生铁的冶铸工艺，在原料、燃料上与块炼法基本一样。它们之间主要的差别在冶炼温度的不同。块炼法的炉温大约在1000℃左右，离纯铁的熔点（1534℃）相差很远，而生铁冶炼时，炉温达到了1100℃～1200℃。在冶炼中，被还原生成的固态铁会吸收碳，这种吸收随着温度的升高，速度就会加快。
另一方面吸收碳后，铁的熔点随之降低，当含碳量达到2.0%时，熔点降至1380℃；当含碳量达到4.3%时，熔点为最低，仅1146℃。在这种条件下，炉温就可使铁熔化，从而得到了液态的生铁。液态生铁就可以直接浇铸成器，冶铸过程简化了，就使铁器的生产有了大发展的可能。
江苏六合程桥东周墓出土的铁丸，洛阳出土的公元前5世纪的铁锛、铁铲都是生铁器物，这证明在块炼法的同时，我国已出现生铁冶铸工艺。生铁与块炼铁同时发展，是我国古代钢铁冶金技术发展的独特途径。世界上许多其他国家，从块炼铁发展到生铁，大约经历了上千年的时间。就拿欧洲一些国家来说，虽很早已有块炼铁，但出现生铁则在公元13世纪末和14世纪初。
生铁的生产效率高，铸造性能又较好，这为广泛使用铁器提供方便。在冶炼生铁的初期，由于温度还不够高，硅含量也较低，致使生铁中的碳在冷却凝固时不能成为石墨状态，而成为碳化三铁（Fe3C），与奥氏体状态的铁在1146℃共晶。因此，炼出的生铁性脆而硬，铸造性能虽好，但强度不够，这种生铁，人们称它为白口铁，它只能铸造某些农具。从河北兴隆燕国矿冶遗址出土的大批锄、范等，就是由白口铁铸成的。
为了克服白口铁的脆性，在战国早期，人们就创造了白口铸铁柔化处理技术。所谓柔化处理就是将白口铸铁长时间加热，使碳化铁分解为铁和石墨，消除了大块的渗碳体，这对减少脆性、提高韧性可以起良好的作用。处理后的白口铁就变成了展性铸铁。长沙出土的战国铁铲，辉县出土的战国中期铁带钩，易县燕下都出土的战国晚期铁镢、锄等，都是属于这种展性铸铁。
（二）汉代的钢铁冶炼技术
汉代的钢铁冶炼技术，在战国的基础上又有了长足的发展，勤劳的中国人民在这方面又有了不少的创造和发明。
汉代铁金属在工业、农业和军事中的作用愈显重要，官府对冶铁业的管理越加严格，汉武帝时任用孔仅为大农丞，将盐、铁、税利的巨业，收归官府经营管理，实行一系列严格措施，使冶铁业得到空前的发展。孔氏家族原本是梁国的冶铁商贾，素有经营冶铁的管理才能，所以他能在汉武帝时一跃而成为大司农丞要职，在任职的短短十余年间，从组织管理到冶铁技术和农具的推广，做出了巨大的努力，为汉武帝的雄才大略的扩展提供了雄厚的经济基础。
西汉时“百炼钢”的技术兴起，使钢的质量较前提高。这种初级阶段的百炼钢，是在战国晚期块炼渗碳钢的基础上直接发展起来的，二者所用原料和渗碳方法都相同，因而钢中都有较多的大块氧化铁-硅酸铁共晶夹杂物存在；但不同的是增多了反复加热锻打的次数。锻打在这里不仅起着加工成型的作用，同时也起着使夹杂物减少、细化和均匀化，晶粒细化的作用，显著地提高了钢的质量。
从河北满城一号西汉墓出土的刘胜佩剑、钢剑和错金宝刀，它们虽与易县燕下都钢剑所用的冶炼原料相同，但金相检查表明，钢的质量却有显著的提高，它正是“百炼刚”技术兴起的产物。
西汉中期以后，又出现炒钢。这是因为块炼铁虽然能制造渗碳钢，但产量不大，效率很低，不能适应当时封建社会生产发展的需要，“供不应求”即生产量与需要量的矛盾，促使出现了用生铁炒成为钢的新工艺。但是生铁的产量已相当大，用生铁作为制钢原料，是炼钢史上的一次飞跃发展，也是一次重大的技术革新。
炒钢的产生，即将生铁炒到成为半液体半固体状态，并进行搅拌，利用铁矿粉或空气中的氧，进行脱碳，借以达到需要的含碳量，再反复热锻，打成钢制品，利用这种新工艺炼钢，既省去了烦难的渗碳工序，又能使钢的组织更加均匀，消除了由块炼铁带来的严重影响性能的那种大共晶夹杂物，使质量大大提高。1974年7月，山东苍山县东汉墓出土的东汉永初六年的炼环首钢刀，经有关单位鉴定就是用炒钢为原料，反复锻打而成的。
与此同时，百炼刚的原料也由原来的块炼铁，发展到用生铁炒成的钢或熟铁作为原料，经过渗碳锻打而成。这样一来，原料的改变即铁基体有了变化，使钢的质量也随之大大提高，从而百炼钢也发展到成熟阶段。
百炼钢虽然是汉代风行一时的炼钢工艺，但固体渗碳工序费工费时；而在炒钢过程中控制钢的含碳量则是一个复杂的工艺，比较难以掌握控制。生产的发展，必然要求进一步发展工艺简单、保证质量而成本较低的炼钢方法。为此在两晋南北朝时期又出现了以灌钢为主的炼钢技术。
