将高炉生铁脱碳制成熟铁最常用的前近代方法，是将生铁加热至熔融或半熔融状态，在氧化条件下搅拌。中国所有不同的此类方法传统上都称为“炒”。这些工艺大体上与欧洲所用的方法相似。在英文中，我使用通常的英文术语“fining”和“puddling”来翻译“炒”。在中文中，我使用欧洲工艺的现代术语：铁和燃料混合在一起的称为“精炼”（fining），铁和燃料分开的称为“搅炼”（puddling）。但我们将会看到，中国工艺与相应的欧洲工艺有相当大的不同。中国工艺规模较小，似乎比欧洲工艺更节省燃料，但劳动力效率较低。
大别山地区的精炼
以下图示展示了20世纪大别山地区传统精炼炉的建造方式。
1958年河南商城使用的精炼炉示意图。（转载自杨宽 1982: 225；原载《土法低温炼钢》1958: 23。）1. 炉膛。 2. 夯打耐火粘土。 3. 炉口。 4. 炉盖。 5. 风管。 6. 炉口。 7. 铁箍。 8. 炉底。 9. 地面线。
新常富（E. T. Nyström）约1917年绘制的豫南一对精炼炉。背景为传统中国“风箱”，前景为生铁板条和熟铁条。承蒙 Tom Nyström 和斯德哥尔摩东方博物馆惠允转载。
将木柴、木炭和碎生铁装入炉膛并点燃；鼓入空气，当铁呈半熔融状态（如豆腐渣状）时，用铁棍在鼓风下搅拌。如果工匠技艺娴熟，碳从铁中烧除，而铁本身不会烧损过多。当铁中的碳含量充分降低后，以小团块取出，锤打以去除炉渣并锻成条状。
山西一座将生铁转化为熟铁的炉子操作照片。转载自 Alley 1961a。
我尚未见过大别山地区精炼炉使用中的照片，但右侧这幅展示1958年山西类似炉子使用的图片，可大致反映其操作情况。
根据河南商城精炼操作的描述，一个精炼周期可产出约70公斤熟铁，每12小时班次可完成八九个周期。生产一吨熟铁的投入约为1.2吨生铁、85公斤木柴和100公斤木炭；劳动力约为170工时。大别山地区生产的熟铁碳含量通常在0.1%至0.3%之间。
此炉膛中温度至少需达到1400°C。在精炼操作中，铁中的碳既被炉膛中的氧化气氛氧化，也被氧化性炉渣氧化。从炉膛中取出的糊状熟铁块与大量炉渣混合；在铁砧上锤打铁块，“挤压”出炉渣，如同从海绵中挤水。
四川的搅炼
罗冕在1936年详细描述了这种炉子及其操作。他提供了此处转载的示意图和照片。
 |
 |
 |
| 四川搅炼炉示意图。a. 火箱，高2尺8寸（93厘米）。b. 搅炼床，直径2尺（67厘米）。c. 风管。d. 火道。 | 四川一座搅炼炉正面照片。 | 四川一座搅炼炉背面照片。 |
由于印刷质量不佳，照片不够清晰。炉子完全用四川常见的耐火砂岩建造。木炭在封闭的火箱中燃烧。鼓风送入火箱，火焰向下进入搅炼床。
操作。首先在石砌火箱 a 中燃烧半炭化的木炭（柴炭）以加热搅炼床。然后将碎生铁装入搅炼床 b，加大鼓风，通过 c 吹入 a。火焰通过石孔 d 穿过，充分加热生铁。火焰逐渐变成绿豆色；[铁]用木棍搅拌[搅炼]；然后[铁的]颜色由红转白，温度约1000°C。再用木棍搅拌，直至铁碎裂成颗粒状。然后在鼓风搅拌的同时加入少量铁砂（铁的氧化物，俗称“红子”）。[铁]逐渐熔化，随着继续搅炼，从“稀”变为“干”（即粘稠），转变为塑性状态。此时减小鼓风，[铁]形成一团；这就是熟铁，俗称“毛铁”。整个过程约需20分钟。
然后将毛铁在普通锻炉中加热，锤打以挤出所含炉渣。100斤毛铁可得约75斤熟铁。然后锤打成板、条、棒等形状，在市场上出售。
……惯例是付给搅炼工一个综合价格，包括其劳动和所用木炭。将100斤生铁搅炼成毛铁，劳动和木炭的固定价格为3角[0.3元；生铁本身成本为5元]。工人不允许有火耗补贴，但允许任意添加铁砂；因此每给搅炼工100斤生铁，可得约100斤[毛]熟铁。然而，在锻炉中锤打时，虽然劳动和木炭价格同为3角，但因挤出大量炉渣，火耗约25%：给铁匠100斤毛铁，只得75斤熟铁。（罗冕 1936: 23–26）。
铁熔化时，其中的碳被氧化性火焰和富含FeO的炉渣氧化。炉渣部分由添加的红铁砂（可能是石英和赤铁矿的混合物，SiO₂和Fe₂O₃）形成，部分由约25%的炉料生铁燃烧形成。遗憾的是罗冕对此过程的定量数据提供甚少，我也没有在其他地方找到，但搅炼床的尺寸小且操作时间短，表明每炉生铁量可能为10–20公斤。燃料消耗量可能因搅炼工技能而异：这正是要求他自备燃料的原因。
