中国古代炼钢技术是什么时候成熟的？
中国古代炼钢技术发明于春秋末期。先秦至西汉中后期，主要炼钢工艺是块铁渗碳；从汉代到明清，主要的方法是钢炒钢浇，其次是百炼钢和铁炒渗碳，汉代的“铸铁脱碳”，汉代的坩埚炼钢。炒钢工艺主要生产一般可锻铸铁(包括钢和熟铁)，浇钢工艺主要生产含碳量高的叶片钢，炼钢是对普通炒钢的再加工。“铸铁脱碳”和搅拌渗碳钢技术将在第五章中介绍，其他五项技术将在这里重点讨论。
首先，炼钢的发明和碳块铁渗碳钢的使用
今天我国考古发掘发现的最早的钢制器物是1976长沙杨家山出土的春秋晚期钢剑，全长38.4厘米，长30.6厘米。经分析，碳含量与中碳钢大致相当，组织均匀致密。长沙火车东站建设工程文物发掘队:长沙新发现的春秋晚期钢剑和铁器，文物编号1978，第10号。可见，中国古代的炼钢技术最晚是在春秋末期发明的。战国中后期以后，中国南北很多地方炼钢发展很快，最早在南方的楚国达到较高水平。《史记》和# 8226；；；《范雎传》说:王林超叹曰:“久闻楚铁剑有益，崇尚优越感。”荀子和# 8226；；；兵家之议也曰:“万举铁锨如蟑螂之惨也。”“万”的统治就在今天的南阳。“巨”是钢的意思，“凿”是矛的意思。荀子和# 8226；；；”杨旭对着士兵们注了一句。这把锋利的“铁剑”和“铁矛”显然是钢铁制成的。韩国在中原也制造了许多锋利的武器，《战国策》和# 8226；；；韩策义说:“汉卒的刀枪戟都来自名山、汤溪、杨沫、河伯(伯)、、丰丸、龙源、台亚。陆地上牛马皆断，水打雁。杀敌之时，必斩之。”这些锋利的戟一般被后来的学者认为是钢制的。其中名山(今信县)、汤溪(西平县)、河伯(西平县)、凤池(荥阳县)《史记》及# 8226；；; "《苏秦列传》引《光绪说:荥阳有凤池》。索隐:“万人铸剑于凤池，故名”，“邓国公铸剑，故名”。“邓国在河南省漯河市的东南方。在龙泉和泰安(均在西平县，现属舞阳钢铁厂管辖)发现了古代冶铁遗址。董文安:朝鲜十大剑起源初探，全国冶金史研讨会论文，舞阳，1989。杨沫在今天的河南淅川县。1965年，河北易县下夏都44号墓出土钢剑15把，矛19把，戟12把。对其中的6个进行了分析。除了1，其他五个都是钢制的。北京钢铁学院压力加工专业:易县燕下渡44号墓铁器金相调查初报。考古，4号，1975。发掘报告见同一期《河北省易县燕下渡44号墓发掘简报》。说明当时北方燕国的炼钢技术也有所发展。
人类早期冶炼的钢，一般都是低温还原冶炼后渗碳。整个过程分为两步:第一步是从矿石中冶炼出铁，第二步是从铁中渗碳出钢。在这个渗碳过程中，需要不断的折叠和锻造来帮助碳的扩散。这样得到的钢被称为块状铁渗碳钢。燕下渡的钢剑等兵器都是用这种钢材制成的。如果控制得当，有些钢在没有第二步的情况下被一次性还原冶炼，这就是所谓的块炼钢或天然钢。这两种钢的强度和硬度都高于块状炼铁。它的缺点是(1)碳含量普遍较低。(2)碳分布往往不均匀。(3)钢中往往含有较多的夹杂物。(4)生产率低。在中原文化区，这种炼钢工艺一直使用到西汉中期，后来逐渐被炸钢的发明和发展所取代。满城汉墓出土的刘胜剑和错金书刀都是铁渗碳钢材质，夹杂物少，结构比燕下渡的钢剑更均匀致密。这种钢主要用于制造剑和其他武器，很少用于农业和手工业。
二、炒钢及其工艺操作
钢炒工艺是半液态熔炼。它以生铁为原料，加热至液态和半液态，用鼓风中的氧气脱碳至钢和熟铁的成分范围。在冶炼过程中，金属要不断搅拌。古时候叫“道刚”。在本世纪50年代以前，习惯称之为“煎铁煎”熟铁。
