冶铸中的鼓风技术，也有了重大进步。三国时魏国的韩暨在官营冶铁工场中改进和推广应用水排，计其利益比马排、人排增加了三倍。这种鼓风水排，节省了人力、畜力，提高了生产效率，为后代广为流传使用。
汉代以来的各项金属冶炼和加工工艺在隋唐获得了全面的发展，并且在技术上趋于定型。如百炼钢技术因效率较低，已不常使用。而作为灌钢工艺早期形式的宿铁法则在唐初得到进一步推广，成为冶坊中的常规工艺。传统钢铁技术大约到唐代中期趋于定型，形成了以蒸石取铁，炒铁为柔，生熟相和，炼成则钢为主，辅以渗碳制钢、夹钢、贴钢等冶炼加工工艺的传统钢铁技术体系，其后长期沿用，成为定式。作为古代钢铁史上总结性的技术成果，这一体系采取的正是现代钢铁冶炼由矿石炼得生铁，再由生铁炼钢和熟铁或用生铁、废钢合炼成钢的工艺路线。这进一步证实了中国传统钢铁技术的先进性及其在世界钢铁史上的重要地位。
与此相应的是，唐代的农具制作有了重大变革。唐初仍有部分农具是铸铁的。唐中叶后，随着传统钢铁技术体系的形成，炒铁和制钢术普及，农具从铸制发展到锻制。这标志着锻造和铸造在社会生产中地位的转换。近年出土的唐代铁农具（如河南三门峡市出土的唐代铁铁镰，河北易州出土的锄、铲、刀、镰等）就是锻制的，其形式与现在所用手工制作的传统农具已几乎完全一致。农具制作的历史性变革在社会生产中起了重要作用。
隋唐以后的铁范铸造技术是承袭着早期铁范的结构形式和铸造方法而发展起来的。虽然农具由铸制改为锻制，但犁镜仍用铁范铸造。此外，失蜡法铸造技术也有了进一步的发展，特别是用于造型复杂的铸像。隋开皇四年（584），武强县丞董钦出资所造佛像即属于失蜡法铸件。唐初铸开元通宝也采用了失蜡法，《唐会要》卷八九引郑虔《会粹》：欧阳询“进样，自文德皇后搯一甲迹，故钱上有文”。这是关于失蜡法的最早文献记录。即蜡的古写，这是用蜡塑成钱样，经审定后才予铸造颁行。出土的开元钱中确有一种于钱背有甲痕的。唐代宫廷用器也常用失蜡法铸造而成。
大型、特大型铸件代表着金属冶铸业的生产规模与技术水平。隋澄空于晋阳铸铁佛高七十尺。唐武则天当政时铸天枢，高一百零五尺，用铜、铁二百万斤；又铸九鼎，高丈余，用铜五十六万斤。中国现存最早的特大铸件首推五代时期铸造的沧州大铁狮。它是953年由山东李云铸造的，长五点三米，高五点四米，宽三米多，重四十吨。它分段接铸而成，铸范共四百零九块，泥芯是整体的，这反映了当时造范与合铸技术的高超水平。
宋代的铁主要产自磁州、邢州、兖州和徐州。黄金开采以山东登州、莱州为最着称。其他有色金属产地则多在江西、福建、广东等南方地区。官营矿冶业的管理相当严格，据《宋会要辑稿·食货》记载，当时的铜矿官员要逐日登录下矿人数，采矿、磨矿篓数，淘洗和入炉冶炼的矿石斤数。《宋史·薛奎传》提到，永州“发调兵三百人采铁，而岁入不偿赀。奎听民自采，所输辄倍之”。又，《宋史·梁适传》载：“莱芜冶铁为民病，当役者率破产以偿。适募人为之，自是民不忧冶户，而铁岁溢。”这表明官营矿冶业的腐败和窑役的扰民已严重阻碍矿冶的生产发展。在这种情况下，官府被迫采取“豪户请佃”、“业主开采”等方式，民营坑冶得以有较大发展，如《东坡奏议》卷2即载其时徐州利国监“凡三十六冶，冶户皆大家，每冶有百余人”，李昭圯《乐静集》卷29《吕正臣墓志铭》中记兖州莱芜冶吕氏”募工徒，斩木锻铁，制器利用，凡东州之人，一农一工，家爨户御，其器皆吕氏作也”。
辽夏金对西北和东北地区的矿冶发展也作出了重要贡献。契丹和渤海、室韦诸族原先就都能炼铁。辽立国后，设五冶太师统辖坑冶。《辽史·食货志》记辽阳有铁冶300户。幽蓟等地的冶铁业也都保持一定的规模。女真在立国前也已能烧炭炼铁，其后进一步建立了自己的矿冶业。黑龙江阿城为金上京会宁府，已发现金代冶铁遗址50余处，出土有大量炼炉、矿石、炼渣和铁块等。陕西榆林窟有西夏时期的冶铁图，其中的木扇形制和中原相类似。历年所出西夏钱币的合金成分和铸造工艺，也和宋钱相同。这些都表明辽、西夏、金的矿冶业是在中原先进技术带动下发展起来的。
传统钢铁技术体系的定型，是唐宋时期金属技术发展最突出的成就。苏颂《图经本草》称：“初炼去矿，用以铸器物者为生铁，再三销拍可作鍱者为鑐铁，亦谓之熟铁。”唐初仍有部分农具用生铁铸就。但到宋代，锄、耙等铁农具如河南白沙、山东临沂、江苏扬州等地所出已均由锻制。农具制作由铸制改为锻制这一历史性转变，对宋代农业生产的发展是起了重要作用的。
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