Sau khi bận rộn xong chuyện đón đưa giao thiệp trên quan trường, Lý Thực bắt đầu nghiên cứu phương pháp luyện thép bằng nồi nấu.

Tuy chất lượng Tô thép không tệ, đạt tiêu chuẩn thép thông thường ở hậu thế, nhưng vẫn chứa lượng lưu huỳnh và phốt pho đáng kể, dùng làm thép công cụ thì hơi miễn cưỡng. Hơn nữa Tô thép giá cả đắt đỏ, một cân Tô thép tốn hai lạng năm tiền bạc, dùng để chế tạo lưỡi lê khiến giá thành lưỡi lê rất cao. Lý Thực hiện có tám nghìn khẩu súng trường đang phục vụ và hai nghìn khẩu súng trường tồn kho, riêng chi phí Tô thép cho lưỡi lê của một vạn khẩu súng trường này đã lên tới hai vạn năm nghìn lạng bạc. Nếu Lý Thực muốn mở rộng quân đội, còn phải tốn nhiều bạc hơn để mua Tô thép.

Ngoài ra, Lý Thực còn cần thép chất lượng cao để chế tạo lò xo chính và tấm lò xo cho bộ cơ súng hỏa mai. Chất lượng thép là mấu chốt quyết định hiệu quả của hai loại lò xo này, trực tiếp quyết định tỷ lệ kích hỏa của súng trường. Hiện tại, tỷ lệ kích hỏa của súng trường làm từ Tô thép đạt hơn tám phần, nếu tỷ lệ kích hỏa được nâng cao thêm, độ chính xác khi bắn cũng có thể được cải thiện phần nào.

Cuối cùng, thép tốt có thể mang lại lợi nhuận khổng lồ cho Lý Thực. Tô thép bán lên phương Bắc cần hai lạng năm tiền một cân, nếu Lý Thực bán loại thép tốt hơn với giá thấp hơn một chút, có thể chiếm đoạt không ít thị phần của Tô thép, lợi nhuận sẽ rất lớn.

Phải biết rằng trong thời đại này, thép tinh cực kỳ khan hiếm, thậm chí có thể được sử dụng như vật ngang giá. Một số gia đình giàu có đều đào hầm cất trữ một ít thép tinh để phòng khi cần thiết. Nếu Lý Thực luyện ra được thép tốt, nhất định sẽ có thị trường.

Lý Thực đang rất cần thép chất lượng cao tốt hơn và rẻ hơn, mà phương pháp luyện thép bằng nồi nấu xuất hiện vào giữa thế kỷ XVIII chính là phương án duy nhất Lý Thực có thể lựa chọn. Phương pháp luyện thép này lấy sắt rèn làm nguyên liệu, dùng than chì làm vật liệu thấm cacbon và chất khử cho nồi nấu, dùng đá vôi làm chất tạo xỉ, thép luyện ra có chất lượng rất tốt. Phương pháp luyện thép này trong lịch sử đã được sử dụng suốt một thế kỷ, mãi cho đến cuối thế kỷ XIX, sau khi phương pháp luyện thép bằng lò hồ quang điện được phát minh mới bị thay thế.

Phương pháp luyện thép bằng nồi nấu là một loại kỹ thuật của thế kỷ XVIII, khá là đơn giản. Trước khi xuyên không, Lý Thực từng nghiên cứu qua một số phương pháp luyện thép bằng nồi nấu kiểu thổ phái, giờ đây mang ra dùng là vừa vặn.

Khó khăn của việc luyện thép bằng nồi nấu nằm ở chỗ cần nhiệt độ một nghìn sáu trăm độ, Lý Thực tìm đến Thái Hoài Thủy, giao cho hắn phụ trách thu mua loại nồi nấu có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy.

Thái Hoài Thủy hiện giờ mỗi tháng tiền lương bốn lạng, đã cưới Thúy Nhi làm vợ, tháng trước vừa sinh được một thằng cu mập mạp. Bốn lạng bạc thời nay đủ cho một gia đình năm miệng ăn sống cuộc sống tiểu khang, huống hồ Thái Hoài Thủy làm đầu lò trong xưởng thủy tinh còn được lo ngày ba bữa cơm. Dù từng bị cha đuổi ra khỏi nhà, nhưng hắn cũng không chết đói bên ngoài, mà còn sống rất có phong độ. Hắn bây giờ cực kỳ hài lòng với cuộc sống của mình ở Phạm Gia Trang, đối với người mang lại cuộc sống này cho hắn là Lý Thực cũng vô cùng trung thành.

"Thái Hoài Thủy, ta cần loại nồi nấu có nhiệt độ cao hơn cả khi nung thủy tinh, ngươi có biết nơi nào có không?"

Thái Hoài Thủy suy nghĩ một chút, nói: "Đại nhân, làm nồi nấu nung được nhiệt độ cao như vậy cũng có thể làm được, nhưng phải dùng hắc hoạt thạch để làm nồi nấu. Hắc hoạt thạch này sản lượng khoáng không nhiều, làm loại nồi lớn cỡ miệng bát cơm, sâu bốn tấc thì tốn hai lạng bạc, bên Đức Châu có người dùng loại nồi nấu như vậy để nung sứ, bên đó mua được."

Lý Thực suy nghĩ một chút, đoán rằng hắc hoạt thạch mà Thái Hoài Thủy nói đại khái chính là than chì, liền nói: "Dùng một nửa hắc hoạt thạch, một nửa đất sét làm nồi nấu, liệu có rẻ hơn chút nào không?"

"Vậy một cái nồi nấu cũng phải mất một lạng hai, ba tiền bạc."

