Podczas obróbki stali drobnoziarnistych, polegającej na walcowaniu z normalizowaniem, walcowanie odbywa się w temperaturze ok. 100°C niższej niż temperatura walcowania konwencjonalnego, zatem powstaje struktura o drobniejszym ziarnie. Po chłodzeniu w powietrzu uzyskuje się stal o strukturze i właściwościach mechanicznych (Re < 500 MPa), tak jak po konwencjonalnym normalizowaniu, a na powierzchni blachy nie ma zgorzeliny. W porównaniu z pozostałymi rodzajami obróbki normalizowanie i walcowanie normalizujące jest najmniej efektywne pod względem uzyskania wysokich właściwości mechanicznych. Aby uzyskać taką samą wytrzymałość jak przy innych rodzajach obróbki, równoważnik węgla musi być wyższy, ale to odbija się niekorzystnie na spawalności. Walcowanie termomechaniczne, które jest obróbką cieplno-plastyczną, prowadzone w określonym przedziale temperatury (niższej niż podczas walcowania normalizującego), powoduje duże rozdrobnienie ziarna i wysoką wytrzymałość nawet przy niskim CE. Jeżeli po walcowaniu stal jest wolno chłodzona (np. w powietrzu), to jej granica plastyczności Re < 500 MPa, a więc zbliżona do uzyskiwanej po konwencjonalnym normalizowaniu. Chłodzenie wodą może podnieść wartość granicy plastyczności do 700 MPa.
