Dù than đá vốn không thích hợp để luyện thiết, bởi vì lưu huỳnh có trong than đá sẽ dẫn đến độ giòn nóng của gang, khiến nó không thể rèn thành hình. Thế nhưng than cốc lại là nguyên liệu luyện thiết tốt nhất.

Vài trăm năm sau, đây là chuyện ai cũng biết rõ. Thế nhưng đem than cốc dùng vào việc luyện thiết, tuyệt đối không phải là một chuyện dễ dàng. Luyện cốc rất dễ dàng, chỉ cần để than luyện cốc vào trong lò gạch đất sét thông thường, trong điều kiện không cô lập không khí ở trong lò, nhờ vào lỗ châm lửa ở tường bên lò để châm lửa thủ công, nhóm đốt than luyện cốc chất đống trong lò, dựa vào nhiệt lượng do bản thân than luyện cốc cháy để làm nóng than từng lớp một, dòng khí nóng hình thành từ khí thải do than cháy sinh ra cùng với một lượng lớn sản phẩm nhiệt phân của than chưa cháy hết, tiếp tục cháy qua đường dẫn lửa ở thành bên buồng lò, đồng thời truyền một phần nhiệt vào trong lò. Quá trình này kéo dài từ 8 đến 11 ngày, đợi cho đến khi than cốc chín, thì rót nước từ lỗ châm lửa thủ công để dập tắt than, làm nguội lò, cào than cốc ra. Thế là sản sinh ra than cốc.

Thế nhưng, vấn đề thực sự của việc dùng than cốc luyện thiết rốt cuộc là gì?

Vấn đề thực sự nằm ở chỗ than cốc không dễ cháy bằng than củi và than đá, nếu muốn sử dụng than cốc luyện thiết thì cần thiết phải cải tiến thiết bị thông gió và điều chỉnh kết cấu trong lò để có được không khí đầy đủ hơn. Trong một thế giới khác, Abraham Darby của nước Anh, chính vì đã giải quyết được vấn đề này, thông qua việc cải tiến đường kính trong của lò cao để khiến nó thích ứng với việc luyện thiết bằng than cốc, đồng thời lắp đặt cho lò cao một bộ thiết bị thông gió mới. Lò cao được cải tiến như thế vào năm 1709 đã dùng thành công than cốc để luyện ra gang.

Sự thành công của việc luyện thiết bằng than cốc chỉ là điểm khởi đầu của cuộc cách mạng ngành luyện thiết ở Anh, nó khiến ngành luyện thiết bắt đầu thoát khỏi sự lệ thuộc vào gỗ. Đổi mới kỹ thuật trong lĩnh vực công nghiệp là nhân tố căn bản dẫn đến cuộc cách mạng công nghiệp Anh thế kỷ 18, mà kỹ thuật đổi mới được người ta nghĩ đến đầu tiên chính là máy dệt và máy hơi nước. Nhưng trong mắt các nhà kinh tế học, cuộc biến cách diễn ra vào thế kỷ 18 từ luyện thiết bằng than củi sang luyện thiết bằng than cốc, ý nghĩa của nó không hề nhỏ hơn phát minh ra máy dệt và máy hơi nước, thậm chí còn sâu xa hơn thế.

Cuộc cách mạng ngành luyện thiết do luyện thiết bằng than cốc châm ngòi, trong lúc mang lại sự phồn thịnh cho ngành thiết, đã khiến ngành luyện thiết nước Anh nhanh chóng tập trung về khu vực sản xuất than ở miền Trung Tây và Nam xứ Wales, đồng thời thúc đẩy ngành mỏ than nước Anh càng thêm phồn thịnh. Gang đúc và sắt rèn giá rẻ đã khiến cho máy móc động lực kiểu mới có thể sản xuất và ứng dụng với quy mô lớn, đồng thời khiến cấu kiện bằng sắt được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực kiến trúc công trình để thay thế cho gỗ. Không chỉ có vậy, sắt rèn chất lượng tốt giá rẻ còn khiến cho việc phát triển đại quy mô xây dựng đường sắt trở thành có thể. Phát minh luyện thiết bằng than cốc đã châm ngòi cho sự phát triển to lớn của ngành công nghiệp sắt thép và các ngành nghề liên quan, nhân loại từ đó cũng được đưa vào "Thời đại sắt thép", cuộc cách mạng công nghiệp của nước Anh nhờ vậy mà được triển khai toàn diện.

