在中国早期古代，铁器的出现标志着冶铁技术的起步。迄今为止，中国发现的最早铁器是商代时期的铁刃，这些铁刃是由含镍量较高的陨铁制成的。同时，在北京平谷和河南等地也发现了同时期的陨铁刃和铜兵铁刃。
大约在公元前6世纪前后，中国发明了生铁冶炼技术。特别是在春秋战国时期，块炼铁和生铁冶炼两种工艺几乎同时被采用。最初的炼铁方法是伍斗圆炉，它是由石堆炼铁法改进而来的。这种地炉是在土中挖洞，周围用石块砌成，将铁矿石和木炭层层叠加放入地炉中，利用自然风力燃烧，通过一氧化碳的还原作用将铁矿石中的氧化铁转化为铁，冷却后取出铁块。这种炼铁法被称为块炼铁，其炉温大约在1000摄氏度左右，远低于纯铁的熔点（1534摄氏度）。块炼铁得到的铁质地疏松，含有许多杂质，并不坚硬，实用性有限。
然而，通过不断的实践，人们发现如果将这种铁加热到一定温度下并反复锻打，可以将夹杂的氧化物排除，从而提高铁的机械性能。基于这一发现，古人又掌握了块炼铁渗碳成钢的技术。由于块炼铁质地柔软而不坚硬，渗碳后的块炼钢又过于坚硬，因此人们发明了炼钢的淬火工艺，进一步提升了块炼钢的机械性能。
从战国到西汉时期，生铁和熟铁的应用平行发展。早期的铸铁主要是白口铁，其铸造性能较好。但是，由于生铁中的碳以化合形式存在，使得生铁脆硬，不耐撞击。因此，在战国早期，人们发明了白口铁柔化术，通过长时间加热，将白口铁中的碳化铁分解为铁和石墨，消除了大块的渗碳体，从而提高了铁的柔性。
到了西汉时期，基于块炼渗碳的技术，人们发展出了“百炼钢”技术。这一技术的特点是增加了反复加热和锻打的次数，这不仅加工成型，而且减少了夹杂物，细化和均匀化了铁的组织结构，大幅提升了钢的质量。
西汉中期，炒钢技术出现，这是将生铁加热到半液态，进行搅拌，利用铁矿物或空气中的氧气进行脱碳，以达到所需的含碳量，然后再反复热锻，制成钢制品。炒钢技术的出现，省去了繁琐的渗碳工序，使得钢的组织更加均匀。这一技术的发明，打破了生铁不能转化为熟铁的界限，将原本独立的两个工艺系统连接起来，形成了统一的钢铁冶炼技术体系。
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