①块炼铁，是在低于矿石熔化的温度下，固体状态铁矿石经过很长时间的还原反应而得到的铁块，这是世界上不同的民族都最早的冶铁方法。由于矿石没有熔化，显然，矿石里的杂质不能在还原反应里完全排遣出铁块之外，冶得的铁块杂质含量较高。如果矿石的含铁量本身就比较低，在固态冶铁过程里铁不可能富集起来，这是块炼铁冶金质量不高的第二方面原因。偶尔能得到铁含量高、杂质低的矿石来炼铁，这可能就是民间传说里的“宝铁”，传说里吴国的欧冶子大师就是获得一块宝铁，冶铸出“干将”与“莫邪”两柄名宝剑；在关于沉香救母斧劈华山的神话故事里，也有“铁精”的形象出现。但是，由于块炼铁的冶炼温度比较低，在冶炼技术发展的初期阶段，较容易达到固态冶铁的温度和矿石还原的工艺条件，块炼铁的技术最先发明出来。块炼铁还必须经过进一步的锻打加工，排挤出铁块里的杂质，并把铁块锤打成形。块炼铁的冶金条件使得矿石还原时间拖得很长，这使得块炼铁长期处于还原性的火焰里，导致块炼铁里的含碳量很低（现代科技称为“低碳钢”）；块炼铁块是硬度低不能淬火的软铁，胜任不了做攻克石头的刀具刃具。
为了克服块炼铁因为含碳量过低而铁质太软的缺陷，出现了 块炼铁渗碳钢，就是把块炼铁放在具有渗碳气氛的环境里加热，让碳分渗入钢铁基体里。这种渗碳的工艺，不可能获得很厚的渗层，可以在块炼铁锻成的（切）刀坯上渗碳使刀口增碳然后淬火硬化使用；但是，对于要用来开凿石头的锤子、凿子则不能用软心薄硬皮的渗碳钢来制造。
在掌握块炼铁技术不久，春秋早期，中国出现了熔化炼铁技术，获得了生铁；这是在青铜冶炼技术的基础上发展起来的生铁熔化型冶炼。生铁含碳量很高，是由于燃料燃气里的碳分渗溶到铁水里。这种含碳量很高的生铁硬度非常高（高得来在现代的切削加工条件下也不易加工），只能像青铜器那样铸造成形来使用。而且这种高硬度的生铁非常脆，容易折断或开裂。生铁的这种性质限制了对它的大量直接使用，用作犁铧（高硬耐磨）和铁锅，这大概是生铁直接铸造使用的不多的实例。在后世的两步炼钢法里，生铁成为了重要的炼钢原料。古代把生铁放在炉内长时间高温退火能得到脱碳的铁块，这是铸铁脱碳钢。此外，随着生铁冶炼技术的发展，中国出现了铸铁，铸铁与生铁的不同点在于，铸铁里过高的碳分形成了游离的石墨相，因而降低了硬度可以经进一步加工，成为不同的应用铁器。但铸铁与生铁一样脆性，不适合当作开山凿石的工具。
②铸铁脱碳钢，是古代中国在战国时代的又一种炼钢技术。就是通过熔炼得到铸铁之后，把铸铁长时间高温退火，得到铸铁脱碳钢。甚至发展到把矿石熔炼得到铁水，浇铸成铸铁板再退火成为钢板，作为进一步加工和使用的钢质原材料。这种钢的使用性能不好，所以在出现了新的炒钢技术后，铸铁脱碳钢不再采用和制造。
③炒钢，是西汉时代新出现的一种炼钢技术，它把生铁加热到半熔融状态，大力搅动（所谓的“炒”），让粥状生铁脱碳，最后得到比上述钢类性能要优秀得多的钢材。正是炒钢技术的发展，从汉代开始，钢制的工具和兵器大量增加，促使汉代的社会生产力得到很大发展，造就了中国历史上一个繁荣辉煌的汉朝。一直到近代炼钢技术在中国出现之后，炒钢方法在中国还有大量的民间应用；甚至，在1958年的大炼钢铁潮里，笔者当时是初中二年级学生，所在班级也建了一个“炒钢炉”（一种火焰反射式加热炉，木风箱，烧媒），用收集来的废铁炒出了一炉“钢（渣）”（没有达到工艺要求的温度，初二的学生也并不懂炼钢——这是笔者学了金相热处理在专业之后对自己早年经历的回顾分析）。炒钢技术，是一种先进的用生铁炼钢的两步炼钢法；两步炼钢法直到现代的炼钢技术，都是先从铁矿石里冶炼出生铁，再把生铁炼成钢。世界上任何一种新的发明创造从其最初出现雏形到逐渐完善，发展成为普遍使用的技术，都有一个或短或长的历时过程，西汉发明的炒钢技术，到东汉时代成熟起来获得了普遍的应用。
有了炒钢这种先进的工艺技术，在东汉时期才进一步普遍有了“百炼成钢”的精炼、锻造工艺技术，才出现了大刀这种能团队性使用的强力兵器（青铜剑不可能普及到基层的一般士兵）。而且，也是在东汉年代，中国的碑刻出现了划时代的发展和繁荣。
