A. 中國的鋼鐵是如何冶煉的
鐵礦石是地殼的主要組成成分之一，鐵在自然界中的分布很廣，但是人類發現鐵和利用鐵卻比黃金和銅晚。首先，這是由於天然的單質狀態的鐵在地球上是找不到的，而且它容易氧化生銹；其次是它的熔點（1 539℃）比銅高得多，使它比銅難於熔煉。
人類最早發現的鐵是從天空落下的隕石。隕石中含鐵的質量分數很高，它是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物。考古學家曾經在今天伊拉克境內美索不達米亞（Mesopotamia）烏爾（Ur）城的古代蘇美爾人（Sumerians）的墳墓中，發現一把隕鐵製成的小斧。在埃及第五至第六王朝（公元前2400年前）的金字塔所藏的宗教經文中，記述著太陽神等當時重要神像的寶座是用鐵製成的。這顯然也是從隕石得來的，因為鐵在當時被認為是帶有神秘性的最珍貴的金屬。埃及人乾脆把鐵叫做「天石」。阿拉伯人傳說，天上的金雨落進沙漠里變成了黑色的鐵。在古希臘文里，「星」和「鐵」是同一個詞。
1972年，在我國河北省藁城縣台西村的商代（約公元前16世紀～約公元前1066）遺址曾出土一件銅鉞，上面鑲鑄有鐵刃。鉞（yuè）是我國古代一種像斧子的兵器。鐵刃銅鉞的發現表明我國勞動人民早在三千多年前已經認識了鐵，掌握鐵的鍛造性能，識別鐵與青銅在性質上的差別，能夠把鐵進行鍛打加工並和青銅鑄接成器，增強銅的堅韌性。鐵刃雖已全部銹蝕，但經過科學鑒定，證明鐵刃是用隕鐵鍛成的，因為鐵中不含有人工冶煉過程夾帶的硅酸鹽等雜質，同時鐵銹中含有鎳和鈷。
我國出土的用隕鐵鍛成的銅器還有：1931年，在我國河南浚縣出土的商末周初的鐵刃銅鉞和鐵援銅戈各一件，於解放前流入美國，現存華盛頓弗里爾藝術館。還有，1978年在北京市平谷縣南獨樂河出土的商代鐵刃銅鉞。
由於隕石來源極稀少，從隕石中得來的鐵對生產起不了什麼作用。只是隨著青銅熔煉技術的成熟，才逐漸為鐵的冶煉技術的發展創造了條件。雖然最初提煉出來的鐵在硬度和防腐蝕性能等方面都不如青銅，但是由於鐵礦在自然界中的分布比銅廣泛，而且鐵器的好些性能比銅器好，遂使鐵器能夠迅速取代青銅器和石器。
我國古代人民什麼時候開始使用鐵，雖然說法不一，但多數歷史學者和科技史研究者斷定是在公元前1 000年的前後。
從目前考古發掘的結果來看，我國最早人工冶煉的鐵是在春秋（公元前722～公元前481）戰國（公元前403～公元前221）之交的時期出現的。江蘇六合縣程橋鎮春秋墓出土的鐵條、鐵丸和河南洛陽市水泥製品廠戰國早期灰坑中出土的鐵錛（音bēn，削平木料的平頭斧）、鐵（音bó，古代鋤田除草的農具）是迄今為止能確定的我國最早的生鐵工具。經過冶金學家們檢驗，鐵條屬於早期的塊狀煉鐵鍛成的；鐵丸和鐵錛、鐵是生鐵鑄件。這些鐵器證明我國在春秋晚期出現塊狀煉鐵的同時或稍後就出現了生鐵冶鑄技術。人類在冶煉鐵的過程中，最初因鼓風設備的限制，煉出的鐵不能熔化，只是塊狀的海綿體熟鐵，性質柔軟，可鍛而不可鑄，不宜製作硬度較大的工具，只是在提高煉鐵爐的溫度後，才能得到熔融的生鐵，用於鑄造。
歐洲一些國家在公元前1 000年前後也生產塊狀煉鐵，但多廢棄不用，直到公元14世紀才使用鑄鐵，其間經歷了十分漫長的發展道路。而我國古代只用較短的時間就實現了這一技術的突破，出現了鑄鐵。