在搅炼过程中，随着铁的碳含量降低，其熔点（液相线）升高。同时炉内温度也升高，可能接近1500°C。因此搅炼床中的铁在大部分过程中呈糊状，由高碳液体中的低碳铁微晶组成。查阅铁碳平衡相图，在1500°C附近，液体含碳约0.5%，固体约0.1%。随着碳含量继续降低，更多低碳铁从熔体中析出，液体比例减少，最终达到上述“塑性状态”，此时铁已几乎完全脱碳。英国的搅炼工称铁“回到自然状态”（coming to nature），在19世纪的大型搅炼炉中这是一个相当壮观的景象。
在大别山地区的“精炼”工艺中，燃料直接与铁混合。那里的温度似乎较低，脱碳可能大部分在固态下进行。固态脱碳比液态慢得多，该工艺虽与早期西方精炼工艺相比效率较高，但可能不如四川搅炼法节省燃料。其巨大优势无疑在于使用较低温度，这意味着可以使用当地材料（耐火度低于四川砂岩）建造炉子。
欧洲搅炼法在原理上与四川工艺非常相似。煤在火箱中燃烧，其火焰用于在单独的“搅炼床”中加热生铁。搅炼工执行的操作与此处描述的基本相同。有两个本质区别：英国工艺使用煤作燃料，且规模比四川工艺大得多。搅炼床大得多，每天数吨铁转化为熟铁，搅炼“可能是世界上最繁重的劳动”（Percy 1864, pp. 656–7）。四川搅炼工的工作不太可能同样繁重，但也绝不像罗冕的描述那样轻松。
令人惊讶的是，四川的搅炼中很少使用煤。英国搅炼法的巨大优势在于将燃料与铁分离，因此可以使用煤将生铁转化为熟铁。欧洲精炼工艺消耗大量木炭（见例如 Percy 1864: 596, 601, 607, 615），而煤不能直接替代，因为其高硫含量大部分会被铁吸收。中国精炼工艺的燃料效率高得多，而四川搅炼法将燃料与铁分离无疑在一定程度上进一步提高了效率；因此，对更廉价燃料的需求可能并不迫切。
1958年四川使用的一种搅炼炉，据杨宽（1960: 187, 图69）重绘。尺寸未给出。煤或木炭在大室中燃烧；鼓风从左侧送入。火焰通过长通道到达右侧的搅炼床。
1958年四川使用的一种搅炼炉，据杨宽（1960: 69）重绘。尺寸未给出。无烟煤在右上方的火箱中燃烧。灰烬落入右下方的灰箱。鼓风同时送入火箱和灰箱。火焰通过大空腔进入左下方的搅炼床。
杨宽（1960: 187–8；另见《冶金报》1958.41: 42–46）简要描述了两种在四川使用煤的搅炼炉。它们在大跃进时期使用，可能更早也在使用。他给出了右侧所示的示意图。可以看出，这些炉子设计比上述讨论的那种更能有效隔离燃料和铁。
参考文献
Alley, Rewi. 1961a. China's hinterland—in the leap forward. Peking: New World Press.
罗冕. 1936. 钢铁. 《中国工程师学会四川考查团报告》第15号. 无出版地，无日期，前言署1936年.
Tegengren, F. R. 1923–24. The iron ores and iron industry of China: Including a summary of the iron situation of the circum-Pacific region. 2 vols. (Memoirs of the Geological Survey of China, series A, no. 2). Peking: Geological Survey of China, Ministry of Agriculture and Commerce. Part I 1921–23, part II 1923–24. 英文正文，谢家荣中文节译。中文书名：丁格兰著《中国铁鑛誌》（地质专报甲种第二号）。
土法低温炼钢. 1958. 江苏省冶金工业厅编，南京。参见 Wagner (1985, pp. 60–66).
Wagner, Donald B. 1985. Dabieshan: Traditional Chinese iron-production techniques practised in southern Henan in the twentieth century. (Scandinavian Institute of Asian Studies monograph series, no. 52). London & Malmö: Curzon Press.
杨宽. 1982. 中国古代冶铁技术发展史. 上海: 人民出版社.
冶金报 1958.41: 31–41. 冶金部中南工作组. 有二百年历史的商城低温炼钢法.
冶金报 1958.41: 42–46. 冶金部中南工作组. 土法反射炉炼钢.
