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另外兵工厂还担负着开发新式武器的研究任务。在南京战役开战以前，按照商毅的要求，四个重点的研究项目是：内模灌水冷却铸炮法；后填弹式火枪、火炮的研制；新式连发枪的研制；超远距离霹雳火箭的研制。另外还有一些小的研究项目，都是对现在武器的进一步提高性能。
在且前，内模灌水冷却铸炮法己经试验成功，并且正式投入生产中，新一批交付军队使用的火炮，大部份都是釆用内模灌水冷却铸炮法铸造的。
而且经过测试以后，使用内模灌水冷却铸炮法铸造出来的火炮使用寿命虽然还达不到普通火炮的五到十倍，但也能够达二到三倍以上。而且由于炮膛更为结实，也可以填装相对更多的火药，使火炮的射程更远。一门重量为一千二百斤到一千五百的铸铁炮，在射程上己经接近商家军目前使用得最多的三寸六分口径的青铜野战炮了。而由于是用铸铁所造，在成本上还不到青铜炮的一半。
不过青铜炮也釆用这种内模灌水冷却铸炮法铸造之后，射程又可以得到一定的提高。当然这种提高的幅度并不大，这是因为黑火药的威力有限的原因，但使用寿命却能够大幅提高。
但这样的结果也让商毅觉得十分满了，因为在目前的化学条件下，想制出威力更大的苦味火药，黄火药基本是不现实的。引用内模灌水冷却铸炮法的目前，其实更多的还是出于成本的考虑。在射程和炮弹的威力上，商家军己经比清军要强得多了。
而超远距离霹雳火箭的研制，也己经有了新的结果，从理论上来说，要使火箭飞得便远，就是加大了火箭的尺寸，使火箭能够装更多的推进火药，但这又出现一个矛盾，即火箭尺寸加大之后，自重也会曾加，因此尺寸和自重要达到一个比较合适的比例，也是经过了反复试验。而另一难点就在于固定尾翼的尺寸，在现在几乎还不存在空气动力学的时候，只能靠多试验了。
最后新型的霹雳火箭是釆用单支发射，每支火箭长达九尺左右，直径达到五寸多，一般射程可以超过七百步，最远可以打到一千步左右。而商毅也给这种新型的火箭命名为“战斧火箭”。
相对于这两项技术都基本取得了成功，但后填弹式火枪、火炮和新式连发枪的研制工作就不那么顺利了，到不是说造不出来，其实在这个时候，中西方都生产过后填弹式火枪、火炮，但最大的问题就是闭气性差，射程不够。结果尽管兵工厂的研究部己经制造出五六件试验品，但实际的效果都不理想，达不到提高战斗力的效果。而新式连发枪虽然有商毅提供的几种图纸，但想要超过管风琴枪，就必需釆用后填弹技术，因此后填弹式火枪技术不解决，新式连发枪的研究也很难取得大的突破。
但商毅也知道，后填弹式火枪、火炮和新式连发枪的研制，都属于枪炮发展史上的变革性发明，可不是能够在短时间内取得突破。科学研究要尊重科学发展规率，是不能急于求成的。因此在到也没有责怪他们，同时还宽慰研宄人员要有耐心，不要怕失败。
不过在目前的情况下，兵工厂的首要任务是保证新组建部队的兵器供应，因此商毅也决定，暂时停止所有的研究项目，对霹雳火箭和地雷的生产，也减少一半，集中兵工厂的人力物力，主要生产火炮、火枪和手榴弹这三样，和弹药生产。而且在火炮中也减少重型火炮的生产，尽量多生产中小型火炮，尽可能在年底之前，保证所有正规军的武器配备，至少也要保证人手一支步枪吧。
孙和鼎当然也清楚现在的形势，也完全能够理商毅现在的苦衷，因此也立刻表示将按照商毅的指令，在今年以内，把兵工厂的力量集中生产最常规的武器，保证年底的战斗需要。
