1.古代炼铁
古代炼铁演进历程
（1）熟铁的冶炼
在公元前1000年，在地中海东岸地区，那里的人们把铁矿和木炭放在一起，加热到800℃～900℃，还原出了人类自己炼制的第一块铁。这就是铁的“块炼法”。
（2）高炉的发明
炼铁必须有高炉来提供较高的温度。铁的熔点约为1500℃，如果没有高炉的发明，也便没有铁器的出现。
大约在公元前800年的周朝时期，中国的炼铜技术不断发展。周朝时期炼铜，总在炼铜材料里加入赤铁矿。在炼铜的初级阶段，炼铜炉里的温度不高，只还原出了大量的铜，能还原出的铁则很少。随着炼铜技术的提高，炼铜炉里的温度也不断升高，被还原出的铁也越来越多。铜的熔点是1083℃，当铁也一起熔进铜时，铜的熔点就不断升高，这让人们又不断提高温度。要得到比较纯的铜金属，就要把炉温保持到1200℃以上。这就是高炉会首先在中国出现的原因。这便是古代炼铁的装备。
（3）风箱的发明
要炼出铁来，需要很高的温度，铁的熔点为1500℃，那么当时人们是如何得到这么高的温度的呢？其实，在公元前1066到公元前771年之间，中国西周的人们发明了风箱，用风箱鼓风能让炼铜炉里的温度升高，这样的炼炉叫做鼓风炉。开始，鼓风工具很简单，它能提高的温度很少。随着时间的积累，工艺的改进，发明了鼓风箱，鼓入空气，使燃料充分燃烧，从而释放大量的热，从那时起，人们才大量的生产出铜和铁出来。
（4）生铁的冶炼
在公元前600年左右，中国的土地上，到处可见人们用“块炼法”炼铁的火热场面。在这火热的场面中，依稀可见另一种炼铁的方式，那就是生铁的冶炼技术。拭去岁月的尘埃，我们可寻见我们的祖先有悠久的炼铜历史，这让他们有机会做到用更高的温度，和更强的鼓风条件来还原出铁来。迈出了这一步，就迈出了冶铁历史上的最重要的一步。
（5）铸铁柔化术
公元前770年，长达五个半世纪的春秋战国拉开了序幕，铸铁的柔化技术也在这时诞生了。
发展背景：中国历史上长达5个半世纪的春秋战国时期（公元前770年～公元前221年），仿佛是一锅沸腾的开水，变革像开水一样激烈地进行着，生产力也就像锅里的水一样，温度升高，最后沸腾。这是一个百家争鸣、百工争妍的时代，这是中国历史上第一次科学技术高度发展的时代。如果这个时代的人要拿出最先进的东西来，那么，他们会拿出铁制造的东西，铁器，是这一时期生产力发展的重要标志，人们使用铁器，工作效率也提高了不少。炼铁的方式—高炉炼铁得到快速发展。惊涛拍岸，卷起的是中国科学技术发展的第一个高潮，奠定了是中国传统科学技术发展的基础。涛声阵阵，它与同期的古希腊分别在世界的东西两头涌起，交相辉映。
铸铁柔化术便是人们这时候发明的，人们利用这种方法，制造出刚性柔和的铸铁。而现代人们要想造出那样韧性较好的铸铁，则要用工业革命后发明的处理技术，才能造出来。
中国古代铸铁的特性是经柔化处理后，含碳量在2～4%。这就改变了铸铁的性质，使坚硬的铸铁，不仅能够铸造成形，还可以进一步加工。
战国时期，铸铁柔化术已广泛地用于制造各种用具。它的热处理工艺可分为两种，每一种工艺都包含了先民的勤劳和智慧。
（6）铁器叠铸工艺和铸铁材质的改进
从公元前206年起，中国走进了秦汉时期。铁器叠铸工艺和铸铁材质的改进就发生在这一时期。
（7）中国冶铁技术的成熟
