煉鋼鐵與制火藥都要提到日程上來，沐天波記得后世昆明祿勸縣便有鐵礦，為滇中礦床之一，儲量豐富，大概就在現在的武定府境內，之前數月已然派了沐家的冶鐵作坊老師傅進山尋礦，眼下已然有了些眉目，礦石樣本已經被帶回，沐天波正著手準備建工坊，煉鋼鐵。

　　以后銃炮的生產也會主要在新的鋼鐵工坊中進行，伴當營這邊主要進行新型產品的研制與實驗，新工坊肯定得建在河流邊，眼下礦石冶煉要大量耗水，而且未來造銃造甲也離不開水力機械的輔助。

　　云南地勢崎嶇，水能資源豐富，可以大加利用，眼下造銃最麻煩的就是鉆槍管，此時已經有人力鉆床，人用手柄搖動皮帶轉動鉆頭，還要不時停下調整角度給鉆頭上菜油潤滑保護鉆頭，鉆槍管便需耗時一月。

　　眼下的人力鉆床就算使用學徒鉆槍管，也需要一個人看顧一個鉆床，要是使用了水力鉆床，可以設計成一個鉆床多個鉆孔的形制，一個鉆床就可同時鉆多個槍管了，而且人力需要休息，水力卻是不竭的，生產效率可以大大增加。

　　更有造甲冶鐵之事，眼下小規模的鐵匠作坊都是鐵匠人力鍛打生鐵，將生鐵鍛打脫碳成為熟鐵，再鍛打淬火成精鐵鑄甲，鐵匠們辛苦非常，用水力就可大量鍛造出熟鐵，不過構造水力機械還需要兩個傳教士幫忙。

　　想獲取恒定的水能資源，需要筑壩攔水沐天波是知道的，可要將水力鍛錘使用曲柄，將水輪的圓周運動通過連桿轉化為直線運動，不僅需要構造專門的軸承與齒輪，各種部件的大小與放置距離都是要計算力距的，沐天波對此有些一知半解。

　　華夏之地雖然自漢代就有水排了，但水力器械發展一直不快，究其原因就是因為華夏一直不缺少人力，沒有發展機械的源動力，反觀英國之所以發生工業革命，便是因為它與法國爭霸，作為島國的英國人力與物產都不是法國的對手，有使用機械的源動力。

　　兩個傳教士卻是知道歐洲的水力鍛錘如何制作，眼下他們還在培訓教習班，之前沐天波窮搜沐家的各種產業，找了幾十個年輕的教書先生或是識字的成人，交由傳教士們培訓，用的教材便是幾何原本之類的西學書籍，算是高級班。

　　再過個把月沐天波就打算讓傳教士們帶著他們做出水力鍛錘，有了這個經驗再往后制作水力機械就輕松多了，眼下這兩個傳教士的小教堂已然蓋好，但跟著他們做禮拜的信教者還是寥寥無幾，讓沐天波心中暗自松了一口氣，沐天波同時也在攛掇他們找更多的耶穌會教士來昆明。

　　鋼鐵冶煉的流程，說白了便是用鼓風機讓燃料充分燃燒，高溫火焰融化鐵礦，其間加入木炭粉等，最后讓爐渣析出，剩下的鐵碳混合物便是生鐵了，生鐵鍛打脫碳便是熟鐵。

　　又有灌鋼法與炒鐵法，灌鋼法便是生鐵入爐加溫加入鋼，人為改變鐵料的含碳量成鋼，炒鋼用的柳木棒，兩種方法的原來都是往生鐵中加東西改變鐵料的含碳量，因為現在的鐵水只是半液態的，所以灌鋼法與炒鐵法都需要熟手根據經驗操作，很難量化統一。

　　在現在的技術條件下，因為溫度達不到，幾乎得不到完全的鐵水，只能是半液態的鐵水，明末天工開物中記載的冶鐵法已然是這個時代最系統全面的冶煉方法了。

　　眼下大明的冶鐵中心便是廣東佛山鎮，作為明代四大名鎮之一的佛山在天啟年間就日產鐵料六七千斤，眼下鑄炮流行的失蠟法，泥模法都是來自佛山，天工開物中記載的冶鐵法現在已然部分出現在佛山。

　　其方法便是將煉鐵爐與炒鐵爐相結合，煉鐵爐出來的鐵料直接進炒鐵爐，取消了二次的加溫，降低了能耗，形成了半連續系統，而沐天波想要采取的冶煉方法是坩堝冶煉法，以粘土燒制耐火磚，用石墨燒制坩堝，造煉鐵爐。

　　煉鐵高爐并不新鮮，但天工開物中的高爐都是開放樣式的，沐天波卻打算造全封閉帶蓄熱室的，加裝一個水排鼓風機，將原本在爐頂部的廢熱氣抽到蓄熱室中，蓄熱室用耐火磚構造，內中堆砌成密集蜂窩狀孔型，為的是用磚壁吸附保存廢熱氣。

　　還可分成進出氣管道兩組，用閘門控制切換，一組進新鮮空氣時另一組導出廢氣，反復切換加熱，最終蓄熱室的耐火磚會被持續加熱，新鮮的空氣被水排鼓風經過蓄熱室內變為高熱空氣，提高爐內溫度。

　　這種方法的目的就是給爐內加溫，類似的方法便是歷史上1828年蘇格蘭人發明的熱風爐，用高溫空氣加溫，就算沐天波的這個坩堝高爐還是煉不出完全的鐵水提升鋼鐵品質，煉出來的鐵也肯定比現在的品質要高，而且肯定可以節約不少燃料。

　　原理很簡單，關鍵便是耐火材料的使用，這個只能是通過大規模的實驗獲取實驗數據了，用石墨，瓷土，粘土按不同比例進行實驗，眼下沐天波已然讓李有金他們搭起了封閉高爐，實驗坩堝與耐火磚的材料比例，這個還需要慢慢來，更不能假以西人之手，在沐天波眼中這才是真正的軍國利器。

　　還可對煤炭進行脫硫處理，北方鐵料不如南方，便是因為北方冶鐵用煤炭，而北方煤炭多硫，會讓鐵質變脆，煤炭脫硫在歷史上由英國人在1709年發明，方法也很是簡單，就是加入石灰石，石灰與螢石，具體比例也只能實驗了。

　　煤炭脫硫不僅可以降低煤炭的含硫量，更可以讓煤炭完全燃燒，更進一步地提高高爐的溫度，產出更加優質的鐵料。

　　此時硝石制取就頗為麻煩，需要在水中溶解多次煮沸后加入雞蛋清，紅蘿卜吸附其中雜質，之后冷卻放入大翁中漏水，取出純硝曬干，百斤硝土出硝三十斤。

　　硫磺也要每十斤加二斤半牛油與一斤麻油煎煮，加入柏葉吸附冷卻獲得，木炭也要用清明前后的柳碳制取，用麻桿灰碳的話威力會大減。

　　沐天波打算未來沿用這個構成比例，還可培養硝化細菌，后世魚缸中便多放此物，此時可以用大量腐爛魚蝦，加上人畜糞尿，再蓋上秸稈草木灰，便可培養出硝化細菌產出硝土了。