鐵器時代是任何文明的發展都繞不過去的坎。為此，孫一特地讓王爾牛召集耒耜廳的博士們研討這個問題。
二十多人聚集在大楸樹下的樹蔭裏，圍成一個大圈子。不少人胸前都佩戴著錫製的太極陰陽魚徽章，那是有了鐵木官方博士功名的標誌。
一個顯眼的例外是小石榴，她別說博士，就連口語中的把式稱唿都沒有，小丫頭自己也不知道一哥喊自己來目的是什麽。
孫一簡單介紹了一下背景：
鐵木要想有噴水推進的筏子，最好有鐵製的螺絲釘；
要想有鐵製的螺絲釘，就得有優質的鐵，甚至是鋼。
要想有優質鐵，又牽扯出兩個必要條件：一是優質的鐵礦原料，二是能夠溫度到達1500度的煉鐵爐。
中國的鐵礦品質普遍低下，為了解決原料問題，孫一提出繞道走：把普通鑄鐵大規模地電解，得到電解純鐵。
眾位博士不約而同地看了小石榴一眼。
小石榴照顧的電解鐵規模目前就是一隻瓦罐，孫一的目標是成百上千的瓦罐。
電解鐵的技術關鍵是電解溶液，目前鐵木采用混合鏹水同鐵反應就可以得到硫酸鐵和氯化鐵電解液，而且作廢的鐵罐電池中的廢液正好是就是電解鐵的電解液。
理論上電解鐵溶液不會隨電解過程消耗。在電解罐子中，電解液中的鐵離子在電壓的作用下不斷析出成為純鐵的同時，鐵電極會不斷地被腐蝕補充電解液中的鐵離子。
這個方案唯一的缺點就是需要大量的電力，製造出來的純鐵將十分昂貴。但終歸解決了優質原料的有無問題。
電解得到的純鐵是鐵粉或小鐵片的形狀，要把純鐵顆粒變成鐵塊有兩個辦法，一是把純鐵加熱到1100到1200度左右，在純鐵變紅變軟時鍛打，二是老老實實地把溫度升高到純鐵的熔點，即1500度，純鐵融化成鐵水在冷卻為鐵塊。
孫一選擇第二種方案。
第一種方案純鐵加熱到變紅變軟時鍛打，仍然難以保證純鐵不在加熱過程中混入木炭或煤炭中的硫磷等礦物質，鍛打過程中的純鐵火星子損耗鐵木也承擔不起。
第二種方案把溫度升高到1500度，目前明朝的燃料中，除了把煤炭煉成焦炭別無它法。而鐵木目前連煤炭都沒有，而且煤炭中的硫磷雜質同樣會減低電解純鐵的品質，所以孫一決定不采用明朝的燃料。
孫一的方案是采用電！
電弧的溫度可以達到3600攝氏度，純鐵的熔點不過才1500度，鐵木的電弧點焊就是利用了這個原理瞬間融化鐵和銅。
孫一的方案很簡單，以純鐵顆粒為一個電極，以其它材料為另一個電極，當兩種電極靠近時產生電弧融化純鐵，整個過程十分幹淨，不會引入新的雜質。
問題是這麽高的溫度，用什麽來盛純鐵顆粒？
由於純鐵融化吸熱，整個過程的溫度被固定在1500度。這就好比用爐火融化冰，隻要冰沒有化完，冰水混合物的溫度都會被鉗製在冰的熔點，即0度。
金子在1000c被燒化，石頭在1100c變成石灰，瓷的融化溫度在1500c到1600c之間，這些材料都不行。
純淨的砂子，即二氧化矽，熔點是2300c，石墨的熔點是3600c，隻有拿這兩種材料作成耐高溫的石墨坩堝。
眾人的目光齊刷刷地看向幾位燒陶的窯把式。
一位窯把式開了口：“石墨這東西倒不難找。剛學會寫字的娃娃們拿石墨練字，窮人家的婆姨用石墨畫眉毛。除此之外石墨再沒有其它用途，煤窯裏挖出石墨都是堆在一邊。要是到出石墨的地方，不給錢要多少拉多少，煤窯掌櫃的還得給咱道謝。咱們可以試著把石墨研成粉和砂子混在一起做成罐子的形狀再放到燒陶的窯裏燒成形。”