从公元前206年到公元220年，中国进入了第一个鼎盛时期。那就是汉朝。中国的冶铁技术成熟于这个时代。这时，国家掌管了冶铁的一切事务，冶铁成了一种国家行为。
（8）灰口铸铁的熔铸
从汉朝开始，人们能熔铸出了灰口铸铁。
（9）椭圆形高炉的发明
在河南郑州郊区的古荣镇出土的汉代高炉炉缸，我们今天看到它，就仿佛看到了我们的祖先是怎样炼铁。炉缸就是高炉下盛铁水的部分，汉代高炉炉缸是椭圆形的，长轴4米，短轴2.8米，炉缸容积约44立方米，它独一无二的巨大体积，当之无愧成为古代第一大炉缸。在鼓风机械不发达的古代，炉缸能从圆形变化为椭圆形，这是一个创举。
（10）用石灰石做助熔剂
在汉朝时期，或许是因为炉渣中粘结的砂子使高炉操作变得困难，这让人们不得不想办法来解决这个问题，于是人们发明了一种方法解决问题：在炉料中加入石灰石作为助熔剂，使砂子里的二氧化硅和石灰石里的氧化钙结合，降低了炉渣的熔点，改善了高炉操作，同时降低了生铁中硫的含量，改善了铁的品质。这是冶金史上重大的发明。
（11）水力鼓风
在公元25年至公元220年的汉朝，中国使用水力鼓风来炼铁。在冶金史上，又是一次改革的创举。
从三国、魏晋南北朝开始，到宋代它一直是人们炼铁时使用的工具，至元朝，水力鼓风便开始淡出人们的视线，今天很难再见到那样的水力鼓风机了。
欧洲很晚才开始用水力鼓风，那时大约在12世纪，到了14世纪，水力鼓风机才遍布欧洲。
（12）高炉内用煤炼铁
早期炼铁，用木炭做燃料。那么后来为什么会用煤来做燃料来炼铁呢？那是因为森林资源有限，铁矿周围的森林被砍光之后，矿山就要面临报废的命运了。这就迫使人们想办法寻找新的燃料炼铁，于是在公元420年至公元581年魏晋南北朝时期，人们找到了煤。为铁的冶炼提供了充裕的燃料，或许正是因为如此，炼铁业才得到更大规模的发展。
（13）大型铸件
从公元618年至公元907年，是中国的唐朝时期。唐朝的“贞观之治”和“开元盛世”，以及那个时代人们留下的著名诗篇，为中国古代历史增加了更多绚丽色彩。盛世时期的唐朝不仅手工业，农业和工程建筑也蓬勃发展，而且有关铁铸件的故事也传奇般的生动。
今天我们只能在唐朝留下的《集异记》里看到隋唐时代的大型铸件，据《集异记》记载，隋代曾在晋阳铸成高达70尺的铸铁佛像。唐武则天时，用铜铁200万斤，在洛阳铸造“天枢”，高达105尺。而我们现在还能看到的中国最早的特大铸件，是五代时期铸造的沧州大铁狮，它是采用泥范铸造工艺铸造的。
（14）鼓风机械—木风扇的发明
在公元前960年的宋朝，人们发明了结构较为坚硬的木风扇，这种风扇由木箱和木扇组成，它不仅有风量大漏风少的优点，更重要的是它刚性比皮囊好，操作方便。木风扇在宋、元两朝较为流行，到了明清时期还依稀可看见它尚在应用的身影。人们还把他们能制造出来的很多种类的风箱都记录在书上。这个结构牢固、体积又大的木风扇能够更大的风量，更高的风压，使冶炼过程加以强化，让铁的质量和产品得到提高。促进冶铁工业的迅速发展。
（15）用煤炼铁的普及
宋元时期，作为钢铁冶炼燃料的是煤炭，煤炭大量开采，日益普及。而用煤炼铁，能让火力得到加强。
用煤炼铁缺点是煤在炉内受热碎裂，使炉料透气性变差，高炉不易顺利生产，煤中含硫高，用煤炼铁引起生铁中硫含量升高，降低生铁品质。因此，当焦炭出现在炼铁行业里的时候，煤就被焦炭取而代的。
