由于生产规模的扩大和生产技术的提高，这一时期，竖炉炼铁得到了进一步的发展。具体表现在：第一，竖炉容积不断增大。在河南鹤壁发现的13座汉代冶铁炉遗址中，最大的一座炉缸长轴为3.1米，短轴2.4米，横截面积5.8平方米。在郑州古荥镇发现的一座高炉，复原后，高度也有5—6米。第二，筑炉技术有了提高。从考古资料可知，汉代炼铁竖炉中，有的炉缸已采用椭圆形状，并在与长轴垂直的方向加装鼓风口。这样做，既扩大了炉缸面积，又不至于影响炉缸的温度。这是高炉炼铁的一项重要改革。美国直到1850年才建成这种高炉。第三，为了克服炉渣中由于SiO2含量高、黏度大，给操作造成的困难，汉代已经懂得在炉料中加入石灰石作溶剂，这也是冶金史上的一大发明。第四，为了改善炉内透气性能，汉代人已经懂得按比例配料及对矿石进行“整粒”。第五，汉代炼铁高炉的燃料主要是硬质木炭，但从一些铸铁成分的分析看，汉代有一些炼铁炉已用煤作燃料。在巩县铁生沟和郑州古荥遗址均发现了煤饼。第六，鼓风设备有了改善。东汉人杜诗发明的“水排”，不但节省了人力、畜力，而且也提高了鼓风量。在欧洲，水力鼓风装置直到12世纪才发明出来。
汉代的生铁的品种也有了增加。战国时期，生铁主要是白口铁，麻口铁较少，灰口铁更少。秦汉时期，灰口铁有了明显的增加。在河北满城出土的西汉中期铁锏、南阳瓦房庄出土的东汉铁釜浇口等，都属于灰口铁。灰口铁的硬度虽不及白口铁，但由于灰口铁中含有片状石墨，因而具有良好的耐磨性和润滑性，宜于作轴承和犁铧等，故具有更好的应用前景。
与此同时，生铁的使用范围也有了扩展。战国时期，生铁主要用于直接铸器。到汉代，生铁有了两种新用途：一是作为炒钢原料；二是直接作脱碳退火，生产某种熟铁和低碳钢的半成品。在郑州古荥镇、南阳瓦房庄、鲁山望城岗等冶铸遗址中，均发现有长方形、梯形小铁板，从外形看是铸铁件，但经检验都为熟铁或低碳钢，是脱碳退火所致。这种半成品可以加工成各种不同的器物。
（二）炼钢技术
两汉时期，中国不仅冶铁技术已发展到了很高的水平，而且还发明了新的炼钢技术。在古代世界，除了印度等少数地区之外，大部分地区早期制钢都是在固态下进行的，中国也是这样。这种工艺的缺点是：渗碳过程进行得十分缓慢，产品含碳量往往较低，夹杂较多，从而限制了钢的数量及范围。随着生产力水平的进一步提高，汉代先后发明了炒钢、灌钢、百炼钢和坩埚钢技术，从而使钢的质量有了很大的提高。
炒钢技术大约产生于西汉中晚期。炒钢以生铁为原料，将生铁在空气中加热到1200℃左右，使其达到半熔化状态，然后搅拌，增加与空气的接触面积，生铁中的部分碳氧化，使铁的温度增高。由于碳的不断氧化，最终生成熟铁，倘若控制失碳程度，适时终止搅拌，就能得到中碳钢或高碳钢。由于炒炼过程是在液态半液态下进行，氧化脱碳较为迅速，生产率较高，成分可适当控制，产品质量也较好，因而它能较大程度地满足社会对可锻铁的需求。从考古发现情况看，巩县铁生沟、南阳瓦房庄、新安孤灯村等冶铸铁遗址中均有炒钢炉，铁生沟出土的铁块、残铁锄、铁锸等为炒钢制品。不过，炒钢法也有一个缺点，就是搅拌的时间不易控制，因而钢的质量不易保证。
