朱慈烺將湯若望和孫和鼎等人帶到了火炮廠，突然想起一件事，問湯若望道：“根據(jù)朝廷兵部的記載，當年你們在京城炮廠造了二十門火炮，為何沒有下文了？”
“生鐵，太子殿下懂么。因為你們的生鐵不好，容易炸膛，成本太高了�！睖敉蒙驳闹袊捇卮鹬齑葻R。
“略懂。哦，原來大明火炮不行，是這個原因。你有辦法改進么？”朱慈烺點點頭，問湯若望。
朱慈烺在現(xiàn)代的一個月，學(xué)習(xí)了一點科學(xué)知識，鋼鐵是近代工業(yè)之母，武器離不了，一旦生鐵質(zhì)量過關(guān)，這時代各種有趣的創(chuàng)新和發(fā)明其實都可以應(yīng)用。比如想要制出近現(xiàn)代的弓弩出來，首要就是煉出更好的鐵，弄出更好的木料。還有西洋火炮，其實明末近代意義的火炮已經(jīng)成熟，可問題在于，由于炮身的鑄鐵工藝技術(shù)不過關(guān)，不但精度極差，射程也不如意，時不時還炸膛，有是還不如滿清鐵騎的射箭好用。而且明末火炮雖然有了應(yīng)用，但是真正大規(guī)模的應(yīng)用卻沒有真正鋪展開。其中最大的難題，也就在于此。
湯若望道：“這些年歐洲的煉鐵技術(shù)進步很快。改進的方法是有的，太子殿下，您得給我一些匠人和時間。”
朱慈烺笑答：“這個沒有問題。”
于是，朱慈烺派滿黑龍招來匠人們，對湯若望說：“這些工匠，現(xiàn)在都能干活，比如鐵匠，先前派人讓他們搭建了高爐煉鐵，讓他們做了一些簡單的鐵器，他們現(xiàn)在制的東西或許我們用不上，可該做的還要做，不但要做，還要不斷提高，改進工藝，三個臭皮匠就是一個諸葛亮，一步步讓他們制更加復(fù)雜的東西，這樣等到將來的時候，你們肯定需要一些特別的鐵器，到時都可交給他們完成。這些人，以后就都歸你管了，你好生對待他們。”
”這些人，看起來很能干，比二十年前的人好多了�！皽敉f。
”那當然，這些人都是經(jīng)過精挑細選的。“朱慈烺說。
朱慈烺帶著湯若望等人到了高爐設(shè)置的地點，那是不遠處一處河流，當?shù)厝朔Q這河為拒馬河，名字很好懂，就是說河很寬，馬兒過去不。這高爐，足有三丈，是工匠們根據(jù)朱慈烺的要求堆砌而成，這爐子極大，在半腰時，又讓人沿著爐壁堆砌了石屋，屋里已堆了不少的焦煤。
火炮廠的高爐與尋常造作局的高爐不同，一方面是增加了長度，另一方面爐壁也加寬了不少，這種高爐已經(jīng)頗有些近代高爐的雛形了，爐底四周和上部為碳磚，下部為粘土磚；整個爐子足足有四人高，半個屋子大，下方有一個進風(fēng)口，值得一提的，則是木匠們做出來的鼓風(fēng)機。
湯若望一看，大喜過望。他仔細研究了半天，這鼓風(fēng)機和高爐一樣，同樣巨大，采取的是水排動力，即選擇湍急的河流的岸邊架起木架，在木架上直立一個轉(zhuǎn)軸，上下兩端各安裝一個大型水輪，在下水輪的輪軸四周裝有葉板，承受水流，是把水力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械轉(zhuǎn)動的裝置；在上臥輪的前面裝一鼓形的小輪，與上臥輪用“弦索”相聯(lián)；在鼓形小輪的頂端安裝一個曲柄，曲柄上再安裝一個可以擺動的連桿，連桿的另一端與鼓風(fēng)箱相連。這樣，當水流沖擊下臥輪時，就會帶動上臥輪旋轉(zhuǎn)。使得和它相連的連桿運動，連桿往復(fù)運動，使排扇一啟一閉，進行鼓風(fēng)。
過了一些日子，湯若望根據(jù)自己的認識和靈感，在鼓風(fēng)箱進行了某些改進，采取的是雙向鼓風(fēng)，里頭的活塞也想辦法充實。風(fēng)力更大。利用水利鼓風(fēng)，不但解決了人力緊張的問題，同時也大大提高了效率。