宋代的炼铁炉其实和两汉时期差别不大。有的学者认为，宋代炼铁工艺的重要成是在用煤炼铁。北宋时期徐州用煤炼铁的规模已经很大，苏轼在经过徐州时，看到了壮观的炼铁场景，感慨万分，写下了《石炭行》：“根曲一发浩无际，万人鼓舞千人看，投泥泼水愈光明，烁玉流金是精悍。南山栗木渐可息，北山顽矿何劳锻，为君铸作百炼刀，要斩长鲸为万段。”
（16）西方科技传入
公元1368年至公元1911年时，中国正处于明清时期。在这一时期，西方资本主义崛起，在明末清初，即16世纪末到18世纪初（明万历到清康熙）的一百多年间，有人从西方带着科技知识来到中国。当时西方近代自然科学知识在中国很受欢迎。那时候中国科学技术的发展很缓慢，死气沉沉。西方近代自然科学知识的到来，为中国传统科学技术注入新的活力，中西科技的融合，就像两个老朋友谈话，聊得十分投机。然而，自清朝中叶推行的闭关锁国的对外政策，使中国传统科学技术向近代科学技术的转化受到了阻碍。使中国与大步进入资本主义西方国家相比，在科学技术迅速发展上大大落后了。
明清时代矿冶技术虽然取得一系列重要成就，但资本主义萌芽却一直没能成长起来。在欧洲工业革命后，中国矿冶技术的长期领先地位如逝去的春天，一去不复返了。
（17）焦炭炼铁
明朝公元1650年前后，明朝有位叫方以智的人，他写了一本书叫《物理小识》里面描述了这样一个有关炼焦及用焦炭炼铁的过程：“煤则各处产之，臭者，烧熔而闭之成石，再凿而入炉，曰礁，可五日不绝火，煎矿煮石，殊为省力”。它告诉我们，明朝已经开始使用炼焦煤了，这里所说有臭味的煤，是指含挥发物较多的炼焦煤。
那么，什么是炼焦呢？焦炭是如何炼出来的呢？炼焦就是将含挥发物较多的炼焦煤在密闭条件下，高温煅烧，炼成坚硬的焦炭。焦炭火力耐久而旺盛，用于炼铁，颇为得力，为冶炼金属的优质燃料。把煤煅烧成焦炭，使燃料中的硫分大为降低，炼得铁中含硫量也大为降低，铁质得到提高。如果说煤和木炭容易碎并堵塞炼炉，造成炉内气流不畅而影响冶炼过程，甚至造成爆炸事故，那么焦炭就不会这样，它是完美的炼铁燃料。或许应该说，明代炼铁业的发展是站在焦炭炼铁工艺的肩膀上的。
这是我们的荣耀，因为我们祖先发明焦炭，最少比西方早了100年，我们独领风骚100年。
（18）世界上第一部炼铁专著《铁冶志》
在明朝正德年间（公元1506年至公元1521年）。
明朝工部郎中（相当于现在工业部企业司司长）傅浚，他写出一世界第一本炼铁专著《铁冶志》并非偶然，因为他亲自主持遵化铁厂生产，他研究炼铁技术，并总结炼铁经验。将当时人们关于炼铁的经验记录了下来。
（20）发明萤石为助熔剂
明朝（公元1368年至公元1644年）工部郎中傅浚于主持生产时，并非一帆风顺，当时是遇到重重困难。众多困难的中，最让人头痛的是不出铁，也叫“料不下”，现代称的为“悬料”，这种情况就是炉料停在炉子里，不化不动，生产陷于停顿。于是傅浚经过苦苦摸索，发明出一种助熔剂“萤石”，每当高炉有“料不下”的征兆时，加入萤石，问题便可迎刃而解。
萤石作为高炉第二种助熔剂，对于冶金工业发展有重要意义，今天，萤石不仅用于高炉，而且在炼钢以及其他冶金工艺中也广泛使用。
（21）活塞式风箱的发明
中国古代人民在公元1368年至公元1644年的明朝时期，发明了活塞风箱。
