中國的冶鐵技術產生的時間雖然不是世界最早的，但是中國古代的鋼鐵冶煉技術卻長時間領先於世界。在春秋開始，中國就有了冶鐵技術，到戰國時代已經成為了相當大的規模。而漢朝是中國鋼鐵冶煉發展史上十分關鍵的時期。這時期，出現了高爐煉鋼、炒鋼技術、百鍊鋼技術等冶煉技術，使得中國的鋼鐵冶煉技術遠遠領先於西方國家。小編就介紹一下漢代的鋼鐵冶煉技術。

一，高爐設備的改進

人類的冶煉技術，是從燒制陶器開始的。隨著溫度的不斷提高，就擁有了冶鍊金屬的溫度。在商朝時期，可以將銅爐的溫度提高到1200度，使得中國的青銅冶煉技術領先於世界。商朝的青銅冶煉不僅催生了原始瓷器冶煉技術，還為後來的冶鐵奠定了基礎。西周時期，中國人可以將銅爐溫度提高到1300度，也就可能用赤鐵礦煉出生鐵。發展到了春秋時期，已經出現了冶鐵的高爐。戰國時代，由於戰爭的頻繁，加速了冶鐵技術的發展。

到了西漢之後，國家十分重視冶鐵。漢武帝時期，實行「鹽鐵官營」，將冶鐵納入國家壟斷經營範圍。「鹽鐵官營」政策推行後，使得冶鐵業資金得到了保障，推動了冶鐵業的迅速發展。同時，西漢時期的高爐也得到了很大程度的改造。例如一項重要的改造就是將高爐改造為橢圓形。漢代的人們發現風力很難到達高度超過3米的高爐的中心，因為將圓形改為橢圓形，並在扁的兩側鼓風，使得風力可以達到高爐中心，如此就提高了冶煉溫度和效率。橢圓形鐵爐不僅有利於風力的輸送，還提高了高爐的容積。兩漢時期，煉爐逐步向大型化發展。

在風力有限的情況下，氧氣在高爐內和煤炭燃燒會產生煤氣，而煤氣會沿著高爐內部的爐牆上升而最終排出。如此，煤氣就相當於被浪費了，無法發揮更大的作用。因此，人們設計將高爐下部的爐牆向外傾斜大約62度，如此就增加了煤氣和爐料的接觸面積，提高了燃燒的效率。

在冶鐵的過程中，爐中會產生爐渣，而爐渣中含有大量的二氧化矽。這種化合物導致爐渣的粘性較高，不利於高爐的繼續使用。至少在西漢時期，人們已經開始在爐料中配入石灰石，使得二氧化矽和氧化鈣可以發生化學反應，降低爐渣熔點。同時，石灰石還能降低生鐵的含硫量，改善生鐵質量。

二，鼓風設備的改進

冶鐵技術的發展與鼓風技術的改進也是密不可分的。古代煉鐵高爐是用皮製的「橐」 作為鼓風器。這種皮橐兩端細、中間鼓起。皮囊上有一個拉杆，手握拉杆可以將皮囊前後推拉使之壓縮和鼓起。皮囊是在鼓起與壓縮的過程中將風吹到冶鐵爐中的，這個過程為「鼓風」。在鼓風的動力上，除了「人排」 鼓風以外，還有「馬排」、「牛排」 等畜力動力。

隨著高爐高度的不斷增加，容積也不斷提高。為了給高爐提供充足的風力，人們在高爐上開了4個風口，每個風口使用一個大皮囊，以此來提高鼓風量。但是風口的增加也需要更多的人力，如在滎陽出土的44立方米高爐需要十二個人同時操作。如果考慮到輪換，就需要三十六名工人。因此，解決風力的問題是十分關鍵的。

東漢時期，南陽太守發明了一種水利鼓風設備——水排。水排是應用水力激動機械輪軸打動鼓風囊，使皮囊不斷伸縮，給冶金高爐加氧。水排的使用，為高爐提供了充分的氧氣，因而可以進一步提高高爐的溫度，提高冶煉的效率。而西方國家直到12世紀才出現了水利鼓風設備。

三，如何把鐵煉成鋼

這裡就要說一下生鐵、熟鐵和鋼。生鐵，三者都是鐵的冶煉品，但是三者的特徵卻有很大的不同。生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好，但脆，不能鍛壓；熟鐵相對柔軟，塑性好，可以拉成絲，但是硬度不夠；而鋼則具有兩者共同的優點，不僅硬度強，且韌性好，是古代鑄造兵器的最佳材料。之所以有這些不同的特徵，在於其含碳量不同。生鐵的含碳量較高，超過了2%，熟鐵的含碳量低於0.05%，而鋼的含碳量則介於兩者之間。

在西周時期，中國就擁有冶煉生鐵的技術。而在春秋戰國時代，又出現了冶煉熟鐵的方法。冶煉熟鐵需要將溫度提到了1500多度，達到鐵的熔點，使得鐵礦融化，然後流入方塘。人們使用工具攪拌，使得碳氧化而排出。但是如何煉出鋼卻需要更高的技術。在漢朝時期，人們已經掌握了兩種煉鋼的方法。第一種是將生鐵中的碳排出，叫做脫碳煉鋼法；第二種是在熟鐵中加入熱滲碳，以提高熟鐵的含碳量，使之成為鋼。

在這兩種方法中，第二種方便工藝複雜，難以操作，限制了鋼鐵的冶煉規模。因此，在漢代多使用脫碳煉鋼法。在脫碳技術中，漢代發明了一種炒鋼技術。炒鋼主要是將生鐵加熱到1200度，使之成為半溶的狀態。然後通過不斷的攪拌，增加碳和氧氣的接觸面積，使得碳氧化。隨著溫度的不斷提高，生鐵中的碳含量不斷減少，逐漸演變成為了鋼。當然，如果繼續提高溫度和繼續攪拌，就可以成為熟鐵。這些剛經過錘鍊，也就可以成為優質的鋼材。

在炒鋼技術的基礎之上，又出現了百鍊鋼技術。所謂的百鍊鋼就是將炒鋼反覆的鍛鍊，使之成為精鋼，這種技術是當時世界煉鋼的最好水平。然而這項技術十分難以操作（難以控制含碳量），因而需要技術熟練、經驗豐富的工匠才能完成。一般百鍊鋼技術都是用於製造名貴的兵器。王充在《論衡》中說：「豈利劍之鍛與煉乃異質哉?工良師巧，煉一數至也」。優質的寶劍需要幾十次到到上百次的鍛鍊，如東漢末曹操下令鍛鍊的五把寶刀，經過了三年，100次鍛鍊才成功，稱為「百辟刀」。1974年，在山東蒼山縣出土了一件環首鋼刀，刀上有銘文「卅煉」，說明鍛鍊了三十次。