對高爐改造得差不多了，那天，湯若望請朱慈烺他們來參觀。一切準備就緒，他自信滿滿地命令道：“開火！“
不一會，排水的風(fēng)輪與鼓風(fēng)箱已經(jīng)連接在了一起，高爐中的焦煤也已經(jīng)引燃。鼓風(fēng)機在水流的帶動下，開始咔咔隨著曲柄運動起來。
水流湍急，鼓風(fēng)機的出風(fēng)也是連綿不絕，而且風(fēng)力極大，出風(fēng)的箱口正對高爐的風(fēng)口。頓時，原本只是冒著黑煙并沒有完全燃燒的焦煤迅速開始啪啪作響，爐子里的焦煤立即燃燒。
說也奇怪，從前在造作局的時候，在官吏的皮鞭之下，這些工匠做事都只是應(yīng)付，有一日沒一日的混日子，這鐵煉的如何，和他們一點關(guān)系都沒有，反正只要完成了數(shù)量，質(zhì)量如何，官吏不會管，他們更懶得計較。得過且過，若是真要形容，那么他們從前的生活狀態(tài)就是如此。而現(xiàn)在，他們的心境有些不同了，一方面是太子讓人家好飯好菜地供養(yǎng)，又不必動輒打罵，而且還可以接家眷來，照樣也是白米飯供養(yǎng)，不只如此，有兒女，朱慈烺還讓人教授讀書。他們的工作狀態(tài)完全不一樣了。
不一會，整改后的爐頂上開始冒出煙來，煙霧騰騰，整個爐子里通紅一片。
這些場景，看得朱慈烺目瞪口呆，他很興奮，知道湯若望這是在讓人煉制焦炭，只要焦炭練好了，生鐵也就可以練成好鋼。有了好鐵和好鋼，大明的火炮質(zhì)量就可以大大提高，忍不住夸贊湯若望和孫和鼎。
孫和鼎有點想哭，眼前這位大明太子，竟然懂得這么多東西，他心想，要是他的父親孫元化遇到的是朱慈烺，那該多好。
“取碳�！边^了半個時辰，爐內(nèi)的溫度持續(xù)升高，孫和鼎命人去取焦炭，拿去煉鐵。
孫和鼎一聲令下，早有幾個鐵匠拿出特制的鉗子，將滾燙的焦炭取出來，接下來的事情也不小，還需粘結(jié)、固化、收縮，這些鐵匠們倒是在行，忙活了半個時辰，焦炭的樣品便送到了朱慈烺和湯若望、孫和鼎的眼前。
孫和鼎左右看了看，見碳身烏黑，沒有什么雜質(zhì)，便派人遞到湯若望的手中，問道：“湯神父，你來看看，這焦炭拿去煉鐵，效果會如何？”
湯若望接過焦炭，眼睛都瞪大了。見識過多少焦炭，今日煉出來的焦炭和往日竟是大大不同，色澤烏黑發(fā)亮，通體看不到丁點雜色，實在讓人嘆為觀止。他點點頭道：“這焦炭已是極品，若是拿來煉鐵，鑄成炮管，應(yīng)該不會再炸膛�！�
朱慈烺笑道：“兩位先生真是奇才，這大明炮廠，以后一切聽你和孫顧問指揮，就用這焦炭先煉一爐鐵看看，有了這高爐和鼓風(fēng)機，火候應(yīng)當不成問題，焦炭也是極品，能不能煉制出好鐵，就看諸位了。”
湯若望大喜過望，立刻來了精神，火炮廠的工匠們也打起精神，有人去搬鐵礦石來，有人準備好焦炭，有人去清洗爐子，一番忙碌，又是一兩個時辰過去。隨即大家熟稔的開始生爐，放入鐵石，燃起焦炭。
等待之中，爐內(nèi)的溫度開始升高，直到達到了臨界點。
緊接著，赤紅的鐵水自一處槽口流淌出來。
若說鐵水，明代的工匠都見過，可是全部融化為鐵水，見到的人倒是不多，孫和鼎和湯若望笑了，他們都知道，一旦融為鐵水，就意味著大量的雜質(zhì)從鐵中脫離。
孫和鼎道：“鐵化作了水，能煉出更好的鐵來�！�
朱慈烺哈哈大笑，說：”鐵煉好了，就叫鋼吧！“
“叫鋼好，叫鋼好！！”孫和鼎拿出隨身的筆記本，記錄了下來，這是他的習(xí)慣。
