元末農民大起義,推翻了元朝的統冶,促進了明代社會生產力的迅速發展。勞動人民在生產鬥爭的實踐中,發揮了聰明才智和創造精神,總結和發展了我國古代冶鐵煉鋼科學技術的光輝成就,把明代鋼鐵生產推進到前所未有的新高度。當時鋼鐵生產高度發展主要表現在四個方面。
第一,眾多鐵礦的發現和開採。據有關史料記載,明代在全國範圍內發現和開採的鐵礦產地已有232個州縣。河北直隸(今河北省)6個,南直隸(今江蘇省、安徽省)5個,山西19個,山東14個,河南l2個,陝西16個,浙江14個,江西]2個,湖廣(今湖南省、湖北省)33個,四川19個,福建28個,廣東23個,廣西2個,雲南17個,貴州]2個1。這些鐵礦,有些現在已被開採,有些雖未開採,但有遺跡可尋,可為我國冶金地質部門「就礦找礦」提供歷史線索。
在發現眾多鐵礦產地的基礎上,建立了許多官營鐵冶所和民營鐵冶場。據載,明初官營鐵冶廠全國即有15所2。其中以河北遵化鐵冶廠的規模最大,役使工匠達2560人3。全國官營的鐵產量為:成化十九年(1483)產生鐵30萬斤,正德四(1509)產生鐵48.6萬斤,熟鐵28.8萬斤,鋼鐵6.2萬斤鋼鐵。嘉靖八年(1529)以後,每年煉生板鐵18.8萬斤,生碎鐵6.4萬斤,熟掛鐵20.8萬斤4。至於民營鐵冶場則比比皆是,僅福建就有68處5,廣東的惠州有43處6。民營冶鐵場的規模也相當大,就其使用勞動力而言,廣東南海縣的煉鐵廠,崇禎年間(1628—1644)已達到「三、五千人」7。安徽蕪湖的「蘇鋼」坊也有數十家,每日工作有數百人8。有些地方的民營鐵冶場已出現了較細的分工,如福建政和縣的採礦冶煉,「每爐一座,做工者必數十百人。有鑿礦者,有燒炭者,有煽者,其餘巡爐、運炭、運礦、販酒等亦各數十人,是以一爐常聚數百人」9。
明中期以後,全國無鐵課數可徵詢,難以統計全國鐵產量。但就嘉靖元年至十三年()522一1534),廣東一布政司的鐵課數推算,年產鐵量6127500斤5,已相當於永樂初年全國鐵產量的三分之一,如果把其他12個布政司及南、北直隸的鐵產量統計在內,則全國鐵產量也是相當大的了。從世界鋼鐵發展史來看,明代的鐵產量,當時是占世界第一位的。根據世界歷史的記載,在]7世紀以前,世界其他各國根本沒有鋼鐵產量的統計。直至]7世紀晚期(約1670年左右),年鐵產量最多的俄羅斯也只有2400噸6。而明永樂初年(15世紀),我國的鐵產量已經是9700噸了。嘉靖十三年(1534),僅廣東的鐵產量就達到了3l08噸。鋼的產量徽蕪湖已有數百人從事生產的數十家鋼坊煉出「蘇鋼」7,以及廣東、廣西煉出「合金鋼」的情況看,產量也是相當可觀的。這說明,我國15至16世紀時鋼鐵產量已遠遠超過17世紀國外最先進國家的鋼鐵生產水平了。
第三,掌握了世界先進的冶鐵煉鋼技術。從宋應星《天工開物》卷十四和方以智《物理小識》卷七以及李時珍《本草綱目》卷八記述的冶鐵煉鋼方法來看,當時已有幾種先進的技術:一是煉鐵爐和炒鐵爐的串聯使用,即從煉鐵爐流出的鐵水直接流進炒鐵爐炒成熟鐵。這個方法減少了一步再熔化的過程,是現代冶金技術上的一個重要起點。在歐洲,直至17世紀才開始使用這種煉鐵技術。二是煉鐵爐操作的半連續性,即出鐵後用泥堵住出鐵口,鼓風再煉。而歐洲早期煉鐵則是等爐冷卻後才把鐵取出來,然後再熔化冶煉。三是獨創了一套鋼鐵生產系統,即把鐵礦砂煉成生鐵,再由生鐵煉成熟鐵,然後由生鐵、熟鐵合煉成「灌鋼」。這種煉鋼方法在當時的歐洲還沒有出現。四是熔劑的使用。即在炒鐵爐的生鐵上撒上泥灰,用作熔劑,然後用木棍攪動,以幫助氧化。可見,早在400多年前的明代,我國勞動人民已經掌握了當時世界最先進的冶鐵煉鋼技術。這一點,就連現代外國研究世界冶金史的學者也承認,這種「把生鐵和熟鐵放在一起煉鋼正是後世平爐制鋼方法的先聲」,「猶為世界所無」1。
第四,制鐵工業城鎮不斷興起。廣東的佛山鎮,在景泰年間(1450—1456),已經是「民廬櫛比,屋瓦鱗次,幾萬餘家……工擅爐冶之巧,四方商販輻輳」的鐵手工業市鎮2。江蘇的吳江縣廂村,嘉靖時「有前後二村、居民數百家,鐵工過半」3。震澤縣(今吳江縣屬)的檀丘鎮,成化中年「居民四五十家,多以鐵冶為業,至嘉靖數倍於昔」4