试查完兵工厂之后，商毅也知道，而且到目前为止，军事技术上能够产生突破性的武器在短期内恐怕实现，就算是造出了比较适用的后填弹式火枪、火炮和新式连发枪，也用受生产周期和成本的限制，只能起到一个补充的作用。想要完全取代目前的武器，估计需要二十年的时间。
因此兵工厂在以后的目标是，尽可能的提高现有武器的性能和使用寿命，以及兵工厂的生产效率。从这个意义上说，内模灌水冷却铸炮法虽然看起来不起眼，实际的作用却是最大的。而提高火枪的使用寿命，主要是冶铁技术提高，有了优质的铁供应，制造出的枪管才能够耐用。
对于这一点，孙和鼎可是深有体会，因为在新年之后，冶金厂提供的生铁块的质量明显比过去有了大幅度的提高，因此制造出来的步枪的使用寿命也有了明显的提高，虽然还达不到内模灌水冷却铸炮法的效果，但也能够提高到一倍左右。
商毅听了之后，也才想起来，在南京战役之前，自己给宋应星布置了两个任务，一是建成一个冶金厂，釆用新式的冶铁技术，炼出优质的钢铁来；二是制造蒸气机。但自己回到杭州之后，一直在忙于军政两方面的事务，虽然接到了宋应星的报告，两方面都取得了不错的成绩，但也没空去看一看。现在军事上的压力己经减轻了不少，也应去看看宋应星的成果了，这两项技术也是关系到国计民生的大事。
第030章 炼钢厂和蒸汽机
商毅建造的炼钢厂位于绍兴府的临山卫，和海盐的造船厂隔海相望。名字叫做江南炼钢厂。现在由宋应星担任厂长。而且宋应星也把自己的试验室搬到了这里来。
这时己经建成了五个炼钢的高炉和两个化铁炉。近代产生的治炼技术分为转炉炼钢法和平炉炼钢法两种，前者工艺单简，出钢快，但成钢的质量不能保证，有好有坏，而且废钢不能回收利用。后者炼出的钢质量好，对原料的要求也不高，废钢也能重新利用，但工艺比较复杂。
不过目前商毅不需要太多的优质钢，而是需要大量出钢，因为那怕是用转炉法炼出的劣质钢，也比土法炼出的钢要好得多，另外还需要和优质的铁锭，而且因此商毅首先釆用转炉技术，等以后条件成热，再转用平炉炼钢法。
想要炼出优质的钢铁，关建就在于温度，产生的温度越高，炼出的钢铁质量就越高。因此不过无论是转炉炼钢法，还是平炉炼钢法，都必须釆用蓄热室技术，也就是把冷鼓风换成热鼓风。
当然就是没有蓄热炉，也可以炼铁或者炼钢，但是在生产效率和质量上就完全不能相比了。根据计算，早期的蓄热炉，如果能将送风提高到三百多度，那么在同样多燃料的条件下，铁的产量将会比冷鼓风增加了三倍。而且质量也要差得多。
蓄热室技术产生于十九世纪，其实就是在鼓风管送风的铸铁支管，通过一个密封在用砖和耐火材料砌得很厚拱形加热炉里，然后再进入化铁炉的风口。这样一来，鼓送到化铁炉里的风就会被直接加热，使温度能升高到三百度以上，最多可以达到五百度左右。从而大幅度提高冶铁炼钢的温度。
现在两个化铁炉的工作也各不相同，其中一个化铁炉里炼化出来的铁水直接流入炼钢炉里，再经过进一步炼化之后，炼成钢产品，而另一个化铁炉里的铁水则一部份冷却成铁碇，供兵工厂使用，一部份直接倒成铁镆，制出其他的成品来。因为加热工艺提高，因此得到的钢铁成品的质量都大大提高了。
