1.古代煉鐵
古代煉鐵演進曆程
（1）熟鐵的冶煉
在公元前1000年，在地中海東岸地區，那裏的人們把鐵礦和木炭放在一起，加熱到800℃～900℃，還原出了人類自己煉製的第一塊鐵。這就是鐵的“塊煉法”。
（2）高爐的發明
煉鐵必須有高爐來提供較高的溫度。鐵的熔點約為1500℃，如果沒有高爐的發明，也便沒有鐵器的出現。
大約在公元前800年的周朝時期，中國的煉銅技術不斷發展。周朝時期煉銅，總在煉銅材料裏加入赤鐵礦。在煉銅的初級階段，煉銅爐裏的溫度不高，隻還原出了大量的銅，能還原出的鐵則很少。隨著煉銅技術的提高，煉銅爐裏的溫度也不斷升高，被還原出的鐵也越來越多。銅的熔點是1083℃，當鐵也一起熔進銅時，銅的熔點就不斷升高，這讓人們又不斷提高溫度。要得到比較純的銅金屬，就要把爐溫保持到1200℃以上。這就是高爐會首先在中國出現的原因。這便是古代煉鐵的裝備。
（3）風箱的發明
要煉出鐵來，需要很高的溫度，鐵的熔點為1500℃，那麼當時人們是如何得到這麼高的溫度的呢？其實，在公元前1066到公元前771年之間，中國西周的人們發明了風箱，用風箱鼓風能讓煉銅爐裏的溫度升高，這樣的煉爐叫做鼓風爐。開始，鼓風工具很簡單，它能提高的溫度很少。隨著時間的積累，工藝的改進，發明了鼓風箱，鼓入空氣，使燃料充分燃燒，從而釋放大量的熱，從那時起，人們才大量的生產出銅和鐵出來。
（4）生鐵的冶煉
在公元前600年左右，中國的土地上，到處可見人們用“塊煉法”煉鐵的火熱場麵。在這火熱的場麵中，依稀可見另一種煉鐵的方式，那就是生鐵的冶煉技術。拭去歲月的塵埃，我們可尋見我們的祖先有悠久的煉銅曆史，這讓他們有機會做到用更高的溫度，和更強的鼓風條件來還原出鐵來。邁出了這一步，就邁出了冶鐵曆史上的最重要的一步。
（5）鑄鐵柔化術
公元前770年，長達五個半世紀的春秋戰國拉開了序幕，鑄鐵的柔化技術也在這時誕生了。
發展背景：中國曆史上長達5個半世紀的春秋戰國時期（公元前770年～公元前221年），仿佛是一鍋沸騰的開水，變革像開水一樣激烈地進行著，生產力也就像鍋裏的水一樣，溫度升高，最後沸騰。這是一個百家爭鳴、百工爭妍的時代，這是中國曆史上第一次科學技術高度發展的時代。如果這個時代的人要拿出最先進的東西來，那麼，他們會拿出鐵製造的東西，鐵器，是這一時期生產力發展的重要標誌，人們使用鐵器，工作效率也提高了不少。煉鐵的方式—高爐煉鐵得到快速發展。驚濤拍岸，卷起的是中國科學技術發展的第一個高潮，奠定了是中國傳統科學技術發展的基礎。濤聲陣陣，它與同期的古希臘分別在世界的東西兩頭湧起，交相輝映。
鑄鐵柔化術便是人們這時候發明的，人們利用這種方法，製造出剛性柔和的鑄鐵。而現代人們要想造出那樣韌性較好的鑄鐵，則要用工業革命後發明的處理技術，才能造出來。
中國古代鑄鐵的特性是經柔化處理後，含碳量在2～4%。這就改變了鑄鐵的性質，使堅硬的鑄鐵，不僅能夠鑄造成形，還可以進一步加工。
戰國時期，鑄鐵柔化術已廣泛地用於製造各種用具。它的熱處理工藝可分為兩種，每一種工藝都包含了先民的勤勞和智慧。
（6）鐵器疊鑄工藝和鑄鐵材質的改進
從公元前206年起，中國走進了秦漢時期。鐵器疊鑄工藝和鑄鐵材質的改進就發生在這一時期。
（7）中國冶鐵技術的成熟
從公元前206年到公元220年，中國進入了第一個鼎盛時期。那就是漢朝。中國的冶鐵技術成熟於這個時代。這時，國家掌管了冶鐵的一切事務，冶鐵成了一種國家行為。
（8）灰口鑄鐵的熔鑄
從漢朝開始，人們能熔鑄出了灰口鑄鐵。
（9）橢圓形高爐的發明
在河南鄭州郊區的古榮鎮出土的漢代高爐爐缸，我們今天看到它，就仿佛看到了我們的祖先是怎樣煉鐵。爐缸就是高爐下盛鐵水的部分，漢代高爐爐缸是橢圓形的，長軸4米，短軸2.8米，爐缸容積約44立方米，它獨一無二的巨大體積，當之無愧成為古代第一大爐缸。在鼓風機械不發達的古代，爐缸能從圓形變化為橢圓形，這是一個創舉。
（10）用石灰石做助熔劑
在漢朝時期，或許是因為爐渣中粘結的砂子使高爐操作變得困難，這讓人們不得不想辦法來解決這個問題，於是人們發明了一種方法解決問題：在爐料中加入石灰石作為助熔劑，使砂子裏的二氧化矽和石灰石裏的氧化鈣結合，降低了爐渣的熔點，改善了高爐操作，同時降低了生鐵中硫的含量，改善了鐵的品質。這是冶金史上重大的發明。
（11）水力鼓風
在公元25年至公元220年的漢朝，中國使用水力鼓風來煉鐵。在冶金史上，又是一次改革的創舉。