大明的火炮廠里，竟然把生鐵練成了較純的鋼，朱慈烺有點不解，問湯若望：“湯神父，你怎么知道這好鐵，哦，不是，是鋼的煉法？”
湯若望笑道：“大明以前生鐵的質(zhì)量不行，我觀察了一段時間，要么是火候問題，要么就是焦炭的問題。在這兩個方面下功夫，鋼鐵的質(zhì)量自然就高了�！�
湯若望跟朱慈烺說，到火炮廠后，他親自來考察過，年老的鐵匠們向他訴苦：“大……大人，小人們該死，幾番鍛造，雖然改進了不少，可是依舊出不了你要的好鐵，火候不足，去除不了雜質(zhì)，雖然百鍛成鋼，可是先天不足，很多都廢了�！�
湯若望便去看了看鐵匠們用的風(fēng)箱，頓時就傻眼了：明末的風(fēng)箱很古老，是用木頭和牛皮制成，煉鐵用的還原劑是木炭，也不是焦炭，他一個人靜了靜之后，就想到了答案：要建高爐通風(fēng)，升高溫度，利用焦炭煉鐵。因為焦炭和木炭是有區(qū)別的，焦炭火力均勻，而木炭有堅木和松木之分，難以保持平穩(wěn)火力。
這時的生產(chǎn)條件，實在過于簡陋，導(dǎo)致生產(chǎn)出來的生鐵含很多雜質(zhì)，加碳的標準不一，沒有專業(yè)工具，鐵中氣泡含量過大，結(jié)構(gòu)強度低，遠遠達不到應(yīng)用要求。
經(jīng)過三天的反復(fù)琢磨，對照補鍋爐原理，湯若望、孫和鼎和一批老鐵匠分析爐高與爐壇、風(fēng)箱與爐心的比例尺寸，以及火力調(diào)控等因素，最后決定：爐高三丈，直徑一丈，風(fēng)箱一丈二尺，每次用八人手扶橫桿，往返跑動推拉。風(fēng)箱的活塞用土粗布和雞毛按尺寸手工縫制而成。
土高爐的草圖出來后，朱慈烺讓砌匠用青磚為主料，用當?shù)氐幕壹啄�，摻少量石灰、細黃土合水拌勻為砌料。爐心用錘反復(fù)錘糯，粘貼于爐心周圍壁上，使此形成堅硬不易開裂的爐心。風(fēng)箱多用古樟樹、板栗樹、元珠樹為原料，用四圈鐵箍箍緊，避勉漏氣通風(fēng)。
然后，他們反復(fù)試驗，專攻技術(shù)難關(guān)，如看火喉大小、風(fēng)力強弱、燃料添加等，邊試驗邊實踐，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷改正提高。
土高爐原來用人工送風(fēng)，一推一拉，強弱不勻，根本達不到煉鋼高溫，后來就改成了水風(fēng)車送風(fēng)。
其實就創(chuàng)新來說，此時的大明并不比西方落后，煉鋼早已有了灌鋼法和焦炭煉鋼法，而這些方法在西方直到工業(yè)革命之后才出現(xiàn)。湯若望讓這些鐵匠們養(yǎng)成一種練了一爐鐵之后進行記錄的習(xí)慣。這一次的火候大致是多少，風(fēng)力多大，熔煉了多少時間，鐵水的色澤，添加的焦炭多少，都需要有經(jīng)驗的老匠記錄下來，再根據(jù)煉出鋼鐵的好壞，繼續(xù)進行修正，以此來提高。
經(jīng)過十來天的不斷嘗試，工匠們漸漸掌握了規(guī)律，煉出來的鋼鐵不但在使用焦炭煉鐵法大量降低成本以及產(chǎn)量大大提高，而且鋼鐵的質(zhì)量大大提高。
聽完湯若望、孫和鼎帶領(lǐng)匠人們煉鋼的故事，朱慈烺不禁豎起了大拇指，說：“你們真是了不起，以后為大明軍制造新槍新炮的任務(wù)，就交給你和孫顧問。說實話，我對大明火炮廠現(xiàn)在生產(chǎn)的槍炮，一點也滿意啊。比如大明產(chǎn)的那些三眼銃，受藥不多、放彈不遠，打出去不迅不直，且無猛力，裝藥太緊，還容易顛倒炸裂�；鹋诰筒槐卣f，名字聽上去很威風(fēng)，什么大將軍炮、滅虜炮、攻戎炮，實際上火力和威力和西洋紅衣大炮幾乎存在天壤之別�！