加大空气压力，连续供给的风压和风量，据《天工开物》记载：明清时代活塞式木风箱，利用活塞的推动，自动开闭活门，提高了冶炼强度。有了活塞式风箱，炼炉也可以扩大容积，增加产量。这样，炼铁技术又有了重大的进步。
（22）熟铁冶炼新发展
中国在清初的康熙年间，即公元1661年至公元1727年江苏冶金工匠改良了春秋时代“生铁炒熟”的古法，不加铁矿石，而且不再使用木棍，只是先将生铁打碎，然后把它加热氧化制成熟铁。这种改良方法采用方型炉，下方装通风炉条，与锻铁用的炉大致相同。
生铁及木炭放置在炉条上，把空气鼓入炉下方助燃，炉边放着下炉料预热，把它鼓风鼓到红热时，用石板盖上炉口；并把烧红了的铁敲捶成许多碎块，再用铁铲不断翻动搅拌，当黄红色的火焰从炉口所留孔隙冒出后，铁里的炭、硅、锰的含量就变得很低了，再将炉温升至白热，防铁冷却；停火保温，不让铁熔化。最后用钳子把铁夹出来，用铁锤把它敲打成方块，熟铁就炼成了。
2.古代炼钢
（1）中国最早的炼钢术
中国最早提到炼钢术的古书是《春秋左氏传》。即公元前770至公元前221年，春秋战国时期，春秋阖闾传言：“干将作剑，干将夫妻乃断发剪爪投于炉中，使童女童男三百人鼓橐（风箱）装炭，金铁乃濡遂以成剑。”钢的机械性能远高于铸铁。《吴越春秋》和《越绝书》中，都记载着春秋吴国著名匠师干将和欧冶子炼制钢剑的传说，说明春秋时期已经掌握了制钢技术。从出土实物的科学分析，得知春秋战国时期的制钢工艺，有熟铁渗碳制钢和铸铁脱碳两种。
（2）炒钢技术的发明
炒钢是把生铁加热到熔化或基本熔化以后，在熔池中加以搅拌，经由不停地搅拌，让氧气和铁更充分接触，借助于空气中的氧把生铁中所含的碳氧化掉，降低生铁的碳含量，再经反复锻打，得到组织较为均匀的钢材。在河南巩县铁生沟曾发现有一座炒铁炉。
在西汉末期我们的祖先已经学会了炒钢，并且生产出了大量的钢或熟铁。掌握炒钢是需要掌握火候的，掌握火候需要很高的技术，需要积累丰富的经验，如果火候过了头，碳就会过多的逸出，这样炼出来的东西不是钢，而是熟铁。
所以，当时人们就干脆先把它炒成熟铁，再以这个熟铁为原料去锻制百炼钢。
炒钢炼制出来的百炼钢，质量很好。传说中的名剑就是这样炼制出来的。东汉卅炼钢刀是从山东苍山出土的，钢的内部组织比较均匀，火候掌握得很好，含碳量适中，钢中夹杂物细小，只有很高的炼钢技术，才能炼制出这样好的剑。它比西汉中期刀剑好多了。
（3）百炼钢—中国古代最好的钢材
如果要问中国古代质量最好的钢材是什么？那就是百炼钢！它是怎么炼制出来的呢？那就是把熟铁反复加热锻打。加热的燃料可以用木炭，也可以用煤。在加热的过程中碳能逐渐渗入铁中，而锻打则可以把铁中的夹杂物清除，使钢的组织更加致密、成分更加均匀。百炼钢是对炼铁渗碳钢技术的延伸，最初的炼制材料为块炼铁，炒钢技术出现后，它的炼制材料就以熟铁或炒钢为主了。
炒铁的内部组织结构非常不均匀，而且还混有很多杂质。从电影电视里经常看到打铁的场面，这就是锻打。锻打的好处就是可以减少铁里的杂质，使组织变得均匀。人们在叮叮叮当当的锻铁中，匠师们发现这样锻打出来的锻件质量更好。最后他们终于打出了百炼钢。
（4）灌钢技术的发明
魏晋南北朝时间，人们发明了灌钢技术，大概是从炒铁中演化而来的。炒铁时，如果炒得过火，含碳量太低，就要加入一些生铁来补救，久而久之，便发明了灌钢工艺。
