Biết được tường tận công nghệ thời này sau đó dùng một cái phép so sánh thì Ngô Khảo Ký đưa ra một quy trình hoàn thiện về luyện thiết tại Đại Việt cùng phương Đông.
Thứ nhất đó chính là khai thác quặng, khai thác nguyên liệu đốt. Chế biến quặng thô thành quặng sắt bột, Luyện gang lò cao, bách luyện gang hay rót gang để thu được thép. Trong quá trình này Ngô Khảo Ký mới chỉ can thiệp được vào giai đoạn chế biến quặng thô thành bột quặng sắt, Cải tiến lò cao thông thường thành lò cao khổng lồ.
Những quy trình hắn chưa can thiệp vào đó chính là Khai thác quặng, khai thác nguyên liệu đốt, bách luyện gang hay rót gang để thu được thép. Chính vì điểm này cho nên tổng hiệu suất hắn giúp cho toàn bộ dây triền trên có thể tăng năng suất rất giới hạn. Nếu tính một cách chi li thì cũng chỉ có thể tăng năng suất sản suất lên 4-5 lần hiện tại. Vì cho dù mỗi ngày Ngô Khảo Ký có thể luyện ta 50- 60 tấn gang thì số gang này cũng không thể biến thành thép.
Nếu muốn dùng bách luyện pháp thì tốn nhân công và thời gian vô cùng, nếu dùng rót gang pháp thì sắt non không đủ.
Nói thật đám công tượng đã rất hài lòng và nể phục Ngô Khảo Ký, và ngay cả triều đình nếu biết tin này cũng có thể sung sướng mà phát khóc. Tăng 4-5 lần năng suất có nghĩa một năm Đại Việt có từ 8 ngàn tấn cho đến 10 ngàn tấn tổng sản lượng và có đến 1/3 trong số đó là cương thiết chất lượng dành cho quân đội. Đây là một cái thiên đại công lao.
Nhưng Ngô Khảo Ký không can tâm, hắn muốn xây dựng một đại Việt sắt thép công nghiệp hóa. Nếu chỉ là gang thành phẩm sau đó vẫn dùng thủ công phương pháp luyện thép thì đó là không thể nào. Những phương pháp thủ công trên chỉ có thể đưa ra những thành phẩm thép nhỏ lẻ và không hề đạt tiêu chuẩn chất lượng đồng đều.
Ngô Khảo Ký ra lệnh ngừng lại việc tiếp tục nấu gang. 8 tấn gang đã chót luyện hắn để cho công tượng ngày đêm bách luyện để có thể thu được một lượng thép. Còn bản thân Ngô Khảo Ký trở về Phủ Thành Chủ tiếp tục vùi đầu vào nghiên cứu phương pháp tháo gỡ vấn đề này.
Lăn lộn với đống giấy tờ, thước kẻ, compa, eke đây là những dụng cụ hắn yêu cầu thợ thủ công chuẩn bị cho bản thân. Ngô Khảo Ký đang vật lột vơi những ý tưởng cùng cố gắng nhớ lại những kiến thức liên quan.
Thực tế những kiến thức về luyện kim hắn được đào tạo hết sức bài bản trong kiếp trước từ thời phổ thông trung học. Hắn có thể vanh cách viết ra những phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao hay có thể viết ra những phương trình phản ứng hóa học điều chế rất nhiều thứ. Nhưng đó chỉ là lý thuyết mà thôi. Thực tế để hoàn thiện một công nghệ ngoài đời thực khó khăn hơn nhiều nhất là đối với thời cổ đại khuyết thiếu hoàn toàn công nghệ bổ trợ. Thêm vào đó việc học của hắn trên ghế nhà trường thực sự đặt nặng về mặt lý thuyết, thực hàng chẳng có là bao.
Ngay cả lò cao máy móc hắn chế tạo cũng là nhìn thoáng sơ qua những sơ đồ trên Youtube mà tạm cái nhớ cái quên rồi đem ra thiết kế bừa. Cũng may mắn là hắn đầu óc nhanh nhạy nên cũng có thể thành công. Nhưng nói đến hoàn hảo thì cần vận hành và sửa đổi liên tục mới có thể.
Vấn đề luyện gang thành thép không phải quá phức tạp. Ngô Khảo Ký là biết nguyên lý, thậm chí hắn biết cả cấu tạo của những cỗ máy có thể luyện gang thành thép. Đơn giản nhất có thể là lò luyện thép của Henry Bessemer. Nguyên lý đơn giản đó chính là thổi thổi oxy vào với gang nóng chảy, bất kỳ tạp chất nào cũng sẽ bị oxy hóa và tách ra. Những tạp chất này bao gồm silic, mangan và cacbon sau đó sẽ thoát ra khỏi gang dưới dạng khí hoặc đông đặc thành xỉ.
