地四百五十章 外燃機問世，開啟工業革命
秦川回到黑山堡時，陳詹和李學境正在對外燃機進行測試。
見秦川進來，李學境便將手中的冊子遞了過去。
在秦川的要求之下，化工、機械、冶金、製造、採礦等各個領域的所有試驗都要嚴格記錄過程和數據。
外燃機也不例外，所有的製造過程、曾出現的問題、面臨的技術難題、解決過程等等全部都記錄在冊。
陳詹和李學境曾試過將石墨渡在活塞表面，但失敗了，因為石墨在溫度不足的情況下很難跟金屬反應，後世的石墨都要靠粘合劑實現跟金屬表面結合。
他們只能在高溫加熱的情況下讓石墨中的部分碳原子遊離進活塞表面，跟滲碳一個性質，提高活塞的光滑度和耐磨性。
無法渡在表面的情況下，他們退而求其次，在活塞管壁和內芯上分別刻出兩道很淺凹槽，然後將石墨粉填滿凹槽，並在管壁和內芯都塗抹石墨粉。
這種簡單的法子不失為一個好方法，活塞管壁和內芯受熱膨脹之後，會擠壓凹槽內的石墨粉，使得石墨粉與活塞之間的接觸十分緊密，而塗抹了石墨粉的內芯在受熱膨脹的情況下，哪怕和管壁的結合十分緊密，也依然能順滑地運動，從而達到既密封又不損失動能的效果。
最終，外燃機成功問世。
但這東西仍要經過各種測試才能派上用場，主要是穩定性和安全性，穩定性主要是加熱過程的轉速變化和恆定高溫中的轉速是否穩定，機器是否會出現故障等等，安全性則主要是極高溫度下會否爆炸，長時間使用后是否會癱掉等等。
測試也是秦川要求的，他要一步步建立各個領域各個環節的規範。
如今外燃機已經持續高溫測試好幾天了，暫時還沒發現什麼問題。
秦川仔細看過記錄之後也覺得很滿意，於是便大手一揮：開始製造相關聯動機械。
首先是鼓風機，這玩意不難，一個風扇加送風管道就完事了，當然也可以裝好幾個風扇，通過幾個入風口將空氣匯入同一個送風管道以增加風力，等條件成熟的時候秦川還想造空氣壓縮機實現高壓噴氣。
其次是動力錘，這東西也不難，造幾根傳動桿將一個大鎚子提起來，再讓大鎚子落下去就行了，也可以利用動力將鎚子砸下，以獲得更大的錘擊力量，應用於鍛造要求較高或體型較大的工件。
再者是製造聯動裝置將外燃機和鏜床、鑽床連接起來，以外燃機替代人力，提高製造槍管炮管的效率。
為了提高工匠的創造力，秦川跟陳詹和李學境討論並擬定初步的設計圖紙之後，便召集所有工匠和學徒，把大概的的要求列出來，讓他們一起討論並自行設計，只要是靠譜的設計都有獎勵。
很多手藝人都喜歡琢磨各種新奇玩意，秦川麾下的工匠更是積極性一向很高，因為他總能弄出各種令他們感到驚奇的東西，白花花的現銀獎勵之下，那些工匠和學徒們一有空就各種琢磨，才幾天功夫，秦川就收到了四十多張設計圖紙。
秦川從中挑出部分比較靠譜的，一人獎白銀二兩，又組織工匠和學徒集體討論幾次，然後定下了最終圖紙。
陳詹和李學境帶著工匠們加班加點幹了幾天，把鼓風機、動力錘和聯動裝置一股腦造了出來，然後分批測試，不斷改良。
另一邊，嚴三七也在秦川的指示下開始造轉爐，內襯耐火材料是凌子石，也就是白雲石，這東西跟很多礦共生，一直都用來砌煉鐵高爐，也可以用來燒制琉璃。
忙碌了整整一個月後，黑山鐵廠第一座轉爐終於安裝完畢。
開爐第一天，秦川早早就來到了鐵廠，陳詹和李學境等工業司一眾官員都來了。
在嚴三七的完善下，如今的高爐旁邊多砌了一座濾渣池，由高爐排出的鐵水先在濾渣池過濾掉爐渣，再流入轉爐內。