Có thể nói, chính là luyện thiết bằng than cốc do Darby phát minh, đã đưa nước Anh bước vào cuộc cách mạng công nghiệp. Đối với điều này, bản thân vốn là sinh viên tốt nghiệp đại học kỹ thuật, Chu Minh Trung tự nhiên vô cùng rõ ràng, anh đương nhiên cũng rất rõ ràng, lò đứng luyện thiết truyền thống, sử dụng than cốc thì đồng thời cũng cần phải trải qua cải tiến.

Vì thế, trong lúc ủy thác cho xưởng than tận dụng lò than để đốt than củi của họ để luyện cốc, Chu Minh Trung đã cẩn thận nghiên cứu một lượt lò đứng luyện thiết, bởi vì hiện tại vốn không có thời gian xây dựng lò cao luyện thiết có thể cung cấp nhiệt độ lò cao hơn, cho nên chỉ có thể cải tiến trên cơ sở lò đứng, từ đó khiến cho nó có thể sử dụng than cốc để luyện thiết, sự cải tiến này cực kỳ giống với sự cải tiến của Abraham Darby ở nước Anh, chẳng qua cũng chỉ là tăng lượng gió thổi của lò đứng.

"Mấu chốt vẫn là hộp gió, phải tăng lượng gió thổi..."

Hồi tưởng lại hộp gió kiểu pít-tông đã từng thấy ở xưởng thiết, hộp gió bằng gỗ kiểu pít-tông cổ đại Trung Quốc thiết kế khéo léo, cấu trức hợp lý, chế tạo đơn giản, thuận tiện bảo trì, phản ánh trình độ kỹ thuật rất cao. Sau khi hộp gió kiểu pít-tông được phát minh, qua sự quảng bá và ứng dụng thời Tống Nguyên, đến thời kỳ Minh Thanh đã hoàn toàn thay thế hộp gió bằng quạt gỗ, trở thành thiết bị thông gió quan trọng nhất, đối với sự phát triển của ngành luyện kim cổ đại đã tạo ra một sự thúc đẩy to lớn. Hộp gió kiểu pít-tông do thực hiện thông gió hai hành trình, là một bước nhảy vọt của kỹ thuật thông gió; vì tính cứng, tính làm kín tốt nên có thể sinh ra áp lực gió, lưu lượng gió lớn hơn. So với hộp gió kiểu túi da và quạt gỗ thì đã đề cao hiệu suất công việc lên rất nhiều, cũng cực kỳ thúc đẩy việc nâng cao hiệu suất luyện đúc. Hộp gió kiểu pít-tông của Trung Quốc cổ đại, là hộp gió tác động kép duy nhất thời cổ đại, ít nhất là trước khi Wilkinson phát minh ra máy thổi gió sức nước vào đầu thế kỷ 19, loại hộp gió này đều là tốt nhất.

Nghĩ đến những hộp gió trong xưởng thiết kia, cái lớn thì bốn năm người cùng lúc đẩy kéo, cho dù là cái nhỏ thì cũng phải dùng hai ba người cùng lúc đẩy kéo. Hiệu suất thông gió sức người này tự nhiên vô cùng bình thường.

"Lại thêm một cái hộp gió nữa, chắc là có thể giải quyết được vấn đề thông gió, chỉ có điều là quá lãng phí sức người, nên đổi thành dùng sức nước, dùng sức nước để đẩy kéo..."

Trong thời đại không có máy hơi nước này, sức nước không nghi ngờ gì chính là động năng tiện lợi nhất, sau khi xưởng vũ khí bắt đầu sử dụng sức nước để cải chế nòng súng, đối với Đái Thương thì vẫn luôn không ngừng dồn sự chú ý vào việc nghiên cứu ứng dụng sức nước, nhưng dù là thế, lúc nhìn thấy thiết kế dùng nhiều bánh răng bằng gỗ để truyền sức nước, tiến dùng sức nước để đẩy hộp gió do Chu Minh Trung thiết kế, vẫn bị thiết kế tinh tế của anh làm cho tâm phục khẩu phục.

"...Những bánh răng này hiện tại chỉ có thể làm bằng gỗ, đợi sau này có thể đổi thành dùng bánh răng bằng sắt, xe nước cũng có thể đổi thành trục sắt, như vậy tuổi thọ sử dụng sẽ dài hơn một chút..."