所谓灌钢，是把生铁加热熔化，融入灌注到熟铁料中。生铁里的碳含量比较高，而熟铁含碳量低。把生铁灌注到熟铁中，碳也就从生铁中扩散渗透到熟铁中。这样得到的东西叫灌钢，它再经匠师反复锻打，使其结构均匀。这样炼出的灌钢品质较好。
（5）刀剑的锻造
人类史实际上是一部人类战争史，魏晋南北朝时期，烽火连天，战乱频繁，是个大混战的时代，武器是战争的宠儿，刀、剑等高品质的钢铁武器格外受到人们关注。
产物：花纹钢
产物特性：
锻造刀、剑所用的材料有两种：百炼钢和花纹钢。花纹钢的炼制方法大约可有两种：
①把含碳量不同的钢片多层叠合在一起，再经反复锻打而炼成。
②用灌钢法炼制成。
花纹钢为什么有花纹呢，这是因为它的成分很不均匀，这样制造出来的锻材抛光后现稍加腐蚀，在高碳部分光泽显得较亮，低碳部分光泽较暗。这样明暗相间，形成花纹。这种锻造方法，技术上的关键是要掌握好火候，要在加热到一定温度就锻打，加热温度不能过高，过高了，碳分布就趋于均匀，炼制出来的花纹钢就没有花纹了。
大马士革钢是花纹钢的一种，因产地而闻名于世而得名，大约在魏时期或更早一些时候传入中国，当时名为镔铁。
（6）炒钢工艺的新成就
明朝冶铁技术有一项重要成就，那就是《天工开物》，这本书中介绍了使生熟铁连续生产的各种工艺。
书中说，如果要炼熟铁，在离炉子不远的地方筑一个方池子，四周砌上短墙，让铁水流入池子里面，几个人拿着木棍站在墙上，一个人迅速把用污潮泥制成的干粉均匀撒播在铁水面上，另几个人就用木快速地搅动铁水，这样生铁就“炒成熟铁”了。其中的“污潮泥”或许是含有硅酸铁和氧化铁的泥土，用它能让生铁中的碳氧化成二氧化碳。由于碳的含量减少，生铁就成熟铁了。这种将炼铁炉和炒钢炉串连起来使用，可以免去生铁再熔化的过程，提高了生产率。
（7）灌钢技术进一步改进
灌钢，在宋元时期也叫团钢，这种技术在明代又得到进一步改进。团钢需用熟铁做原料，而熟铁是用生铁炼成的，“二三炼则生铁自熟，乃是柔铁（熟铁）”“用柔铁（熟铁）屈盘的，以生铁陷其间，泥封炼的，锻令相入”，就制成团铁。
据《物理小识》和《天工开物》上说，新的灌钢法和以前灌钢法有许多不同的地方：
①不是把在盘绕的熟铁条中块嵌生铁，而是在捆紧的若干熟铁薄片上放生铁。
②为了让生熟铁相合，加热它们的时候不是用泥封，而是用涂泥的破草覆盖。“火力到时，生钢（铁）先化，渗淋熟铁之中，两情相合，取出加锤，再炼再锤，不一而足，俗名团钢，亦曰灌钢者是也”。
新灌钢法最大的优点就是使生铁液能够均匀地灌到熟铁薄片的夹缝中，让生熟铁能完美地结合，增加了生熟铁之间结合的接触面积，使生铁中的碳能够更快更均匀地渗透进熟铁中。另外，用涂泥的破草覆盖，能保持较高的温度，可使生铁在还原环境下逐渐熔化。
（8）手工艺专书—天工开物
明朝时期，宋应星的著作《天工开物》里面《冶铸》一章，详细地讲了好多中国传统铸造技术。《锤锻》一章，系统地讲述各种铁器和铜器锻造工艺，从万斤大铁锚到纤细绣花针，无所不包，其中还有介绍了斧、凿、锄、锯等工具的制造方法，另外介绍了焊接、金属加热等加工工艺。《五金》一章，叙述金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属矿的开采、洗选、冶炼和分离技术。当然，也描绘了灌钢、各种铜合金的冶炼以及生产设备图，像用煤炼铁、用活塞箱鼓风，直接将生铁炒成熟铁以及生铁与熟铁合炼成钢等等。《天工开物》对于中国古代农业和手工业生产技术作出了系统全面的总结，贡献是史无前例的。它的出版对世界，特别是东南亚地区产生了巨大的影响。