再往轉爐內投入生石灰和少量廢鐵后，嚴三七便指揮工匠用滑輪吊杆將一根凌子石混合黏土製成的粗大管子吊入高爐內，管子上端接鐵管，並連接到鼓風機上。
這台為轉爐設計的鼓風機擁有八個風扇和入風口，在外燃機的帶動下，八個風扇齊齊轉動，呼呼地將空氣送入鐵管，並形成猛烈的氣流注入轉爐的鐵水內。
一時間，轉爐沸騰了起來，鐵水猛烈地濺出爐口，像煙花一般綻放，既攝人心魄又極為絢麗壯觀。
後世的轉爐鍊鋼採用頂吹純氧，十分鐘就得一爐鋼，效率極高，但現在的工業條件不可能製得出純氧，所以只能吹空氣，吹煉的時間暫時未知，還需一爐一爐地試驗，找出最佳的吹煉時間。
第一爐鋼煉了一個半時辰，吹煉結束后工匠們便通過滑輪將轉爐一側吊起來，使轉爐傾斜，鐵水由出鐵口流入一個池子，再由各種管道流出並截取鋼坯。
等鋼坯冷卻，秦川讓工匠取樣品測試性能，所得出的結果令他十分滿意。
相比於後世的先進技術，他的轉爐鍊鋼技術還落後得很，首先空氣壓力不足，氧化反應不僅耗時良久，而且仍然有許多雜質沒有去除，鋼的品質自然不夠好，再者沒有助溶劑，煉出鋼水之後沒有除氧劑，鋼材含氧量大導致強度不足。
但是，這種鋼材的質量已經遠超他之前所煉出來的鋼材。
鋼材品質的提升，意味著工業發展又邁進了一大步。
陳詹和李學境可以造出重量更輕但質量更好的槍炮，比如原本重達幾千斤的要塞炮，降低炮管厚度的情況下卻依然能承受同等火藥的爆炸衝擊，依然擁有原設計中的有效射程，炮管厚度降低則意味著重量減輕，說不定能裝上車輪用於野戰。
同樣的，也可以在原有厚度的情況下加大藥量，以獲得更高的射程。
有了質量更高的鋼材，婁煩鐵鍋的質量自然也會提高，應用動力錘鍛打再軋制的話，質量還要再上一層樓。
轉爐鍊鋼搞定之後，秦川便開始著手外燃機的批量製造，這東西在絕大部分領域都能派上用場，自然是越多越好。
他打算將轉爐直接安裝在炮廠、槍廠、鐵鍋廠、鋼筋廠、鐵軌廠等各個工廠，鐵廠只冶鍊生鐵塊，再將生鐵運到各個工廠，工廠開工時將生鐵投入轉爐，按不同產品的需求煉出含碳量不同的鋼水，並將鋼水注入模具得出工件胚胎，再經過鍛打、軋制、調質、打磨等工序製取成品，從而形成規範化的流水生產線。
鼓風機、動力錘及各種聯動裝置的批量生產也在緊鑼密鼓地籌備中，黑山工業區在降雪之前便已開始興建幾座新的工廠。
軸承廠暫時還沒開始建，這東西還沒法實現批量生產，秦川只在黑山堡建了個實驗車間，專門研究用於批量生產的打磨車床，還要通過不斷試驗制定出出一套標準的回火、淬火及退火等一系列調質工藝。
軸承工件對調質工藝的要求很高，而打磨車床又涉及精密製造，對精度的要求極高，需要形變很小的材料才能達到要求。
形變小的材料秦川暫時還沒想出來，只能通過滲碳和淬火回火等調質工藝製取高強度高耐磨的鋼材，用來製成車床工件。
而精密製造則沒啥蹊徑可行，只能靠摸索，首先要製作一些相對精密量具，比如卡尺之類的，再慢慢摸索出來。
除了各種工業設備的生產之外，秦川還抽空幹了一件事，建一個鉛筆廠。
石墨場早就建起來了，並用洗選法實現了批量製造石墨，有了大量石墨之後，就能大量製造鉛筆了。
這可是個好東西，首先是實用，不論教育領域還是工商領域都能用到，能大大提高工作和學習效率，次是掙錢，這玩意在歐洲肯定會大受歡迎。