钢铁业在汉代的大发展，也从炼炉的形状及冶炼设备上反映出来。西汉时期炼铁的竖炉就已得到发展，炉型有了扩大。炼铁已用石灰石作为熔剂。为了适应竖炉加大的需要，对鼓风设备也进行了改革。早期开始用皮囊人力鼓风，既笨重又不适用，后来在长期的生产实践中，劳动人民不断总结经验，创造出新，采用畜力代替人力鼓风，出现了马排，但还远远不能满足高炉生产的需要。
公元31年，东汉后期南阳太守杜诗总结了南阳冶铁工人的实践经验，创造了水力鼓风的“水排”。利用“水排”鼓风生产钢铁，比用人力、畜力鼓风“用力少，见功多”。我国“水排”的出现比欧洲早1200多年。到魏晋时期，得到了更广泛的应用。
（三）南北朝以后钢铁业的发展
我国古代的钢铁冶炼技术，在封建社会前期的这些重大创造发明，历经南北朝以后得到普遍推广，并且更趋成熟。
两晋南北朝时，新的灌钢技术兴起了。这种方法是先将生铁炒成熟铁，然后同生铁一起加热，由于生铁的熔点低，易于熔化，待生铁熔化后，它便“灌”入熟铁中，使熟铁增碳而得到钢。这样，只要配好生熟铁用量的比例，就能比较准确地控制钢中含碳水平，再经过反复锻打，就可以得到质地均匀的钢材。这种方法比较容易掌握，工效提高较大，因此南北朝以后成为主要炼钢方法。
关于灌钢的技术，南北朝南齐、梁时期的医学家兼炼丹家陶弘景（约公元452—536年）就较早地记叙说：“钢铁是杂炼生作刀镰者，生指生铁，指熟铁，这就是灌钢。稍晚一些时候，北齐的道士纂母怀文也是较早的灌钢的实践者之一。据说他“造宿铁刀，其法烧生铁精，以重柔铤，数宿则成钢”。制成的刀还要用牲畜尿和油脂进行淬火。尿中含盐，用以淬火，冷却能力比水高；油脂作淬火剂，高温冷却快而低温冷却慢，可以减少钢件变形和脆性；适当地配合运用，能够获得性能优越的淬钢件。灌钢技术在南北朝时已相当流行，这种方法是在炒钢的实践过程中逐步发展起来的。
关于钢铁的热处理，其实早在南北朝以前，就已应用了由冷却方法的差别来求得钢铁的不同硬度的淬火技术。在河北易县燕下都出土的战国时期的钢剑、钢戟，就已用淬火处理。我国早期文献对此也有记载。这说明当时对淬火工艺已有一定的规律性认识。
南北朝发明的灌钢这一技术，宋、元以来不断发展，成为主要的炼钢方法之一。宋代的沈括在其《梦溪笔谈》中载有：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之团钢，亦谓之灌钢。”在炼钢炉中把熟铁条屈曲地盘绕着，把生铁块嵌在盘绕着的熟铁条之间，用泥把炉密封起来烧炼，待炼成后再加锻打，这样，“灌钢”就炼成了。利用生铁的含碳量高和熔点低可以在温度较低的时候先熔化，让生铁的铁液灌入四周盘绕的熟铁中，和留存在熟铁内的氧化渣紧密地发生氧化还原作用，既使熟铁中的渣除去，又使所含的碳达到适当的分量，而转变成为品质较纯的钢铁。
到了明代，这种灌钢的冶炼方法基本上一样，但操作略有不同。明末宋应星著的《天工开物》（1637年）载：“凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片如指头阔，长寸半许，以铁片束包尖（夹）紧，生铁安置其上（原注：广南生铁名堕子钢者，妙甚），又用破草覆盖其上（原注：粘带泥土者故不速化），泥涂其底下。
明代锻制生产工具时，采用了“生铁淋口”的方法，这种方法的原理是和灌钢相同的。在《天工开物》上对此有详细的描述。这种方法是利用熔化的生铁，作为熟铁的渗碳剂，使这种熟铁的刀口炼成钢铁。这一创造性的技术成就，现在应用于一些小农具的生产上面。
生铁淋口的方法再发展一步，就产生了苏钢的冶炼方法。这种方法相传是苏州炼钢工人首先发明的。它实际上是在灌钢基础上发展起来的卓越成就。
在炼钢方面，封建社会后期出现了把炼铁炉流出的铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁的做法，减少了一步再熔化的过程。这样就在钢铁冶炼史上出现了半连续性系统。这一创造在《天工开物》中，不仅有详细的文字记载，而且还有图说明。