Nguyên lý cấu tạo của lò Bessemer rất dễ chế tạo với công nghệ hiện đại, nhưng với trình độ của công tượng Đại Việt lúc này là không thể, do đó Ngô Khảo Ký bắt buộc phải tái thiết kế mộ lò luyện thép có chức năng như Bessemer nguyên lý hoạt động tương tự nhưng dễ chế tạo hơn. Tất nhiên lò Bessemer đã là một quy chuẩn của thế kỷ 18, với bao công lao nghiên cứu của Henry Bessemer với nhiều lần thử sai cùng sửa chữa. Thiết kế nguyên bản của lò luyện thép Bessemer đã đạt đến mức khá hoàn hảo và có thể sản suất công nghiệp sắt thép. Chính vì lý do đó khi Ngô Khảo Ký tự thiết kế một lò tương tự nhưng đơn giản chế tạo hơn thì chắc chắn chiếc lò này sẽ không đạt đến sự hoàn hảo và sẽ có nhiều thiếu sót. Đầu tiên kể đến đó có lẽ là công suất sẽ không được đảm bảo.
Một ngày lăn lộn thiết kế cũng hoàn thành, khá đơn sơ nhưng cũng đầy đủ chức năng. Ngô Khảo Ký không thể biết nó có hoạt động hiệu quả hay không trước khi đưa vào hoạt động chính thức. Vậy nhưng hắn không thể không tụ tập công tượng thợ rèn để chế tạo.
Ăn cắp ý tưởng cũng phải có chút liêm sỉ, mặc dù Bessemer phải 800 năm sau mới sinh ra nhưng Ngô Khảo Ký không vì thế mà lãng quên ông ta. Chiếc lò luyện thép đầu tiên trên thế giới với cái tên Lò luyện thép Harry được Ngô Khảo Ký chính tức khởi công chế tạo.
Vì cân nhắc vấn đề công nghệ khó chế tạo những chiếc lò luyện kim lớn, Ngô Khảo Ký lựa chọn chế tạo thử một lò luyện thép mini với thể tích lòng chỉ 1m3.
Chiếc lò này cao chừng thân một người trưởng thành có cấu trúc hình trụ bụng hơi phình miệng và đáy co nhỏ một chút.
Lõi của lò được cấu tạo bởi vật liệu chịu nhiệt như đất sét, cao lanh. Phía ngoài của lò được bao bọc và gia cố bởi một lớp thép kín được gắn với nhau bởi đinh tán. Đặc biệt lò này được gia cố bằng 6 đai thép từ miệng tới đáy. Lúc này gang là Bố Chính không thiếu, họ có đến cả chục tấn nằn lăn lóc. Vì vậy nguyên liệu chế tạo lò luyện thép Harry là không phải áp lực. — QUẢNG CÁO —
Việc bách luyện gang thành thép mềm có thể uốn thực sự tốn quá nhiều thời gian, một chiếc lò trên đã hao phí đến hơn mười ngày chế tạo mà phần lớn thời gian đó chính là tốn cho việc xào gang thành thép. Điều này có thể thấy được năng suất lao động bị léo xuống vô số lần vì công nghệ lạc hậu.
Sau 10 ngày vất vả thì lò luyện thép Harry đã hoàn thành và được Ngô Khảo Ký kiểm tra một cách cẩn thận từng chi tiết không có sai lầm. Các công tượng tiến hành tập luyện sử dụng chiếc lò này. Thứ này không phải đơn giản bình thường sử dụng như lò cao, chỉ cần cho nguyên liệu vào và chờ sản phẩm ra lò.
Lò luyện thép Harry được cố định với giá đỡ với Đai Thép chính tại phần 1/3 dưới thân lò. Đai thép này có cấu tạo ổ trục được gắn vào giá đỡ khiến cho thân lò có thể xoay vòng theo trục. Hai chiếc bánh răng gang được đúc mới một đường kính rất lớn gắn vào thân lò, bánh răng thứ hai kết nối với hệ thống quay phát lực. Bên cach đó còn có các lẫy cố định bánh răng khiến cho việc điều khiển lò nghiêng hay xoay hết sức dễ dàng và chính xác.