石墨坩堝的一個好處是它的基本成分是碳，在純鐵融化成鐵水的過程中會滲入一部分碳，控製純鐵水中的碳含量，可以直接得到鋼。
孫一的石墨坩堝電爐方案缺點也是很明顯的，一是規模不可能做的很大，二是會消耗大量的電。
為了解決電力的瓶頸，孫一決定對現有的鐵罐電池進行升級。
首先是用金屬鋅電極代替鐵罐電池中的鐵電極。鋅比鐵活波，電池的電壓可以再升高0 . 3伏到達1伏。仍然以硫酸銅作為電池溶液，但是以銅棒作為另一個電極。整個化學反應變成鋅置換銅。在銅棒上析出的高純度電解銅還可以作為優質純銅原料進一步利用。
其次是改變電池的形狀，以一個大瓦罐作為電池容器，加入足夠的硫酸銅溶液，溶液中安置鋅塊電極和銅棒電極，犧牲電池的靈活性以提高電池的容量。
這就要求鐵木的商隊外出采購大量的硫酸銅和金屬鋅。
硫酸銅又叫藍礬，在明朝是煎煉提純後作為中藥在藥鋪子裏出售。產銅的地方一般都會產粗藍礬，陝西就出粗藍礬。
金屬鋅明朝人叫做倭鉛。因為鋅的燃點、沸點都很低，《天工開物》記載金屬鋅“入火即成煙飛去，似鉛而性猛，故名之曰“倭鉛”。”
在明朝倭鉛的主要用途是向銅裏摻加製成黃銅來降低成本，大明朝鑄的銅錢全部摻了金屬鋅。大明朝廷鑄錢的時候是七分銅三分倭鉛，私人鑄的假錢為了圖便宜倭鉛能占一半。倭鉛除了當煉黃銅的摻料在明朝沒有其它的用處，一般的銅器的鋪子都有存貨，價錢也不貴，並且不算大明朝禁止出口到草原的管控商品。
為了製造噴水筏子，孫一動用了鐵木的木匠。為了製造改善噴水發動機性能的小小的鐵螺絲釘，孫一動用了鐵匠、窯匠、商隊和小石榴等一眾喜歡琢磨電池的工匠。
不過孫一認為這一切努力都是值得的。
麵對這麽大一個各個工匠協同工作的項目，王爾牛站了出來，“爺，這事情我來協調吧。”
二十多人聚集在大楸樹下的樹蔭裏，圍成一個大圈子。不少人胸前都佩戴著錫製的太極陰陽魚徽章，那是有了鐵木官方博士功名的標誌。
一個顯眼的例外是小石榴，她別說博士，就連口語中的把式稱唿都沒有，小丫頭自己也不知道一哥喊自己來目的是什麽。
孫一簡單介紹了一下背景：
鐵木要想有噴水推進的筏子，最好有鐵製的螺絲釘；
要想有鐵製的螺絲釘，就得有優質的鐵，甚至是鋼。
要想有優質鐵，又牽扯出兩個必要條件：一是優質的鐵礦原料，二是能夠溫度到達1500度的煉鐵爐。
中國的鐵礦品質普遍低下，為了解決原料問題，孫一提出繞道走：把普通鑄鐵大規模地電解，得到電解純鐵。
眾位博士不約而同地看了小石榴一眼。
小石榴照顧的電解鐵規模目前就是一隻瓦罐，孫一的目標是成百上千的瓦罐。
電解鐵的技術關鍵是電解溶液，目前鐵木采用混合鏹水同鐵反應就可以得到硫酸鐵和氯化鐵電解液，而且作廢的鐵罐電池中的廢液正好是就是電解鐵的電解液。
理論上電解鐵溶液不會隨電解過程消耗。在電解罐子中，電解液中的鐵離子在電壓的作用下不斷析出成為純鐵的同時，鐵電極會不斷地被腐蝕補充電解液中的鐵離子。
這個方案唯一的缺點就是需要大量的電力，製造出來的純鐵將十分昂貴。但終歸解決了優質原料的有無問題。
電解得到的純鐵是鐵粉或小鐵片的形狀，要把純鐵顆粒變成鐵塊有兩個辦法，一是把純鐵加熱到1100到1200度左右，在純鐵變紅變軟時鍛打，二是老老實實地把溫度升高到純鐵的熔點，即1500度，純鐵融化成鐵水在冷卻為鐵塊。
孫一選擇第二種方案。
