炒鋼技術的發明
炒鋼因鋼鐵在冶煉過程中要不斷地攪拌好像炒菜一樣而得名。我國的煉鐵炒鋼工藝大約發明於西漢。炒鋼的原料是生鐵，操作要點是把生鐵加熱到液態或半液態，利用鼓風或撒人精礦粉等方法，令矽、錳、碳氧化，把合碳量降低到鋼和熟鐵的成分範圍。炒鋼的產品多是低碳鋼和熟鐵，但是如果控製得好，也可以得到中碳鋼和高碳鋼。
炒鋼的優點是成分可適當控製，生產率比較高，質量也比較好。在現代，人們常把由礦石直接製鋼的工藝叫一步冶煉或直接冶煉，而把先由礦石冶煉成生鐵然後再由生鐵煉鋼的工藝叫兩步冶煉或間接冶煉。炒鋼的生產過程也分兩步：先煉生鐵，後煉鋼，因而在某種意義上說，炒鋼的出現便是兩步煉鋼的開始，是具有劃時代意義的重大事件，它進一步促進了我國古代鐵器的廣泛使用和社會生產力的發展。
煉鐵高爐
我國煉鐵的高爐是由煉銅的豎爐發展而來的。春秋時代，我國已經比較廣泛地用堅爐煉銅了。在湖北大冶地區發現的春秋時代三座煉銅豎爐，複原後其結構特點與煉鐵用的高爐十分相似。
根據目前考古發現，我國最早的高爐產生於漢代。漢代的冶鐵高爐遺址在河南、北京、江蘇以及新疆等地多次被發現，其中結構最先進的一座是河南鄭州古滎鎮~號高爐。經過複原，高爐爐體高4.5米，為橢圓形，這種爐體結構能克服風力吹不到中心的困難。高爐下部的爐牆向外傾斜，形成62度的爐腹角，從而使邊緣的爐料與煤氣能夠有相當充分的接觸。全爐可能有4個風口，用4個皮風囊鼓風。這座高爐的容積約44立方米，日產量約0.5噸到1噸。在約2000年前，我國高爐就已具有如此先進的結構，實在是一項傑出的成就，這在當時是世界上其他國家望塵莫及的。
水力鼓風技術在冶鐵中的利用
人類早期的鼓風器大都是皮囊，我國古代又叫橐。一座爐子用好幾個橐，放在一起，排成一排，就叫“排囊”或“排橐”。用水力推動這種排橐，就叫“水排”。水排是我國古代一種冶鐵用的水力鼓風裝置。
水排發明於東漢早期，它是南陽太守杜詩在總結勞動人民實踐經驗基礎上發明的。因為它“用力少，見功多”（《後漢書·杜詩傳》），所以大家樂於使用。三國時期的韓暨把它推廣到了魏國官營冶鐵作坊中，用水排代替過去的馬排、人排，四季不歇。水排不但節省了人力、畜力，而且鼓風能力比較強，因此促進了冶鐵業的發展。水排在我國沿用了很長一個時期，直到20世紀70年代，一些地方還在使用。水力鼓風具有十分重要的意義，它加大了風量，提高了風壓，增強了風力在爐裏的穿透能力。這一方麵可以提高冶煉強度，另一方麵可以擴大爐缸，加高爐身，增大有效容積，大大地增加了生產能力。足夠強大的鼓風能力，足夠高大的爐子，是煉出生鐵的必要條件。水排的發明，是我國古代科技史上的一大成就，比西方水排的出現早了1100多年，它是人類利用自然力的一次偉大勝利。
灌鋼技術的發明
“灌鋼”，又稱“團鋼”。它是由生鐵和熟鐵合在一起冶煉得到的一種含碳量較高、且質地均勻的優質鋼（合碳量在0.05%~2.0%的鐵稱為鋼）。這種具有獨創性的灌鋼冶煉方法，至少在南北朝時期就已經發明了。
在曆史上，灌鋼有過幾種不同的操作工藝。一種是把生鐵和柔鐵片捆在一起，用泥封住，入爐冶煉，稱為“團鋼”，或“灌鋼”。一種是把生鐵放在熟鐵（可鍛鐵）片的上麵，生鐵先化，滲淋到熟鐵中，如宋應星《天工開物》卷十四所說：“用熟鐵打成薄片如指頭闊，長寸半許，以鐵片束包尖緊，生鐵安置其上，又用破草覆蓋其上，泥塗其底下，洪爐鼓鞲（gou），火力到時，生鋼先化，滲淋熟鐵之中，兩情投合。取出加錘，再煉再錘，不一而足。俗名團鋼，亦曰灌鋼者是也。”一種是“蘇鋼”，它是灌鋼發展的高級階段，灌鋼的優點在這裏得到了最充分的表現。
灌鋼以生鐵和可鍛鐵作為原料，灌煉操作在生鐵熔點以上進行，因此生產率比較高，渣、鐵分離比較好，人們可以通過控製原料配比和鼓風等操作來控製產品成分，因此產品質量也比較好。在公元1740年坩堝液態煉鋼法發明以前，世界上製鋼工藝基本上屬於固態冶煉和半液態冶煉，渣、鐵分離比較難。像灌鋼這樣，成分比較容易控製，渣、鐵分離也比較好，在古代製鋼技術中是十分罕見的。