Đây chỉ là hệ thống cơ bản của thân lò lò luyện thép Harry, hệ thống thứ hai mới thực sự phức tạp mặc dù nó không quá to lớn. Hệ thống thứ hai đó là nắp lò cùng ống thổi được nối liền với xi lanh thổi cực lớn được chế tác bằng gỗ. Ống thổi bằng sắt có hình dạng trụ chiều dài đủ chạm đáy của thân lò, ống thổi được gắn cố định cùng nắp lò và được tính toán cẩn thận, chính vì vậy khi đóng nắp lò cũng chính là miệng ống thổi đã chạm đáy của lò.
Các công nhân được Ngô Khảo Ký hướng dẫn thao tác và luyện tập liên tục lặp đi lặp lại các động tác trong 2 ngày. Công việc này đòi hỏi sự tinh tế và chuẩn xác trong từng hành động cho nên Ngô Khảo Ký không thể không cẩn thận luyện tập cho nhân viên.
Ngày hôm nay Xưởng Luyện Thiết Bố Chính các nhân viên lại một lần nữa hết sức phấn trấn và chờ đợi. Thành chủ của họ đã ra chỉ lệnh lần thứ hai khai lò, nhưng lần này đặc biệt hơn lần thứ nhất vì có rất nhiều cấu trúc mới và máy móc sắt thép được trang bị bên cửa ra tháo gang của lò cao.
Mọi người trầm trồ tò mò nhưng thực tế không ai hiểu được những thứ này có tác dụng gì và sẽ hoạt động ra sao. Chỉ có 20 nhân viên chuyên nghiệp được đào tạo mới có thể vận hành chúng mà thôi.
“ Bắt đầu chuyển than ” Ngô Khảo Ký hét lớn.
Công nhân như những con kiên chăm chỉ bắt đầu lồm cồm bò khắp nơi theo đúng nhiệm vụ của mình mà hành động.
Cặp trâu kéo cánh tay đòn quay trục băng truyền, công nhân dùng xẻng xúc than lên mặt băng chuyền. Ở một đầu bên kia thì các công nhân cũng đang chuẩn bị khởi động băng triền thứ hai vận chuyển quặng sắt bột. Trong 10 ngầy qua phía mỏ Tòng chất cũng khai thác thêm được 30 tấn quặng, toàn bộ số quặng này đã được chế biến hoàn chỉnh nâng tổng số bột quặng của Bố Chính Xưởng Luyện Thiết lên 130 tấn . Lúc này đây tốc độ khai thác quặng đã quá chậm so với tốc độ chế biến quặng.
Máy Nghiền đá kẹp hàm đã hỏng một lần và phải thay thế hàm đập, nhưng đó không phải vấn đề, các thợ rèn của Bố Chính đã có kinh nghiệm, họ có thể sửa chữa hai loại máy nghiền mà không cần tới chỉ đạo của Ngô Khảo Ký.
Không có gì bất ngờ, sau 2 canh giờ gang lỏng lại một lần nữa đầy tàn nồi Lò cao, lúc này đây Ngô Khảo Ký hết sức tập trung ra chỉ lệnh.
“ Mở cửa thoát gang”
Các công nhân răm rắp dùng xà beng làm cánh tay đòn để quay hệ thống kéo lên cửa thoát gang. Dòng gang lỏng đỏ rực nóng bỏng theo khe rãnh chảy vào khay đỡ.
“ Đóng, mau đóng cửa thoát gang” Ngô Khảo Ký la lớn, gang lỏng đã đầy khay, không thể tiếp tục rót vào.
— QUẢNG CÁO —
“ Rót gang vào lò luyện Harry” Ngô Khảo Ký lại tiếp tục ra mệnh lệnh, lần đầu tiên thực hiện quy trình hắn là người duy nhất ở đây chỉ đạo, nơi này chỉ có một âm thanh.
“ Hây a…” các thợ thủ công vận sức xoay cánh tay đòn, bánh răng chuyển động, cửa khay đựng gang được mở ra. Dòng gang nóng chảy lập tức theo bề mặt nghiêng mà chảy vào thân lò Harry đang nằm nghiêng.
“ Đóng khay chứa, mở cửa thoát gang” Ngô Khảo Ký không do dự tiếp tục ra mệnh lệnh.
Hai khay gang lỏng cứ thế được chuẩn xác đo đạt thể tích mà đổ vào thân lò Harry.
“ Xoay lò đứng, đóng nắp lò” Tiếng Ngô Khảo Ký ra lệnh lại vang lên toàn trường, ở đây rất nhiều người lao động , âm thanh hỗn tạp phát ra nhiều, nhưng không một ai cất lời, cả trăm con người cố gắng trật tự để nghe rõ nhất chỉ lệnh của Ngô Khảo Ký.
“ Hây aa…” Các công nhân một lần nữa vận sức xoay bánh răng gang khiến cho thân lò dần dần được dựng thẳng dứng.