我國生鐵的發明是人類用鐵的重大發展，也是我國勞動人民對人類作出的一項重大貢獻。英國科學史學家貝爾納（J.D.Bernal）在他編著的《歷史上的科學》（伍況甫等譯.北京：科學出版社，1959年，82頁）一書中寫到：「在歐洲，實在直到14世紀，古代所用的鐵，總是在手力鼓風的小型泥爐內，用木炭經低溫還原法而製成的。把所得的海綿狀的未經熔過的純鐵錠，打成比較軟的熟鐵條，再經鍛工和熔接，就成一些更復雜的鐵製品。」又寫到：「在古時候，作為金屬的鐵卻有一個很嚴重的缺點，就是爐中鼓風不夠，就熔不了它，所以澆鑄就留給青銅獨用了，例外的是中國，早在公元前二世紀，中國已能鑄鐵。」這說明我國生鐵的出現比歐洲早1 000多年。
我國的生鐵鑄造技術，在很長的一段時期內一直處於世界領先地位。隨著產量的增加和技術的提高，除鐵制的生產工具、生活用具以及兵器外，又出現大型鑄造的宗教藝術品。如現存的西安雁塔里的大鐵鍾，是唐代（618～907）的作品；世界上著名的河北省滄州大鐵獅是五代後周廣順三年（公元953年）的作品；山西太原晉祠鐵人是北宋年代（960～1127）的作品。
我國煉鋼技術的發展也很早。漢朝趙曄所著的《吳越春秋·闔閭內傳》中記載著：「闔閭請干將鑄作名劍二枚。干將者，吳人也，與歐冶子同師，俱能為劍……干將作劍，采五山之鐵精……使童女童男三百人鼓橐裝炭，金鐵乃濡，遂以成劍。」闔閭是春秋末年今江蘇一帶的吳國君（公元前514～公元前496在位）。可見，距今2000多年前，我國勞動人民已能煉鋼，而且規模還不小。文中的「橐」（tuó）按今天的字意解釋是「一種口袋」，在古代是指鼓風用的皮囊；「濡」（rú）按今天的字意解釋是「沾」、「漬」，在古代又作「柔韌」講。
1978年8月5日的《人民日報》第二版刊出一則消息：「湖南省博物館長沙鐵路車站建設工程文物發掘隊，從一座古墓出土一口鋼劍，從古墓隨葬陶器的器形、紋飾以及墓葬的形制來看，可以斷定它是春秋晚期的墓葬。從而說明我國煉鋼技術的出現，至少應推前200年左右，即春秋戰國之交，而不是過去認為的戰國中、晚期。經取樣分析，這口劍所用的鋼是含碳量0.5%（質量分數）左右的中碳鋼，金相組織比較均勻，說明可能還進行過熱處理。」
我國到西漢（公元前206～公元23）中、晚期出現了利用生鐵「炒」成熟鐵或製成不同含碳量的鋼的炒鋼技術。這是將生鐵加熱成半液體、半固體的狀態，再進行攪拌，利用空氣或鐵礦粉中的氧，進行脫碳，以獲得熟鐵或鋼。1974年在山東蒼山縣出土的漢安帝永初六年（112）的鋼刀和1978年在徐州漢代磚室墓中發掘出的漢章帝建初二年（77）的鋼劍經鑒定都是以炒鋼為原料，經多次反復加熱折疊鍛打而成的。
歐洲用炒鋼法冶煉熟鐵的技術在18世紀中葉才開始出現，比我國要晚1 900餘年。
在漢代炒鋼技術的基礎上，到南北朝（420～581）時期，我國又出現了灌鋼技術。這是先將含碳量高的生鐵熔化，澆灌到熟鐵上，使碳滲入熟鐵，增加熟鐵的含碳量，然後分別用牲畜尿或油脂淬火而成鋼。淬火是鋼鐵的一種熱處理工藝，是將工件加熱到適宜溫度，隨即在水、油或空氣中冷卻，以提高鋼鐵的硬度和強度。
在歐洲的坩堝煉鋼技術發明之前，灌鋼法是一種先進的煉鋼技術，對後世有重大影響。