從三國、魏晉南北朝開始，到宋代它一直是人們煉鐵時使用的工具，至元朝，水力鼓風便開始淡出人們的視線，今天很難再見到那樣的水力鼓風機了。
歐洲很晚才開始用水力鼓風，那時大約在12世紀，到了14世紀，水力鼓風機才遍布歐洲。
（12）高爐內用煤煉鐵
早期煉鐵，用木炭做燃料。那麼後來為什麼會用煤來做燃料來煉鐵呢？那是因為森林資源有限，鐵礦周圍的森林被砍光之後，礦山就要麵臨報廢的命運了。這就迫使人們想辦法尋找新的燃料煉鐵，於是在公元420年至公元581年魏晉南北朝時期，人們找到了煤。為鐵的冶煉提供了充裕的燃料，或許正是因為如此，煉鐵業才得到更大規模的發展。
（13）大型鑄件
從公元618年至公元907年，是中國的唐朝時期。唐朝的“貞觀之治”和“開元盛世”，以及那個時代人們留下的著名詩篇，為中國古代曆史增加了更多絢麗色彩。盛世時期的唐朝不僅手工業，農業和工程建築也蓬勃發展，而且有關鐵鑄件的故事也傳奇般的生動。
今天我們隻能在唐朝留下的《集異記》裏看到隋唐時代的大型鑄件，據《集異記》記載，隋代曾在晉陽鑄成高達70尺的鑄鐵佛像。唐武則天時，用銅鐵200萬斤，在洛陽鑄造“天樞”，高達105尺。而我們現在還能看到的中國最早的特大鑄件，是五代時期鑄造的滄州大鐵獅，它是采用泥範鑄造工藝鑄造的。
（14）鼓風機械—木風扇的發明
在公元前960年的宋朝，人們發明了結構較為堅硬的木風扇，這種風扇由木箱和木扇組成，它不僅有風量大漏風少的優點，更重要的是它剛性比皮囊好，操作方便。木風扇在宋、元兩朝較為流行，到了明清時期還依稀可看見它尚在應用的身影。人們還把他們能製造出來的很多種類的風箱都記錄在書上。這個結構牢固、體積又大的木風扇能夠更大的風量，更高的風壓，使冶煉過程加以強化，讓鐵的質量和產品得到提高。促進冶鐵工業的迅速發展。
（15）用煤煉鐵的普及
宋元時期，作為鋼鐵冶煉燃料的是煤炭，煤炭大量開采，日益普及。而用煤煉鐵，能讓火力得到加強。
用煤煉鐵缺點是煤在爐內受熱碎裂，使爐料透氣性變差，高爐不易順利生產，煤中含硫高，用煤煉鐵引起生鐵中硫含量升高，降低生鐵品質。因此，當焦炭出現在煉鐵行業裏的時候，煤就被焦炭取而代的。
宋代的煉鐵爐其實和兩漢時期差別不大。有的學者認為，宋代煉鐵工藝的重要成是在用煤煉鐵。北宋時期徐州用煤煉鐵的規模已經很大，蘇軾在經過徐州時，看到了壯觀的煉鐵場景，感慨萬分，寫下了《石炭行》：“根曲一發浩無際，萬人鼓舞千人看，投泥潑水愈光明，爍玉流金是精悍。南山栗木漸可息，北山頑礦何勞鍛，為君鑄作百煉刀，要斬長鯨為萬段。”
（16）西方科技傳入
公元1368年至公元1911年時，中國正處於明清時期。在這一時期，西方資本主義崛起，在明末清初，即16世紀末到18世紀初（明萬曆到清康熙）的一百多年間，有人從西方帶著科技知識來到中國。當時西方近代自然科學知識在中國很受歡迎。那時候中國科學技術的發展很緩慢，死氣沉沉。西方近代自然科學知識的到來，為中國傳統科學技術注入新的活力，中西科技的融合，就像兩個老朋友談話，聊得十分投機。然而，自清朝中葉推行的閉關鎖國的對外政策，使中國傳統科學技術向近代科學技術的轉化受到了阻礙。使中國與大步進入資本主義西方國家相比，在科學技術迅速發展上大大落後了。
明清時代礦冶技術雖然取得一係列重要成就，但資本主義萌芽卻一直沒能成長起來。在歐洲工業革命後，中國礦冶技術的長期領先地位如逝去的春天，一去不複返了。
（17）焦炭煉鐵
明朝公元1650年前後，明朝有位叫方以智的人，他寫了一本書叫《物理小識》裏麵描述了這樣一個有關煉焦及用焦炭煉鐵的過程：“煤則各處產之，臭者，燒熔而閉之成石，再鑿而入爐，曰礁，可五日不絕火，煎礦煮石，殊為省力”。它告訴我們，明朝已經開始使用煉焦煤了，這裏所說有臭味的煤，是指含揮發物較多的煉焦煤。
那麼，什麼是煉焦呢？焦炭是如何煉出來的呢？煉焦就是將含揮發物較多的煉焦煤在密閉條件下，高溫煆燒，煉成堅硬的焦炭。焦炭火力耐久而旺盛，用於煉鐵，頗為得力，為冶煉金屬的優質燃料。把煤煆燒成焦炭，使燃料中的硫分大為降低，煉得鐵中含硫量也大為降低，鐵質得到提高。如果說煤和木炭容易碎並堵塞煉爐，造成爐內氣流不暢而影響冶煉過程，甚至造成爆炸事故，那麼焦炭就不會這樣，它是完美的煉鐵燃料。或許應該說，明代煉鐵業的發展是站在焦炭煉鐵工藝的肩膀上的。
這是我們的榮耀，因為我們祖先發明焦炭，最少比西方早了100年，我們獨領風騷100年。