“ Đóng nắp lò nhanh” Ngô Khảo Ký quát lớn chỉ đạo đám công nhân trê giàn giáo đang điều khiển nắm lò cùng ống thổi đang được treo nơi này.
Từ giàn giáo nắp lò cùng ống thổi được đưa đến đúng vị trí và cố định với miệng lò. Nắp lò là không kín hoàn toàn mà có những khe hở hẹp để thoát khí.
“ Thổi khí, mạnh nhất thổi khí. Vận lực thổi nhanh” Ngô Khảo Ký có phần tâm lý nóng vội và hơi lo lắng hét lớn.
8 công nhân lực lưỡng ra sức gồng mình đẩy đi pitong khổng lồ. Một luồng khí mãnh liệt qua hệ thống thổi tiến vào ống thổi phía trong thân lò Harry.
Ngay như lập tức Một loạt các vụ nổ vang lên ngay trong thân lò Harry khiến cho chúng nhân kinh hãi vô cùng, bắn các mảnh kim loại nóng chảy tung tóe phía trên miệng lò cũng may có miệng lò ngăn cản nếu không thì cũng không biết hậu quả sẽ ra sao. Lò phản ứng giống như một ngọn núi lửa đang phun trào.
Tiến la hét thất thanh vang lên, hai công nhân vận hành bánh răng thân lò vì tránh chưa đủ xa mà bị mảnh gang nóng chảy bắn vào người, tuy không có nguy hiểm tính mạng nhưng đau đớn vô cùng.
“ Nhanh, nhanh cấp cứu người bị thương” Ngô Khảo Ký cuống cuồng, nhưng trong lòng hắn một mảng vui mừng, hắn chắc chắn mình đã thành công. Phản ứng dữ dội như vậy chứng tỏ Luồng không khí làm cho cả silic và carbon trong lò bị oxy hóa, phản ứng tỏa nhiệt và làm tăng nhiệt độ. Chưa cần biết hiệu quả đến mức độ nào, thế nhưng nếu đã có phản ứng tức là đã thành công, chỉ cần giảm 1% cacbon trong gang thì hắn đã tiết kiệm ½ thời gian luyện gang thành thép.
Phản ứng bùng nổ tầm 10 phút là chấm dứt, lúc này Ngô Khảo Ký lại hạ lệnh cho các công nhân mở nắp lò và kéo ống thổi về vị trí chờ phía trên giàn giáo
“Nghiêng lò đổ thiết vào khay” Ngô Khảo Ký tiếp tục ra lệnh, hai nhân viên điều khiển thân lô đã bị thương phải bổ xung thêm hai người khác mới có thể vận hành.
Thân lô dần dần được quay nằm ngang, sau đó miệng lô bị quay chúc xuống dưới, Từ bên trong lò luyện thiết Harry một dòng thiết đặc quánh và một lớp xỉ mỏng trào ra chiếm lấy khuôn. Nhìn dòng thiết đỏ rực đặc quành kia Ngô Khảo Ký thở phào nhẹ nhõm, hắn biết mình đã thành công chỉ là không biết thành công đến mức độ nào, tất cả đêu cần kiểm nghiệm. — QUẢNG CÁO —
Ngô Khảo Ký không để ý nhiều được nữa, hắn tiếp tục phải chỉ đạo mọi người luyện hết chỗ gang lỏng bên trong nồi lò.
Nồi lò thể tích lên đến 1 khối tức là có thể chứa đến 8 tấn gang lỏng. Mỗi lần thổi khí luyện thép của lò Harry chỉ là hai khay gang mỗi khay 125 lít tương đương 1 tấn mỗi khay. Ngô Khảo Ký phải nhanh chóng thổi đủ 4 lần trước khi gang lỏng bên trong nồi lò bị nguội đi.
Tốc độ luyện thép lò luyện Harry không kịp tốc độ nung quặng của lò cao, vì vậy trong lúc này công nhân được lệnh không tiếp tục cho thêm quặng vào lò cao từ lâu rồi.
Mẻ luyện thứ hai có vẻ đặc biệt hơn, vẫn cho thổi 2 khay gang tương đương 2 tấn gang, sau đó hắn không vội đổ thành phẩm ra ngoài mà hạ lệnh đổ thêm một khay gang lỏng trực tiếp từ lò vào. Đây là hắn đang muốn thử nghiệm phương pháp rót gang của người thời này.
Trong tay hắn có cả sản phẩm sắt nghèo cabon nóng chảy và gang lỏng giàu cacbon, vậy nên hắn thử nghiệm pha trộn chúng với tỉ lệ 2 tấn sắt nghèo cacbon cùng một tấn gang giàu cacbon và chờ kết quả.