3.世界近代炼钢历程表
公元1777年，瓦特发明蒸汽机后，就有人开始利用蒸汽来做引擎鼓风了。
公元1820年，简？尼尔逊首创以预热的空气鼓风，使高炉的操作效率得到了突飞猛进地提升。
公元1879年，位于美国匹兹堡的露西高炉，是19世纪中期时世界上最大的高炉，其铁水日产量可达100吨，虽然炉体的内衬结构大部分还是用石头材质，但是它的加料装置已经开始使用单钟型密闭式炉顶加料设备。
公元1910年，高炉的炉体支撑结构已经使用坚固的钢板和钢柱，炉壁外的钢壳也装置了水冷设备，这些已经形成了现代化高炉的基本形态。
公元1960年，高炉容积向大型化发展，公元1973年以后的高炉，最大内容积达到4，000立方米以上，每日可产1万吨的铁水。其他炼铁方法虽然也有进步，但由于高炉的产量大且热效率高，这也使得高炉炼铁法，一直到目前仍是炼制生铁的主流方法。
4.近代炼钢
（1）吹气炼钢构想的发起
公元1716年至1726年间，法国生产出来的铁，跟英国和瑞典相比差远了。法国人只好高价向英国和瑞典买铁。
鲁慕当时身为法国科学会成员，看到这种情形后，觉得自己不能生产出高品质的铁来，是一种耻辱，愧对自己所拥有的荣誉。他想着怎么提升铁的品质，思考怎么改良炼炉。公元1722年他的理想如愿以偿了，法国生铁品质终于能与英国及瑞典生铁相媲美了。他确实让法国能够轻松冶炼出了品质良好的可锻白口铁，却没有冶炼出钢。
虽然鲁慕切中炼钢的要点，可他还是没有成功的冶炼出钢，但这不要紧，因为他为后人开启了吹气炼钢秘密的门，所以后世仍尊崇他为炼钢先锋。
哲学家的思想总是那么深远，有预见必，瑞典的哲学家崔登堡就是这样的哲学家，他绘图把他的想法说了出来，说吹气炼铁能成钢。
传言这种崔登堡画出来的炉可以炼钢，燃料是木炭，可以很方便地倾动拆卸，泥砌成的内炉身，铁骨支撑的结构，加箍捆实的外炉，可拆卸修理的炉底，上有风管的炉缸，在风管对面的出铁口位，由炉口加入的矿料。这些完全是崔登堡承袭鲁慕的设计，只是鲁慕的吹气炉不能炼钢，而崔登堡的可以，但后来还是把崔登堡设计的炼炉叫作鲁崔式直吹炉。崔登堡与鲁慕共同为后世炼钢奠定良好的基础。
（2）贝塞麦转炉炼钢法
英国的贝塞麦先生提出了贝塞麦转炉炼钢法。
他成功的找到吹气入炉内的诀窍，用贝塞麦转炉炼钢法炼出钢，他这种方法是酸性转炉法。贝塞麦转炉炼钢法的发明标志着大量炼钢的时代已经到来。
贝塞麦为了改良当时铸炮用钢，参考了前人的炼钢经验，进行了许多试验。他在实验中发现，当吹空气炼钢时，吹进冷空气，可炉内的铁水不但没有变冷，炉温反而升高了。于是他立刻着手制作能在炉内鼓入空气的装置，用来做测试，结果他实验成功了；然后他又再进行坩埚吹气实验，从坩锅口把管子插入熔铁中，向炉里吹入空气，没想到他又获得了同样完美的成果。
（3）平炉炼钢