Hiện tại Đái Thương đã thích ứng với một số kỳ tư diệu tưởng của Chu Minh Trung, mặc dù anh ta có thiên phú vô cùng cao trong phương diện cơ khí, nhưng hầu như mỗi một lần, Kinh lược sứ tổng có thể mang đến cho anh ta một số gợi ý, đặc biệt là đối với việc ứng dụng sức nước.

"Kinh lược sứ, đã có thể sử dụng thông gió sức nước, vậy thì lò đảo sắt rèn này, cũng có thể sử dụng sức nước..."

Đối với đề nghị của Đái Thương, Chu Minh Trung đương nhiên sẽ không phản đối, anh thậm chí còn sẽ chủ động đưa ra một số đề nghị, thậm chí so với việc chế tạo vũ khí, anh càng hy vọng Đái Thương có thể đem tinh lực của mình ứng dụng vào việc chế tạo cơ khí, chứ không chỉ đơn thuần là vũ khí, dù sao thì vũ khí cũng chỉ là dụng cụ, mà cơ khí mới là gốc rễ.

Mà thiên phú của Đái Thương trên phương diện cơ khí, lúc anh ta tổ dựng xưởng vũ khí, đặc biệt là trong quá trình đưa sức nước vào, đã có được sự thể hiện vô cùng triệt để, xưởng vũ khí hiện tại việc chế tạo vũ khí hầu như hoàn toàn dựa vào sức nước, không chỉ có vậy, thậm chí ngay cả việc nghiền thuốc nổ của xưởng vũ khí, cũng đổi thành dùng sức nước. Còn như chế tạo súng, đúc pháo, thì sẽ có người khác chịu trách nhiệm. Ví dụ như đoàn người Sử Ti rất nhanh sẽ đến Thanh Hà, còn có Từ Hựu Tranh cũng có thể tham gia đúc pháo. Nghĩ đến đúc pháo, Chu Minh Trung thuận lý thành chương mà nói.

"Giả Mi, hiện tại xưởng vũ khí đã bắt đầu chế tạo lựu đạn ở Thanh Hà, lớp vỏ sắt của quả lựu đạn này có phải vẫn dùng khuôn sắt để đúc không?"

Đúc khuôn sắt, ở thời đại này cũng không phải là kỹ nghệ gì tiên tiến, dù sao thì từ sớm vào thời Tần Hán đã sử dụng rộng rãi đúc khuôn sắt, lúc dân gian đúc nông cụ thì lại càng sử dụng đại lượng đúc khuôn sắt, lúc đúc vỏ đạn lựu đạn, tự nhiên đã sử dụng kỹ nghệ này, dù sao thì khuôn sắt có thể lặp lại sử dụng hàng vạn lần.

Thế nhưng, mặc dù kỹ nghệ đúc khuôn sắt đã trưởng thành, nhưng Chu Minh Trung là một sinh viên kỹ thuật thì rất rõ ràng, khuôn sắt không hề thích hợp để đúc pháo, thứ đúc pháo bằng khuôn sắt được thổi phồng lên bởi một số bài viết có thần thông quảng đại, điểm tốt lớn nhất của đúc pháo bằng khuôn sắt là khuôn sắt không cần sấy khô, cũng không có hơi nước, không phải lo lắng xuất hiện kết cấu hình tổ ong lúc đúc, lúc đúc chỉ cần chế tạo lõi hình bằng đất sét, bất kể thời tiết thế nào cũng có thể lập tức đúc đại bác, hai ba ngày là có thể chế tạo xong một khẩu đại bác.

Pháo khuôn sắt đã nâng cao đại đại hiệu suất đúc pháo, so với pháo khuôn đất thì đã nâng cao chất lượng đại bác. Nhưng khuyết điểm của pháo khuôn sắt cũng vô cùng nghiêm trọng. Do khuôn sắt dẫn nhiệt nhanh, vật đúc ngưng tụ nhanh, dẫn đến rất dễ thu được gang trắng. Gang trắng tính giòn, không thể dùng cơ khí để doa lỗ, thậm chí cũng không thể trực tiếp khoan lỗ thông lửa trên thân pháo. Đại bác làm bằng gang trắng trong quá trình phát xạ sẽ sinh ra vết nứt, sử dụng lặp lại thậm chí sẽ dẫn đến đại bác nổ tung.