Lò cao đã ngừng hoạt động, ba mẻ luyện thép từ lò luyện Harry đang được các công tượng thợ rèn cẩn thận tỉ mỉ kiểm tra. Ngô Khảo Ký cũng chuyển vị trí ra xa khu lò cao một chút để nghỉ ngơi và chờ đợi kết quả, nói thực lò cao hoạt động cực kì nóng bức rất khó để hắn có thể trụ lâu.
“ Đại nhân, đại nhân. Là thiết mềm cà cương thiết. Cương thiết chất lượng thượng đẳng, thượng đẳng….” Từ xa một đám công tượng mặt mũi lem luốc nhưng tràn đầy hưng phấn đang lao đến.
Lão thợ rèn cầm trên tay ba thanh sắt khác nhau mà lão lệ trào dâng, hắn run run hai cánh tay đưa quỳ gối dân lên ba thanh sắt cho Ngô Khảo Ký.
“ Tất cả các ngươi đứng lên rồi nói. Nói rõ xem thế nào mềm thiết thế nào cương thiết?” Ngô Khảo Ký là biết mình thành công, chỉ có thể thành công triệt để mới khiến đám công tượng già dặn lâu năm này kích động như vậy. Nhưng Ngô Khảo Ký vẫn cần biết chi tiết từng hạng mục để có thể điều chỉnh và cải tiến.
“ Bẩm đại nhân, mẻ đầu tiên ra mềm thiết, thứ này tính mềm dễ chế tác dẻo đủ mà thiếu cương nếu chế tạo đao kiếm thì rất đễ mẻ lưỡi. Mẻ thứ 2 và thứ 3 cho ra cương thiết thượng phẩm chất lượng giống nhau như đúc. Thượng phẩm trong thượng phẩm thiết cương. Thứ này trong tay Tiểu có thể rèn ra đao kiếm phá thạch chém sắt” Lão thợ rèn rung rung kích động.
Không chỉ lão thợ rèn mà tất cả thợ rèn nơi này đều kích động. Họ chông thấy gì, chỉ trong thời gian nửa canh giờ thứ máy móc kia có thể sản xuất 6000 cân thiết cương chất lượng thượng đẳng, không tạp chất, không tì vết. Thêm vào đó 2000 cân mềm thiết cũng không tạp chất. Nếu như nguyện ý thì tất cả đều có thể chuyển thành cương thiết trong tích tắc.
Nếu để bọn họ dùng phương pháp xào gang hay rót gang thì cần bao lâu mới có thể luyện xong chỗ gang kia thành thiết cương kém chất lượng. 30 người lao động trong 3 tháng? Bốn tháng. Có lẽ là còn lâu hơn nữa. Đây là khái niệm gì? Có người tin đây là thần thuật nhưng để trong bụng mà không nói ra.
“ Khá tốt, tất cả đều có công, nếu không có các ngươi thì ta cũng không thể làm ra cương thiết. 15o người trong trung tâm thiết phường này từ nay sẽ nhập hộ tịch thân binh Ngô gia Bố Chính, ta chính là gia chủ. Ruộng đất cấp cho người nhà các ngươi làm nông. Về phần các ngươi sẽ lập sách tiến vào sương quân bố chính lập nên 1 Đô, gọi là Đô Công Binh. Lão Mộc ngươi làm cái Đô trưởng hàm quan võ Cửu Phẩm, ngươi đô con tên gì? Ngươi làm cái tả Đô Phó chính bát phẩm võ quan, Ngươi tên Lực Ngưu? Ngươi làm cái Hữu Đô phó chính bát phẩm võ quan. Về phần đội trưởng các ngươi tự tìm người rồi đưa danh sách lên cho ta. Ta sẽ thông báo về triều đình, các ngươi sẽ nhận điều lệnh chính thức sau đó”
“ Các ngươi sẽ nhận được lương bổng theo đúng chức tước của quân nhân, ngoài ra cái Xưởng Luyện Thiết Bố chính phải nộp về 3 thành sản lượng cho triều đình. Số còn lại chúng ta sẽ buôn bán. Ta phân cho 150 công tượng nơi này 1 thành cổ phần, buôn bán có lãi các ngươi cuối năm không thiếu tiền hoa hồng chia. Đãi ngộ là tốt, nhưng ta nói trước, bí mật công nghệ nơi này nếu lộ ra ngoài, các ngươi chắc chắn phải chết. Dù chạy xa tận chân trời thì Ngô Khảo Ký cũng truy sát và giết toàn tộc. Các ngươi minh bạch?.