公元1856年，当年贝塞麦法炼钢有一个缺陷，就是炼出的钢品质十分不稳定。在炼出不同品质的钢中，有一种软硬适中的软钢，它性能最佳，此种软钢里的碳素比熟铁高一点，比坩埚炼出的钢低一点，是利于加工使用的好钢材。
威廉西门为了解决这个问题，他用炒熟铁的方法，把生铁、废钢和铁矿石里的碳硅炒去，把碳量适当的留下一点；威廉依着倒焰炉（反射炉）的样子，做了一个小的原始平炉，为了不让炉内的铁水凝固了，于是他用上了他自己发明的废热再生器，对吹入炉里的冷空气进行加热，让它成为热气吹入炉内。
这样保持炉温就能炼制出品质优良的软钢。1867年，西门家的两兄弟威廉西门和佛里德瑞西门，在英国的伯明翰用这种方法制造了平炉来炼钢，后来，他们把这种炼钢的方法命名为平炉法。
1864年，法国人马丁和他的助手埃墨尔两人在一个叫做赛勒尼地方，制造了一个原始型平炉，学着威廉的方法装上了废热再生器，往炉中投入高碳生铁、废钢和适量的铁矿，炼出了是含碳量适当且品质优良的软钢，德国人把这种炉子叫作西门马丁炉。
1884年，碱性直吹炉去磷硫的实验，经过冶金先锋们的前仆后继，终于成功了，随后英国人大拜在华尔斯的百慕堡首次建造了一座碱性平炉，炼出了不含磷硫的钢。
（4）托马斯转炉
贝塞麦转炉只能把低磷硫生铁投进去炼，可欧洲的铁含磷硫量都很高，把这些含磷硫量高的钢放进贝塞麦炉会造成其热脆冷裂的不良特性。1865年起，史瑞勒下定决心要去除贝塞麦法炼钢的磷硫。1872年，他终于成功地用碱性炉衬及材料除去了钢中的磷。他是个十分谨慎小心人，严谨地进行无数次试验，最后得到实验结论：在碱性直吹炉中，去除元素的顺序为硅、磷、锰、硫；而在酸性直吹炉中元素的去除顺序是硅、碳、锰。
用高镁石灰石制成碱性砖，用它来砌造炉，把磷铁矿放进炼炉中先炼成生铁，再把这种含磷铁水倒进直吹炉内吹炼，就能得到没有磷的钢。而磷已经进入渣中，钢中的磷已经被成功去除。
1871年，托马斯也在想怎么除去贝塞麦炉中的磷，他专门家里设置个小试验室，他常常抽空到附近钢铁厂去打听情况。功夫不负有心人，在四年的后的一天，人家告诉他，去磷的关键在于炉内衬的化学性质，碱性炉衬才能去掉磷。酸性炉衬不能造出碱性渣，无法去除钢中的磷。1877年3月，他经过许多实验后，发表“贝塞麦炉中去磷法”论文；1878年3月，英国钢铁协会认可了他的办法；1879年他在英国申请了专利。
贝塞麦法炼钢会产生的磷硫通过托马斯转炉炼钢除去了。碱性耐火砖做的炉衬，脱磷反应热可作热源加以利用，因德国、比利时、卢森堡等地蕴含着非常丰富的高磷铁矿，只能利用这种方法脱去磷硫，所以这种法在欧洲非常盛行。
在1910年，当时世界四分之一的钢都是用这种方法炼制出来的钢，但这种方法也有缺点：它要以空气为炼钢所需要的氧气来源，废钢不能太多，如果废钢比超过5%～6%以上，炼炉就无法达到热平衡，所以平炉炼钢法在这种情况下再度受到重视。
（5）电炉炼钢
1866年德国人伟尔纳？西门子与格拉姆等人发明了发电机后，人们能够很方便地利用电能了，这促成了以电力发热炼钢的发展。
电炉炼钢
早期电炉炼钢的品质比不上坩埚所炼的钢，但却比平炉钢或贝塞麦钢要好很多。
1880年，威廉西门提出用电发热来炼钢和铁的说法，这种方法可以提高炉温、迅速熔化难熔金属、不会产生杂质、且能制成合金钢。
1898年，意大利人史台塞诺建造了一个威廉所说的电炉，用电弧熔化铁矿，但没有取得很高的效率。
