炒鋼技術的發明與百煉鋼工藝的日益成熟，是秦漢（公元前221年—公元220年）時期鋼鐵技術得到重大發展的標誌。到西漢中、晚期出現了利用生鐵“炒”熟鐵或不同含碳量的炒鋼新技術，即將生鐵加熱成半液體、半固體狀態，再進行攪伴，利用空氣或鐵礦中的氧，進行脫碳，以獲得熟鐵或鋼的新技術。這項新技術的發明，在煉鋼史上是一項重大的技術突破，它使冶鐵業能向社會提供大量價廉質優的熟鐵或鋼材，滿足了戰事的需要。在一定條件下，有控製地把生鐵“炒”到所需要的含碳量，然後加熱鍛打成質量較好的鋼件，大大促進了百煉鋼的發展，並製造出高質量的鋼鐵兵器。1974年在山東蒼山縣出土了漢安帝永初六年（公元112年）“三十煉”環首鋼刀，1978年在徐州一座小型漢代磚室墓中發現了一把漢章帝建初二年（公元77年）的“五十”鋼劍，都是以炒鋼為原料，經多次反複加熱折疊鍛打而成的，這說明東漢前期炒鋼以及以此為原料的百煉鋼工藝已經相當普遍地被使用了。歐洲用炒鋼法冶煉熟鐵的技術在18世紀中葉才開始出現，比中國要晚約1900多年。
在漢代炒鋼和百煉鋼的基礎上，南北朝（公元420年—589年）時期出現了用生鐵和熟鐵合煉成鋼（即“灌鋼”）的成熟工藝。這是製鋼技術新的突破。東漢王粲《刀銘》中記載：“灌辟以數”，晉張協《七命》中記載：“乃煉乃爍，萬辟千灌”，表明灌鋼工藝在漢末、晉代已經出現。北齊（公元550年—577年）用灌鋼法造宿鐵刀，“其法，燒生鐵精以重柔鋌，數宿則成鋼。以柔鐵為刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斬甲過三十紮”。其中，“生”指的是生鐵，“柔”指的是熟鐵。冶煉的方法是：先把含碳高的生鐵溶化，澆灌到熟鐵上，使碳滲入熟鐵，增加熟鐵的含碳量，然後分別用牲尿和牲脂淬火成鋼。牲畜的尿中含有鹽分，用它作淬火冷卻介質，冷卻速度比水快，淬火後的鋼比用水淬火的鋼硬；用牲畜的脂肪冷卻淬火，冷卻速度比水慢，淬火後的鋼比用水淬火的鋼韌。用灌鋼法冶煉的刀、劍等兵器各部位的硬韌度不同，更適用於作戰。灌鋼法在坩堝煉鋼法發明之前，是一種先進的煉鋼技術，對後世有重大影響。冶鑄中的鼓風技術，在這時期也有了重大進步。三國（公元220年—280年）時魏國的韓暨在官營冶鐵工場中推廣的水排鼓風，此時已經普遍采用。到了宋元（公元960年—1368年）時期，木風扇（後來發展為木風箱）的發明和化鐵爐的改進，使鋼鐵冷兵器的冶製技術更為成熟。