生產。
洪中到任後首先用他掌握的製造炸藥的新工藝生產出了鋁粉炸藥，由於比此前使用的皮克林炸藥質量要好，造價也較低，因此受到閻錫山的稱讚。但這種新火藥取代皮克林投產後，也出現質量不太穩定，效力不太應驗的情況。1924年，閻錫山派廠長李蒙淑偕同洪中去德國考察火藥製造新技術。李、洪回國後，提出鋁粉炸藥和皮克林炸藥都已落伍，質量好且造價低的火藥是硝銨炸藥。閻錫山當即拍板讓洪中研究試製硝銨炸藥。時間不長，洪中即研製出了硝銨炸藥，試驗效果挺好。用這種炸藥生產的手擲彈「又幹又脆，一炸粉碎」。閻錫山聞訊極為高興，在兵工委員會會議上對洪中大加表揚。
在閻錫山的臥榻旁掛有一幅對聯：「待人以君子，防人以小人。」這是閻錫山的座右銘。他為了控制用料和造價，防止工廠以少報多，從中舞弊貪汙，提出讓洪中估價包產。洪中以為製造此藥的工藝無人通曉，由此可以獨享其利，遂提出「經過仔細核算，每磅工料須8角錢才能承包」。閻錫山聽到這個報價，琢磨了一下，這樣比皮克林的造價降低了一半左右，比鋁粉炸藥的造價也降低不少，頓時眉開眼笑，頻頻點頭。然而他轉念一想，又懷疑洪中會不會從中漁利呢，於是沒有即刻拍板讓洪中包產。
會後閻錫山背著洪中讓出任技正不久的張愷試行仿製，在其研製成功報價又大大低於洪中報價後，就把硝銨炸藥的發明桂冠給了張愷。洪中沒料到閻錫山的算盤打得如此精明，眼見趾高氣昂的張愷奪去了本該屬於自己的專利，心裡很不平衡，加之倍感自己受到冷遇，不久即憤憤離開太原，轉而投向對他頻頻招手的瀋陽兵工廠，後出任了火藥廠廠長。其所遺第二科長一職也由張愷接任。有知情者稱人們只知道「愷字炸藥」系張愷發明，少有人知道洪中已先他發明了此炸藥。
張愷包產了「愷字炸藥」，又升任了第二科科長，工作更為賣力。經他提議，閻錫山將軍人工藝實習廠的硝酸廠、無煙藥廠和黑藥、壓藥等廠合併為一個火藥廠，劃歸督軍署直接領導，並讓張愷充任了廠長。火藥廠設有無煙藥廠、硝酸廠、火工廠、炸藥廠、黑藥廠、壓藥廠等七個分廠，產品有無煙藥、硫酸、硝酸、酒精、依脫、苦味酸、炸藥、硝銨炸藥、黑色火藥、雷汞和各種火工品零件等。張愷改進工藝，挖掘潛力，提高了生產效率，並相繼研製成功一種「速燃無煙藥」投入生產。之後，隨著槍彈生產數量的增加，火藥廠的生產能力已滿足不了槍彈生產的需要，張愷隨即向閻錫山提出再建一座火藥廠的建議。
張愷匯報說，火藥廠制酸採用的「鉛室法」在世界上已經落伍，不如「接觸法」先進。但採用「接觸法」必須更新設備，與其這樣不如再建一座新的火藥廠，使老設備仍能發揮效用。閻錫山對張愷的建議極為贊成，隨即讓其著手籌辦。為了設計的先進性，畢業於日本東京工業大學的工程師曹煥文專程赴日本考察，先後參觀了日本陸軍火藥廠、海軍火藥廠及民間火藥廠，回國後又參觀了瀋陽兵工廠。最後決定引進日本技術，訂購德國設備。新火藥廠隨即開始招商設計，訂購成套機器設備。張愷通過關係找了一家德國雅利商行訂購設備，主要設備107部，全部機器設備購價達140萬美元。建設工程由德國工程師承擔，天津龍虎公司包建。這套宏大的設計方案，報經閻錫山批准後，由張愷全權負責。
新的火藥廠規劃在原火藥廠的北邊，廠商承售機器設備並負責安裝。按照設計標準，新火藥廠可日產無煙火藥2噸，接觸法發煙硫酸10噸，硝酸3噸，酒精3噸等。對於這樣一座規模一流技術先進的新型火藥廠，閻錫山充滿了期待。每次兵工委員會開會時，他都要張愷向他匯報工程進展情況，並督促張愷加快建廠速度。然而就在工程進行時，爆發了中原大戰，隨著閻錫山下野，工程也隨之停了下來。
這座新火藥廠除建起一些廠房、辦公房和一座露天高架外，大部分的機器設備並未按照合同交貨。在張愷一再催促時，這家德國廠商居然消失了。由於張愷籤訂合同時未取得德國廠商的可靠保證，預付的一筆巨款也無法追回。看看無法向閻錫山交代，張愷隨即溜之大吉，不知去向。閻錫山得知情況，又找不到張愷，雖曾憤憤不平，由於形勢所迫逃往大連，此事也就不了了之了。
九一八事變後，面對內憂外患，在抵禦外侮的旗幟下，蔣介石捐棄前嫌，任命閻錫山為太原綏靖公署主任，重掌山西大權。為發展經濟維護統治，也為消除蔣介石的猜疑，閻錫山提出「造產救國」「建設西北」等口號，並主持編制了《山西省政十年建設計劃案》，其一個重要步驟就是創辦西北實業公司。復出的閻錫山表示不再製造軍火，並把太原修械所的原太原兵工厂部分改為壬申製造廠，將山西火藥厂部分改為壬申化學廠……為實現十年建設計劃，1932年在西北實業公司籌備處專門指定了召集人，聘請全國各地的晉籍專家學者前來效力，在所列招聘名單中張愷赫然在目。