(一)炸钢的发明和发展
中国古代的炸钢技术发明于西汉中后期。今天最早的遗物有:珙县铁生沟、南阳瓦房庄、新安邓谷村等冶铁遗址出土的汉代炸钢炉，铁生沟出土的铁块、残铁锄、铁锅等炸制品14件。铁生沟钢炒炉是地下挖的一个小坑，表面涂有耐火泥，长0.37 m，宽0.28 m，残高0.15 m，炉壁已被烧黑，内部残留一块铁块。河南省文化局文物队:珙县铁生沟，文物出版社，1962版，等:珙县铁生沟汉代冶铸遗址再探讨，考古学报，第2期，1985。在中国古代，炒钢的记载始于东汉中后期。《太平经》卷七十二曰:“今军事家、兵士亦不祥之器...如果他们很着急，他们会让工程师敲击石头，要求在石头里有铁，烧了它，把它变成水。然后他们会让好工人锻造它，它将成为莫邪。”这个“莫邪”指的是锋利的武器。“烧熔”等三句话，指的是油炸和制作装置的全过程。道教著作《太平经》在东汉中后期基本保持了原貌。
炸钢的发明迅速改变了可锻铸铁在我们社会中的使用。1952-1953年，洛阳邵沟发掘西汉中期至东汉晚期墓葬225座，出土钢刀116把，剑33把，矛5把，斧4把。青铜兵器刃中，只有7把青铜刀(礼仪兵器)，1矛，没有剑。中国科学院考古研究所:邵沟汉墓，科学出版社，1959。1957-1958，217洛阳西郊同时期汉墓发掘，出土钢刀52把，剑58把，戟1，斧1。青铜兵器只有1刀。中国科学院考古研究所洛阳发掘队:洛阳西郊汉墓发掘报告，考古学报，第2期，1963。西汉中期以后，除弩和箭头仍广泛使用青铜外，其他兵器刃多为钢制，其原料明显为炸钢。这样，钢铁物件完全取代了青铜和木石在农业、手工业和军事上的主导地位。
从汉代到明清，中国一直使用钢炒技术。唐代《夏侯阳算经》、宋代苏颂《图说本草》、明代《吴编钱编》、赵昌济《神器谱》、朱国桢《冲庄小品》、清代屈大均《广东新语》中均有相关记载。《广东新语》第15卷《品语与# 8226》；；；《铁》篇说:“铁是用生铁球炸的，火红了就放在铁砧上。一个人捏，两三个人锤，十多个男生扇。男生会唱个不停，然后就可以被煮成woks了。" 1920出版的《耿山西采矿笔记》卷五说:"将炼好的生铁加入煤粉中，烧成铁汁。冷却后放入炸铁炉中炸制，即熟铁。“上世纪80年代，湖南省攸县等地还在使用这种方法。
钢炒工艺的优点是:(1)原料生铁易得，扩大了原料来源。(2)熔炼在半液态下进行，脱碳反应更快，生产率更高。(3)成分范围广。据分析，一块来自铁生沟的炒钢含碳1.288%，硅0.231%，锰0.017%，磷0.024%，硫0.022%，相当于过共析钢高碳钢。另一种成分是:碳0.048%，硅2.35%，微量锰，磷0.154%，硫0.012%，相当于现在的熟铁。李忠:《中国封建社会早期钢铁冶炼技术发展探讨》，《考古学报》第2期，1975。目前的学者往往把先炼生铁再用生铁炼钢的过程称为两步冶炼，所以炸钢的出现是两步冶炼的某一点，在世界冶金史上占有重要地位。在欧洲，类似钢煎的工艺只出现在16、17世纪，自然钢法和块铁渗碳法统治了整个中世纪。所以可锻铸铁的供应长期不充足，自然对社会进步有影响。
炒钢法是我国古代生产可锻铸铁的基本工艺，主要用途有:(1)制作一般锻件。从汉代到明清，中国的一般锻件，包括生产工具、家用电器和兵器中的锻件，都是用炸钢及其再加工品制成的。(2)用作炼钢的原料。(3)用作浇注钢材的原料。