在鼓风方面，北宋有一种可以移动的炼炉叫做行炉。在北宋《武经总要》中有“行炉图”，其侧面出现了梯形木风箱，说明至迟在北宋时就已经发明了用盖板开闭来鼓风的简单木风箱。在燃料上，宋代炼铁已十分普遍使用煤了。明代方以智的《物理小识》则记载说：“……煤则各处产之，臭者烧熔而闭之成石，再凿而入炉曰礁，可五日不灭火，煎矿煮石，殊为省力”。由此可见，至迟在明代不但懂得炼焦，而且用焦炭进行冶炼了。
我国古代的钢铁冶炼史上每一项发明创造，无一不是劳动人民辛勤劳动的结果，凝结着他们的智慧和血汗的结晶。
（四）中国古代炼铜业的发展
在我国商周奴隶社会，青铜的冶铸技术已有很高的水平。经过春秋战国，青铜一度在制造兵器和生产工具方面进一步有所发展。到了秦汉，由于铁制工具的迅速进展，青铜工具逐步被取代了。但另一方面又因为封建社会商品经济发展的要求，青铜大量地被用于铸造钱币，而无法用铁器、漆器取代的青铜镜，其制作技术也在提高。总之，在我国进入封建社会后，炼铜技术的发展并没有停顿，而在某些制造业中继续发展。
秦、汉以后，除青铜外，还出现了一些其他的铜合金。首先应指出的是铜锌合金，也就是“黄铜”。最初冶炼这种铜锌合金，是通过将铜与含锌的炉甘石防在还原炉中冶炼而制成的，后来在我国制造出单质锌以后，便直接将红铜与锌冶炼成黄铜合金。关于这方面的可靠记载，见于宋代人崔的《外丹本草》，其中说：“用铜一斤，炉甘石一斤，炼之即成黄铜一斤半”。元代著作《格物粗谈》也说：“赤铜入炉甘石炼为黄铜，其色如金”。
明代李时珍《本草纲目》曾提到：“炉甘石大小不一，状如羊脑，松如石脂，赤铜得之，即化为黄。今之黄铜皆此物点化也”。以上记载清楚地表明，早期黄铜的冶炼是由碳酸锌矿石（古称炉甘石）与铜在还原炉中炼出的。尽管关于黄铜冶炼技术的最早记载出现于宋、元人的著作中，但应该说在此以前我国已具备冶炼这种合金的技术条件了，不能由此说冶炼铜锌合金是从宋以后才开始的。
特别应指出的是，在《天工开物》中，更具体而详细地记载了炼制金属锌（当时叫“倭铅”）及黄铜的方法，谈到炼制黄铜时说：“每红铜六斤，入倭铅四斤，先后入罐熔化，冷定取出，即成黄铜”。稍后，在《物理小识》中也有同样记载。
继黄铜之后，又出现了白铜即铜镍合金。在北宋末何芫的《春渚纪闻》中已有关于用铜与砒石冶炼白铜的记载。元代著作《格物粗谈》中有“砒石炼为白铜，杂锡炼为响铜”之语。明代李时珍在其《本草纲目》中说：“白铜出云南，赤铜以砒石炼为白铜”。宋应星在其《天工开物》中亦说：铜“以砒霜等药制炼为白铜”。这些宋、元、明人著作中提到的用砒石及赤铜炼制的白铜，很可能是指含镍的砷镍矿与赤铜炼制者。白铜很可能在宋、元以前就已有了。
明、清以后我国制造的白铜器物远销于国外。到十七、十八世纪，东印度公司从我国购买白铜器物，再远销于欧洲各国，欧洲语中Packtong（白铜）就导源于中国词“白铜”。在这以前的唐代，波斯语、阿拉伯语中也把白铜称为“中国石”，可见也是来自我国。但其成分及制法，则记载得很少。
在我国古代的炼铜技术中，还应特别指出的是：我国古代劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法炼铜”的新途径。这一方法以我国为最早，是水法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。
早在西汉的《淮南万毕术》里，就有“曾青得铁则化为铜”的记载。曾青易溶于苦酒（醋），又叫白青、空青。东汉时的《神农本草经》也有：“石胆……能化铁为铜”的话，石胆或胆矾，成分是含水硫酸铜CuSO4·5H2O。南北朝时的陶弘景则更进一步认识到不仅硫酸铜，而只要可溶性的铜盐类就能与铁置换反应。他说：“鸡屎矾……投苦酒中（醋），涂铁，皆作铜色。”鸡屎矾可能是不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜，难溶于水，但却能溶于醋，而与铁起置换反应。从而扩大了以前的认识范围。
这种认识大约到唐末、五代间就应用到生产中去了。宋时更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一，这就是水法炼铜的“胆铜法”。这种方法比火法炼铜有许多优点：它一则可以在产胆水（即硫酸铜溶液，俗称“胆水”）的地方就地取材；二则设备简单，操作容易，不要冶炼、鼓风设备，在通常温度下就可提取铜，不需高温，节省了燃料。