Các chuyên gia luyện kim đời sau tiến hành kiểm tra kim tương đối với những khẩu pháo khuôn sắt lưu lại thời kỳ chiến tranh nha phiến, kết quả chứng minh chúng đều là gang trắng. Mặc dù pháo khuôn sắt tuy có tính năng ưu tú hơn phần lớn pháo khuôn đất bản thổ, nhưng vẫn kém xa pháo khuôn cát của nước Anh cùng thời đại.

Trong tình hình như vậy, Chu Minh Trung tự nhiên sẽ không chọn đúc pháo bằng khuôn sắt có nhiều ưu điểm nhưng khuyết điểm lại càng nhiều hơn, mà đã chọn đúc pháo bằng khuôn cát, đối với đúc khuôn cát anh không hề xa lạ gì, thế nhưng trên việc lựa chọn cát tạo khuôn, vẫn cần phải có một số thí nghiệm.

"Lần trước, tôi bảo các anh thí nghiệm đúc khuôn cát, hiện tại tiến hành thế nào rồi?"

Mặc dù là một sinh viên kỹ thuật, thế nhưng đối với tỷ lệ cát đúc, Chu Minh Trung xấp xỉ đều đã trả lại cho thầy giáo, chỉ là đại khái nhớ một chút tỷ lệ, cho nên mới bảo Đái Thương tiến hành thí nghiệm trong xưởng vũ khí.

"Kinh lược, trong xưởng đã dùng cát sông, mùn cưa, tiến hành thử đúc khuôn cát rất nhiều lần, cái khuôn cát này tuy không tiện lợi bằng khuôn sắt, nhưng hơn ở chỗ chế tạo khuôn mẫu đơn giản, hiện tại đã theo mấy phối phương mà kinh lược đưa ra, tiến hành thử chế, hiệu quả đều rất tốt, hơn nữa Thanh Hà tiếp giáp Hoàng Hà, cát sông Hoàng Hà này chế tạo khuôn cát thì không còn gì thích hợp hơn, cát dùng làm khuôn mẫu hầu như không tốn kém..." Lúc Đái Thương đang nói về tiến triển của việc đúc khuôn cát, Chu Minh Trung trước là trầm ngâm chốc lát, sau đó phản vấn.

"Giả Mi, đã là như vậy, không biết có thể sử dụng khuôn cát để đúc đại bác Hồng Di hay không!"

Đây mới là nguyên nhân căn bản khiến Chu Minh Trung bảo anh ta nghiên cứu đúc khuôn cát.

"Dùng khuôn cát để đúc pháo?"

Kinh ngạc nhìn Kinh lược sứ, mặc dù đã ứng dụng khuôn cát vào trong việc đúc nhiều loại vũ khí, thậm chí cảm thấy nó có tiềm năng thay thế đúc khuôn sắt, thế nhưng Đái Thương trước nay vẫn chưa từng nghĩ đến việc đem nó dùng vào việc đúc đại bác Hồng Di, ít nhất trong mắt anh ta, việc đúc đại bác Hồng Di này bản thân vốn nên sử dụng khuôn đất, thứ tư duy cố định này, vẫn luôn hạn chế tư duy của anh ta và những người trong thời đại này, mà hiện tại lời nhắc nhở của Kinh lược sứ, khiến anh ta đột nhiên nhận thức được.

Đã có thể dùng khuôn sắt để đúc lựu đạn, hơn nữa cũng có thể dùng khuôn cát, nghĩ đến tự nhiên cũng có thể dùng khuôn đất. Vậy tại sao không thể lật ngược lại, đem đại bác Hồng Di trước đây chỉ có thể dùng khuôn đất đúc đổi thành khuôn cát, khuôn sắt?

"Lời Kinh lược nói vô cùng phải phép, cái khuôn cát này đã có thể đúc lựu đạn, trục xe, tự nhiên cũng có thể dùng để đúc pháo, hơn nữa hạ quan thấy thể xác lựu đạn được chế tạo bằng khuôn cát, bề mặt tương đối nhẵn nhụi, hơn nữa không cần giống như khuôn đất cần phải có thời gian mấy tháng để hồi vị để khô, mà lúc đúc cũng không có mối lo về hơi nước, có lẽ bây giờ có thể thử một lần..."

Đối với đủ loại ưu điểm của khuôn cát được Đái Thương kể lại trong miệng, Chu Minh Trung tự nhiên vô cùng rõ ràng, nghĩ đến một số kiến thức đúc pháo từng tìm hiểu qua, anh lại cố ý bổ sung nói.

"Giả Mi, việc đúc pháo này không chỉ có mỗi khuôn cát, chúng ta còn có thể..."