Lý Thực tính toán, cảm thấy nồi nấu mà Thái Hoài Thủy nói ít nhất có thể chứa được mười mấy cân thép, tính ra thì chi phí luyện thép bằng nồi nấu rẻ hơn mua Tô thép nhiều. Lý Thực gật đầu nói: "Không sao, vậy ngươi cứ đi liên hệ mua loại nồi nấu đó đi, trước tiên mua một trăm cái về. Nếu ta dùng nồi nấu ngươi mua về mà luyện thành công, ta thưởng cho ngươi hai mươi lạng bạc."

Thái Hoài Thủy nghe vậy vui mừng, nói: "Đông gia cho con mượn ba tên gia đinh, bốn con ngựa, hai chiếc xe ngựa, con dẫn người đi Đức Châu mua nồi nấu hắc hoạt thạch."

Thái Hoài Thủy ngay trong ngày hôm đó liền xuất phát đi tới Đức Châu, sáu ngày sau dùng xe ngựa vận chuyển một trăm cái nồi nấu trở về.

Lý Thực cẩn thận xem xét cái nồi nấu đó, phát hiện quả nhiên là làm bằng than chì và đất sét.

Có nồi nấu, Lý Thực liền bắt đầu xây dựng lò luyện thép bằng nồi nấu. Loại lò này được làm bằng gạch chịu lửa, phía dưới rỗng, bên cạnh khoang rỗng có một lỗ thổi gió, dùng sức người không ngừng thổi gió. Giữa lò có vỉ lò làm bằng thanh sắt. Phía trên vỉ lò chất đầy than cốc, giữa than cốc đặt nồi nấu bằng than chì, trên nắp lò phía trên có để lại một cái lỗ. Cái lỗ này dùng để quan sát nước sắt và khuấy nước sắt.

Trong cái lò này, có thể đặt năm cái nồi nấu.

Than cốc vào cuối thời Minh đã được sử dụng để luyện thép. Lý Thực phái người tìm kiếm ở gần Thiên Tân, cuối cùng tìm thấy xưởng luyện than cốc gần nhà máy luyện thép quan doanh tại Tuân Hóa, mua được than cốc.

Mất ba ngày xây xong lò, Lý Thực bắt đầu thí nghiệm luyện thép.

Lý Thực chất đầy than cốc vào trong lò, đặt gỗ ở dưới than cốc, đốt cháy số gỗ này, dần dần làm than cốc cháy lên. Lúc này nồi nấu chưa cho vào lò, đợi lò đốt được nửa canh giờ đã nóng lên, mới cho nồi nấu không vào. Sau đó dùng sức thổi gió nạp liệu, đợi nồi nấu được nung đỏ rực, mới cho sắt rèn đã được làm nóng trước vào trong nồi nấu.

Đồng thời cho thêm một ít bột đá vôi vào trong sắt rèn để tạo xỉ.

Đóng lò đốt mấy tiếng đồng hồ, đợi vật liệu nồi nấu là than chì thấm vào trong nước sắt, khiến nước sắt biến thành nước thép, sau đó mở lò múc phần xỉ lò nổi trên mặt nước thép ra, rồi đổ nước thép ra ngoài. Để nước thép trong khuôn đúc biến thành thỏi thép, thế là thu được loại thép cần dùng.

Lý Thực cũng không biết rốt cuộc phải đốt mấy tiếng đồng hồ mới thấm cacbon hoàn toàn, bèn thử đốt nhiều lần. Khi luyện thép, nồi nấu được sử dụng lặp đi lặp lại, kết quả có một cái nồi nấu khi dùng đến lần thứ năm thì nứt ra. Nước sắt rò rỉ ra ngoài làm hỏng cả một lò, may mà không rò ra ngoài lò làm bị thương Lý Thực.

Xem ra nồi nấu bằng than chì này chỉ có thể tái sử dụng ba, bốn lần, từ đó về sau Lý Thực cứ dùng qua ba lần là vứt bỏ nồi nấu, không dùng nữa.

Cuối cùng sau khi đốt hơn mười nồi nước sắt, Lý Thực phát hiện đốt hai tiếng rưỡi là thấm cacbon thích hợp nhất, thứ luyện ra được là thép.

Nhưng mẻ nước thép đầu tiên ra lò, hiệu quả không tốt. Lý Thực để thợ rèn dùng số thép luyện ra làm một cái lò xo. Kết quả cái lò xo đó ép được mười mấy lần thì độ đàn hồi giảm sút, rõ ràng số thép luyện ra lần này không đạt chuẩn.

Lý Thực đoán là do trong thép chứa quá nhiều phốt pho và lưu huỳnh, đặc biệt là hàm lượng phốt pho quá cao. Phốt pho cùng sắt tạo thành hợp chất sắt triphotphua cực giòn, ở nhiệt độ phòng khiến độ dẻo và độ bền của thép giảm mạnh.

Lý Thực lại thử nghiệm lần nữa, lần này đợi sau khi nước sắt nóng chảy, ông cho thêm nhiều đá vôi, florit, cát sông và soda vào trong nồi nấu để tạo xỉ, sau đó trong quá trình luyện liên tục dùng thanh sắt khuấy nước sắt, hy vọng có thể loại bỏ nhiều lưu huỳnh và phốt pho hơn.

Thép luyện ra từ nồi nấu lần này chất lượng tăng lên rõ rệt, lò xo làm ra đã có thể sánh ngang với sản phẩm từ Tô thép. Nhưng Lý Thực vẫn chưa thỏa mãn, sản phẩm do luyện thép bằng nồi nấu tạo ra nên mạnh hơn Tô thép, rõ ràng quy trình sản xuất vẫn có thể cải tiến thêm.