1899年，法国人艾乐用炭极直接与铁发生电弧来熔制铬铁，因为炉口敞开的电炉散热太快，所以他在1902年改用密封式电炉，改良后的电炉省电、效率高，电炉炼制出的钢很受人们欢迎。
1917年，怀亚特研究诱导式电炉，最初电炉是有管式的，多使用在铜合金类的熔炼。1930年，制造出孔洞型电气还原炉，使炼制生铁的电炉革新。
1930年，无管式的诱导炉的发明者德国人达仑堡和包腾堡，成功把高频感应炉变成了高级合金钢冶炼的最标准设备。
1980年的前的电弧炉都是交流式，后来出现了直流式电炉，直流式电炉的噪音小、闪烁电震低、能源效率较高，所以目前它越来越受欢迎。
（6）碱性氧气炼钢法
公元1956年奥地利的奥钢联钢厂首先证实，用氧吹入炉内比空气吹入炉内更好。因直接吹入不含氮氢的氧气，钢的品质变得更加优良。用这种方法炼出的钢，它的成本较低，品质比平炉所炼的钢好，热效率及产量比托马斯转炉高。在建造费及固定费比平炉为低。因此贝塞麦转炉炼钢法又大受欢迎，就连向来不爱用这种方法的英国人，也跟着用了。
1932年，德国柏林大学有个杜勒博士，他研究过转炉纯氧吹炼方法，那时突然爆发了第二次世界大战，兵荒马乱，他不得不暂时中止这项研究。德国阿亨大学的苏瓦茨也在同样的时间做同样的研究。1948年杜勒来到瑞士的菊非林根工厂，得到赫尔布朗大力帮助，才接着继续他的研究。他放弃原来的老方法，用碱性转炉，把纯氧从钢液上方吹入钢液内，用这样的方法精炼，他终于成功了。
（7）不锈钢的发展
钢铁虽然便宜耐用，却有一项不可补救的缺点，就是在空气中太容易生锈。
不锈钢发明后，不锈钢不仅是制造锅碗灼瓢的材料，也是工业上不可或缺的器材。
发明不锈钢是英人哈瑞布里莱，他于1913年发觉将把铬加入低碳钢后，钢铁就不容易生锈了；不锈钢就这样正式问世。由于不锈钢的锻作很难，最后还是哈瑞布里莱本人亲自动手来操作指导，才算冲过了难关，正式奠下了不锈钢在工业上的地位。中国在唐代虽有“不生涩铁腰带”，这或许是铁矿内伴生镍、铬，而不是人们特意炼制出来的。
（8）连续铸钢法
早期，炼出的钢液或生铁液，是灌在固定形状的模子内，让它自然冷却或冲水冷却，钢锭模体是四方锥形的，上部较窄小，底部较宽大，这一方面能增加它的稳定性，另一方面也有利于钢锭的脱模作业。
不过，钢锭铸造法有很多缺点：
①占用很大的厂房面积。
②作业时间很长。
③钢液的温度很高。
④钢锭收缩造成产能损失过大。
早期，大家都用这种模铸法，但在第二次世界大战以后，由于大型炼钢炉的不断出世，产能需求亦不断攀升，人们需要一种100%的连续铸钢法，随后，就发明了连续铸钢法，传统的钢锭铸造法就和平炉炼钢一起走入历史被完全淘汰了。
1950年代发展出的连续铸钢法，是现代化的铸造法。将钢液用盛钢桶装起来，提到连续铸钢机上，让中间包给它分流，钢液不断振动进入水冷的结晶器中，经过拉矫机的矫直，钢液不断冷却变成一条条直条形的钢坯，再用火焰切割器把钢坯分割成规定的尺寸，钢坯的宽度与厚度可以更换结晶器或直接在线上进行调整，就能获得大方坯、板坯，以及矩形坯。
连续铸钢法之所以能够使钢锭铸造法进入历史，除了没有前面说的缺点外，更主要是因为，它能够灵活地变更尺寸，迎合了市场对不同钢材需求的机动性，还有节约能源、节省成本、人力及产能效率等优点。