商毅和孙和鼎一起到炼钢厂来视查的时候，正好赶上一个化铁炉正在运行，虽然离得十余丈远，依然能够感觉到热浪逼人，而且正有六头毛驴在工厂的牵引下，推动着一个大转盘在吱吱的转动，带动着一个巨大的鼓风机，向化铁炉里需送着热风，在加热炉两侧各站着五六个工厂，正在向加热炉里填塞焦碳。
焦炭是目前这个时代中，炼钢最理想的燃料，工效高，燃烧的热量大。而且可以减少二氧化硫的产生，提高成钢成铁的质量。
炼焦的土方法有很多，最简单的就是堆积起来的露天法，即将煤在地面上堆成半圆堆，底部直径约为一丈左右，上面覆盖上稻草引火，过四五天之后，就可以成焦了。这种方法在另一时空里的大炼钢铁时代曾被农村大量使用过，但成焦率只有五成左右，而且造成的资源浪费和环境污染非常严重。现在商毅当然可以不管环保的问题，因此目前早期的焦碳就是这样炼出来的。
不过在使用炼焦炉的炼焦生产的过程中，生成的煤焦油，可以提炼出许多种副产品，尽管在目前的化工水平几乎为零的情况下，绝大多数的副产品都没法加以提炼利用，但有几种产品却是比较容易获得，而且非常有用，比如沥青，润滑油等。
而且炼焦炉的制造并不复杂，除了少数部件需要铁皮之外，基本材料就是用耐火砖砌成一个圆桶状的形状。另外炼焦炉炼焦，也能提高成焦率，从节约资源的角度说，还是非常有必要的，因此下一步商毅也打算制造炼焦炉。当然这必需要等到收复南京之后，才能开始进行。
在炼钿厂里转了一圈之后，商毅也对目前的进展非常满意，回到了办公室里，商毅又听取了宋应星关于炼钢厂的情况报告，同时也批准了宋应星再建两个化铁炉的建议，因为这样可以得到更多的优质铁碇，从而也能供应兵工厂的原料需要。同时商毅也把炼焦炉的计划告诉给宋应星，并且承诺等南京收复之后，就马上建造炼焦炉。
宋应星听了之后，也不由兴越大增，因为按照商毅的方法进行之后，不仅大大提高冶铁炼钢的效率，而且还炼出了优质的钢铁，现在宋应星也己经对商毅佩服得五体投地了，因此也对商毅所说的炼焦厂也充满了好奇。不过他也知道当前的形式，确实不是搞新技术的时候。
这时宋应星又道：“大人，上次您给我的那个蒸汽机的图纸，我己经做出了三个模型，请大人跟我一起去看一看，不知是否合大人之意。”
商毅听了以后，也大感兴趣，因为蒸汽机是他最为重视的研究项目，甚致可以说关系到中国未来的社会发展，而从近说，如果蒸汽机能够尽早成功运用到社会生产中来，也能大大提高目前的生产效率，使浙江保持领先的时间可以更长一些。
因此商毅也立刻道：“好，我们看看去。孙先生，你也一起去看看吧。”
孙和鼎还是第一次听到蒸汽机，心里还想着是蒸馒头还是蒸饭的，有什么看头，但见商毅的样子，也不好说不去，因此也只好跟着。
宋应星带着他们来到自己的实验室里，这里是一个宽达二百余平米的厂房，堆着大量的工具、半戌品，而在一侧，坚直着一大二小，三部按照商毅提供的图纸样式制成的蒸汽机，不过这三架蒸汽机的尺寸都比商毅印像中的正常尺寸要小，大的是有一人多高，而小的仅仅只是齐胸，显然都是试验品。
一进了生产车间，孙和鼎的这目光就被这三台蒸汽给吸引住了，因为这三部蒸汽都正在运行，每部蒸汽机都在两人付责铲碳生火，而在边上还放置着热水。蒸汽不断随着活塞的上下运动冒出，带动着转轮转动，并不时发出“吱吱”的声音。在两架小蒸汽机上，各连着两架纺车，纺轮连着转轮，正在“咕噜噜”的转动着。而大蒸汽机则连着一个大石盘，也在转个不停。
孙和鼎的兴趣虽然在制造火器上，但本身也是巧匠，因此看到蒸汽机之后也十分震惊，同时也对运动原