既然要炼钢，就必须先知道此时的炼铁技术。马淳原先所在的山阴石峡里附近就有一个小有名气的铁矿--漓渚铁矿。

相传春秋时越国著名的冶剑师欧冶子就在漓渚附近铸造出十把名剑，所以当地百姓都有一手炼铁的粗浅手艺，私自炼铁成风。马淳当初就曾见过周二他们搭建铁炉，用铁矿石炼出生铁。不过这些生铁质地脆弱，做出来的农具容易损坏，马淳也很少关注他们。

现在听说马淳要开炉炼铁，周二便和赵山召集了十几个原石峡里村民来马淳的住处商议。

周二道：“淳哥儿要炼铁，咱也约莫知道一些。我看过小志找来的铁矿石，这里的铁矿石含铁量比咱漓渚那边多，此地附近还有不少耐烧的黏土，可以修几个炉子。不过咱的手艺糙，在石峡里是你也见过咱炼出来的铁块脆的很，打出来的农具要不了几天就损坏了，白白浪费功夫。”

赵铁也说道：“淳哥儿，不是咱退缩，大吴能炼出好铁的工匠真不多，普通的生铁咱不含糊，立马就能炼出来。但是熟铁还有钢，就不是咱的手艺能摆弄的了了，估摸着也就漓渚铁坊里那些大匠才能做的出来。”

马淳点点头：“你们说的我都清楚，当年在石峡里我也曾看过你们炼铁。不过当初只顾着多种些稻米，没仔细看过你们炼铁。我只要你们按照原先的方法先搭个炼铁炉让我看看，至于如何炼熟铁和钢材，我还要看过你么炼铁之后再做打算。”

“这样就好，”周二摸了摸花白的头发，笑着道：“咱石峡里土法炼铁倒是简单，老兄弟们加把劲，两三天就可以给你弄出来。”

周二说的确实没错，十来个人两天时间就搭出了一座一丈来高的炼铁炉。

不过这个炼铁炉在马淳的眼里简直是粗糙到了极点，就是在空地上挖出三尺深的坑，然后在周边用黏土围成一个四尺方圆的炉。中间隔成两半，上面放置研碎的铁矿粉，下面用柴火不停的煅烧。等到矿粉融化倒入泥模冷却，就算是炼出了黑黝黝的生铁块。

看着这个既不用耐火搭建，又没有鼓风设备使铁矿石充分加热的冶铁炉，不禁摇头叹息不已。

他知道这个时代已经有原始的高炉炼铁方法，炼出熟铁后反复锻打就能获得精度比较高的钢材。好像还听说还有一种比较省力的炒钢法，不过这种方法技术要求非常高，在没有精确的计算下，成功概率并不高。

用周二他们的方法炼铁，不要说得到钢材了，就连熟铁也几乎不可能炼出来。但是他知道高炉炼铁的基本原理，前世自家长辈大炼钢铁时期哪个单位不起个小高炉炼钢？后来在酒桌上喝高了还经常向他们这些小辈吹牛，说的次数多了，他自然也清楚怎么做了。只是没亲自动过手，需要慢慢摸索其中的工艺流程。

马淳眼下多的是时间，大伙多的是开荒种地的能手，不需要他抽出更多的精力来做。平常更多的是和冶县过来的一些学生组织起来重开学堂。他便上午讲学，下午带着几百个八九十来岁的学生从山上挖来黏土，让石峡里村民帮助下挖了几个砖窑烧制耐火砖。

砖窑烧砖就非常简单了，黏土和水反复捶打，再放入木制模具压成同样大小的一块块砖胚，放进砖窑大火煅烧，两三天时间就能出一批暗红色的成砖。

有了大批规格统一的红砖，不仅仅能搭建炼铁所需的高炉，还能加快居住地房屋建设。配备石灰、黏土和细沙混合而成的三合土，就能建成真正砖石结构的房屋。马淳不清楚水泥的烧制方法，但是他曾经在农村见过三合土的做法。

这种三合土按照后世来说当然是质量不合格的建筑材料，但是在此时却是远超当世最顶尖的建筑粘合材料了。用它和红砖建设城市，不但速度快，建成的建筑牢固安全，还能拥有几十年不倒的寿命。

以至于刚刚建成炼铁高炉，就被柳荣发现了它的优点，立刻发动百姓大规模烧砖制作三合土，用到忠义县城市建设中，使得整个临高上空浓烟密布，就像群魔乱舞的鬼蜮一样。

耐火砖烧制好了，按照马淳设计的炼铁高炉也随之搭建完成。整个炉体高达四丈，横断面为圆形的炼铁竖炉。用生铁板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。

高炉生产时从炉顶装入铁矿石、石炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下石炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧、硫、磷，还原得到铁。

原先马淳还想用焦炭来炼铁，不过由于焦炭制作实在费时费力，而彭志又找到了石炭矿也就是煤矿，所以他为了节省时间和劳力，就用石炭也就是煤来代替焦炭。反正两者区别不大，煤的燃烧也能够提供足够的炉温。

人力鼓风机的制作也不复杂，几个木匠根据马淳的要求一合计，没费多少时间就做了出来。论动手能力马淳死绝对比不过这些常年操劳的匠人，只是他脑子里有足够的见识，只要稍微提点一下，自然就可以做出他所要求的工具。

高炉冶炼过程的特点是，在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借经验大致估算。

在冶炼过程中，一方面要实现矿石中金属元素(主要为Fe)和氧元素的化学分离――即还原过程;另一方面还要实现已被还原的金属与矿石的机械分离――即熔化与造渣过程。

最后控制温度和液态渣铁之间的交互作用得到温度和化学成分合格的铁液。全过程是在炉料自上而下、煤气自下而上的相互紧密接触过程中完成的。

低温的矿石在下降的过程中被煤气由外向内逐渐夺去氧而还原，同时又自高温煤气得到热量。矿石升到一定的温度界限时先软化，后熔融滴落，实现渣铁分离。

已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。

这其中的关键点需要不断的摸索和记录，找出最合理的配比数据。马淳带着工匠和学生日夜观察记录，在失败了几十次后终于炼制出了合格的生铁。

炼出合格的生铁花了马淳整整四个月时间，这时第一茬水稻已经开始收割了。

虽然产粮不算理想，每亩能够收上来的稻谷不到一石，去壳之后获得的大米也仅仅只有百斤左右，按后世计量方法不到六十斤。但是八千亩新开辟的农田已足够支撑到下一季稻谷收割，等到冬季时产粮应该能够大幅度提升，再加上还能开辟七八千亩荒地种植稻谷，到年底已经能够真正实现自给自足。

看到这个场景，马淳不禁长长的吐了口气，大声对柳荣道：“等新米入仓，咱们办一场大宴席，庆贺丰收。”