水力車床再快，也得有鋼鐵來加工。
明末的鋼鐵冶煉主要採用兩種傳統工藝：炒鋼法和灌鋼法。
炒鋼法是將生鐵加熱至半熔融狀態後反覆攪拌，利用空氣中的氧將生鐵中的碳氧化，從而得到低碳鋼或熟鐵。
灌鋼法是將生鐵和熟鐵按一定比例混合加熱，使生鐵中的碳擴散到熟鐵中，得到含碳量適中的鋼。
這兩種方法都是千年傳下來的老手藝，匠人經驗占大頭，產量低、品質不穩定，而且極度依賴優質鐵礦石和木炭。
皇家工廠的冶鐵工坊用灌鋼法日夜趕工，一個月的鋼產量也不過幾千斤。
這點鋼要供應燧發槍生產線、天武炮鑄造線和機械工坊的刀具消耗，根本不夠用。
宋應星在呈報中寫得很直白。
鋼鐵供應已經成為制約整個工廠產能的最大瓶頸，不解決這個問題，其他工坊再快也是等米下鍋。
朱由檢當然知道近代工業化的煉鋼路線。
高爐煉鐵加轉爐煉鋼，一條流水線下來，日產量可以輕鬆突破傳統工藝的百倍。
但知道歸知道，真要搞起來，第一步就卡住了。
焦炭！
高爐煉鐵需要焦炭做燃料和還原劑，而不是木炭。
木炭強度不夠，在大型高爐里會被爐料壓碎，導致爐料透氣性惡化，爐況失控。
焦炭強度高、孔隙率大，是大型高爐的必備燃料。
但焦炭不是把煤堆在一起燒就能得到的，它需要將煤炭在隔絕空氣的條件下高溫乾餾。
使煤炭中的揮發分逸出，剩下的就是多孔的焦炭。
這個工藝在十七世紀的中國根本沒有成熟的技術積累。
朱由檢確實可以靠著自己的化學知識在小規模上提純一些焦炭出來。
用密閉的坩堝裝煤，在磚窯里悶燒幾天，得到少量焦炭供實驗用。
但這和量產完全是兩回事。
真正的高爐一天就要消耗幾十噸焦炭，靠坩堝手工提純無異於杯水車薪。
而且有了焦炭還不夠，還需要熱風爐。
高爐鼓風如果直接吹冷風進去，爐溫會被冷風拉低，焦比居高不下。
十九世紀的工業革命中，熱風爐的發明讓高爐焦比下降了三分之二，這才是鋼鐵產量暴漲的關鍵。
而熱風爐的建造涉及耐火材料、換熱管道、鼓風動力等一系列配套技術，沒有一樣是明末的工業基礎能夠支撐的。
朱由檢算了一筆帳，從零開始建立一個焦炭高爐體系，哪怕是最簡陋的版本，也需要至少兩到三年的前期建設。
所以他壓下了跳級的衝動，轉而走漸進改良的路子。
他做了兩件事。
第一件還是焦炭。
他下令將手中掌握的煤礦，包括徐州煤田和湖廣幾處新收的煤窯附屬的磚瓦窯全部改建為密閉煉焦燜窯。
磚瓦窯的結構本來就接近半密閉狀態，只需要改造窯頂密封和排煙管道，就能實現基本的乾餾功能。
具體做法是將煤塊分層碼入窯中，用泥土密封窯頂和窯門，只留底部幾個小孔進風和頂部一個煙道排煙。
點火後控制進風量，讓煤在缺氧條件下緩慢燃燒，將煤焦油和煤氣從煙道排出，剩下的就是焦炭。
這種燜窯單窯產量雖不高，一窯不過幾千斤焦炭，但勝在技術門檻低、數量多。
朱由檢下令第一批改建了二十座燜窯，分布在徐州、兗州和廬州三處煤窯附近。
按照宋應星的估算，二十座燜窯全部投產後，一年能產焦炭數十萬斤。
雖離大規模工業化還遠，但已足夠供應試驗高爐和冶鐵工坊的日常消耗。
第二件是熱風。
他讓原有的幾座土高爐逐步改造，在煙道中加裝鑄鐵換熱管。
原理是利用高爐排出的一千多度高溫煙氣，在煙道中加熱鑄鐵管，再將鼓入爐內的冷空氣先通過被加熱的鑄鐵管，使空氣溫度升高後再送入爐中。
這樣一來，鼓入爐內的不再是冷風而是熱風，爐溫穩定性明顯改善。
這個改造相對簡單，不需要新建熱風爐，只需在現有爐體上加裝管道系統即可。
冶鐵工坊的匠人按照朱由檢畫的煙道式熱風換熱管圖紙，在第一座試驗高爐上改造了一個月。
改造後的高爐鼓風溫度從常溫提升到了將近兩百度，出鐵溫度更高，鐵水流動性更好，鑄造出來的鐵件表面氣孔明顯減少。
宋應星在報告中寫道：「熱風一入，鐵水如湯，鑄件光潔，昔日未有也。」
朱由檢對這條漸進路線的判斷很明確。
焦炭燜窯和熱風管改造是兩把鑰匙，這兩把鑰匙配齊了，才能打開鋼鐵量產的大門。
在此之前，水力車床帶來的加工效率提升，只能受限於鋼鐵原料的供應。
但即便如此，水力車床的威力也已經足夠驚人。
水力車床投入使用一個月後，第一個吃到紅利的是燧發槍生產線。
大明皇家工廠的燧發槍生產線，原先完全依賴匠人手工打造。
從槍管鑽孔到擊發機件裝配，每一個環節都需要熟練工匠手工操作。
南京和蘇州兩地的槍匠加在一起不到兩百人，日產燧發槍不過三四十支，碰上趕工期的時候加班加點也到不了六十支。
這個產量在冷兵器時代勉強夠用，但朱由檢的目標是在三年內將燧發槍列裝到每一個營。
這意味著就算不考慮任何損耗的情況下，也需要至少十幾萬支以上的燧發槍。
按照原先的產能，光造槍就要造四五年。
水力車床徹底改變了這個局面。
槍管鑽孔從手工改為車床加工後，單根槍管的加工時間從五天壓縮到了一個時辰。
過去匠人手動鑽孔，用的是人力驅動的鑽孔架，一個人在下面搖轉輪，一個人在上面扶著鑽頭，鑽一根槍管要五天。
鑽到一半鑽頭偏了整根槍管就廢了。