第一種方案純鐵加熱到變紅變軟時鍛打，仍然難以保證純鐵不在加熱過程中混入木炭或煤炭中的硫磷等礦物質，鍛打過程中的純鐵火星子損耗鐵木也承擔不起。
第二種方案把溫度升高到1500度，目前明朝的燃料中，除了把煤炭煉成焦炭別無它法。而鐵木目前連煤炭都沒有，而且煤炭中的硫磷雜質同樣會減低電解純鐵的品質，所以孫一決定不采用明朝的燃料。
孫一的方案是采用電！
電弧的溫度可以達到3600攝氏度，純鐵的熔點不過才1500度，鐵木的電弧點焊就是利用了這個原理瞬間融化鐵和銅。
孫一的方案很簡單，以純鐵顆粒為一個電極，以其它材料為另一個電極，當兩種電極靠近時產生電弧融化純鐵，整個過程十分幹淨，不會引入新的雜質。
問題是這麽高的溫度，用什麽來盛純鐵顆粒？
由於純鐵融化吸熱，整個過程的溫度被固定在1500度。這就好比用爐火融化冰，隻要冰沒有化完，冰水混合物的溫度都會被鉗製在冰的熔點，即0度。
金子在1000c被燒化，石頭在1100c變成石灰，瓷的融化溫度在1500c到1600c之間，這些材料都不行。
純淨的砂子，即二氧化矽，熔點是2300c，石墨的熔點是3600c，隻有拿這兩種材料作成耐高溫的石墨坩堝。
眾人的目光齊刷刷地看向幾位燒陶的窯把式。
一位窯把式開了口：“石墨這東西倒不難找。剛學會寫字的娃娃們拿石墨練字，窮人家的婆姨用石墨畫眉毛。除此之外石墨再沒有其它用途，煤窯裏挖出石墨都是堆在一邊。要是到出石墨的地方，不給錢要多少拉多少，煤窯掌櫃的還得給咱道謝。咱們可以試著把石墨研成粉和砂子混在一起做成罐子的形狀再放到燒陶的窯裏燒成形。”
石墨坩堝的一個好處是它的基本成分是碳，在純鐵融化成鐵水的過程中會滲入一部分碳，控製純鐵水中的碳含量，可以直接得到鋼。
孫一的石墨坩堝電爐方案缺點也是很明顯的，一是規模不可能做的很大，二是會消耗大量的電。
為了解決電力的瓶頸，孫一決定對現有的鐵罐電池進行升級。
首先是用金屬鋅電極代替鐵罐電池中的鐵電極。鋅比鐵活波，電池的電壓可以再升高0 . 3伏到達1伏。仍然以硫酸銅作為電池溶液，但是以銅棒作為另一個電極。整個化學反應變成鋅置換銅。在銅棒上析出的高純度電解銅還可以作為優質純銅原料進一步利用。
其次是改變電池的形狀，以一個大瓦罐作為電池容器，加入足夠的硫酸銅溶液，溶液中安置鋅塊電極和銅棒電極，犧牲電池的靈活性以提高電池的容量。
這就要求鐵木的商隊外出采購大量的硫酸銅和金屬鋅。
硫酸銅又叫藍礬，在明朝是煎煉提純後作為中藥在藥鋪子裏出售。產銅的地方一般都會產粗藍礬，陝西就出粗藍礬。
金屬鋅明朝人叫做倭鉛。因為鋅的燃點、沸點都很低，《天工開物》記載金屬鋅“入火即成煙飛去，似鉛而性猛，故名之曰“倭鉛”。”
在明朝倭鉛的主要用途是向銅裏摻加製成黃銅來降低成本，大明朝鑄的銅錢全部摻了金屬鋅。大明朝廷鑄錢的時候是七分銅三分倭鉛，私人鑄的假錢為了圖便宜倭鉛能占一半。倭鉛除了當煉黃銅的摻料在明朝沒有其它的用處，一般的銅器的鋪子都有存貨，價錢也不貴，並且不算大明朝禁止出口到草原的管控商品。
為了製造噴水筏子，孫一動用了鐵木的木匠。為了製造改善噴水發動機性能的小小的鐵螺絲釘，孫一動用了鐵匠、窯匠、商隊和小石榴等一眾喜歡琢磨電池的工匠。
不過孫一認為這一切努力都是值得的。
麵對這麽大一個各個工匠協同工作的項目，王爾牛站了出來，“爺，這事情我來協調吧。”