第9節水庫、精煉鋼材、金工車床木模型
有了水泥製品和動滑輪組，泥瓦匠的建設速度很快，不到20天，工程已經到了封頂的階段。劉碩用木頭做梁，將水泥預製板搭在木頭上，工作很順利，劉碩還要求在廠房的屋頂和周圍院牆的四角上修建了碉堡。碉堡也是用水泥磚和預製板搭建。人們對這碉堡這個很是好奇，不知道是幹什麼用的，劉碩也不解釋，還是保持些神秘感的好。
水庫的建造在廠房即將完工的時候提上了日程，在和泥瓦匠的師傅們多次討論後決定了實施方案。可是這個時候，王家的水泥供應不上了，大家隻好白白等了5日。看來劉碩的統籌能力還是有待提高。
因為有了上次的經驗，新高爐的建設劉碩沒有操心，隻是在建造鍛造爐和坩堝爐以及做坩堝的時候進行了設計和指導。在鍛爐旁邊設計了三個水力鍛錘，一個是用於精加工的重量40公斤速度為150次/分鍾的高速小鍛錘，衝程為40厘米，另外兩個是重達200公斤的錘擊速度為60次/分鍾的大型鍛錘，衝程1米，鍛錘由和水輪連接的杠杆驅動，用水閘進行開閉和調節速度。三個鍛錘基座采用石灰黏土石子夯實，並用方木墊底，以承受鍛錘那巨大的衝擊力量。
在高爐的旁邊還預留有澆注大型鑄件的坑槽，並和高爐的出鐵口連接，鐵水可以從高爐直接流到模具裏麵.不用再次倒騰.
距離這些比較遠的地方，是一個簡單的燒焦炭的坩堝爐。用於製造坩堝鋼。坩堝鋼是現在這個工藝水平獲得勻質高碳鋼的唯一途徑。
整個鐵工廠，用了動力水輪7座，水動力風箱5個，各種爐子4座，杠杆鍛錘3台。
水庫大壩的建設也很順利，攔水的方法是預先拓製了水泥製品，用杠杆和滑輪組絞車來調配，不過卻是整個工程中耗費時日最多的和工程量最大的。
經過整整兩個月的建設，到天啟6年7月（1626年7月），整個廠房、水車、水庫的建造終於完工了。匠人們陸續都搬到了新的廠房，繼續大煉鋼鐵。
等匠人們把熟鐵塊燒煉出來後，劉碩讓匠人把坩堝爐點火。坩堝耐火黏土和普通黏土混合製成的耐火泥拌勻後，在製陶的機器上旋製而成的，高約30厘米，直徑15厘米。將熟鐵打製成的小鐵片、焦炭粉，骨粉以及石灰石混合後填到坩堝裏麵。焦炭粉作為摻碳劑，骨粉是用蒸過後的骨頭磨成的，作為催化劑，石灰石是造渣料。
各種物料純度未知，劉碩即使知道坩堝鋼的製作方法，也得經過試驗來配料比例。他作成的20多個坩堝裏麵添加了不同比例的原材料，進行實驗。坩堝放在由耐火磚壘成的托架上，耐火磚下麵留有通風的管道，在坩堝四周則堆放者焦炭，在進風口處有引火用的木炭，煙和火由高度6、7米的煙囪抽走，因為用的是焦炭，坩堝裏麵鋼鐵的質量很高。坩堝鋼燒製用了3、4個時辰，停火後，等坩堝自然冷卻，打破坩堝，打掉渣滓，得到了已經成塊的質量均勻的鋼餅。利用延展性實驗，確定了哪幾個坩堝裏麵產出的是中碳鋼，哪幾個坩堝裏麵是高碳鋼，還有幾個坩堝碳多了，變成了生鐵。
經反複的試驗，劉碩得到了最佳的配料比重。再出品的坩堝鋼全達到了高碳鋼的要求。
劉碩教授了匠人們使用延展性實驗對鋼的辨別和分類：硬度很高的那種含碳量可能要到1%~1.6%，屬於工具鋼的水平，可以用來製作車刀了；而硬度略微差點的中高碳鋼將用來製作平常使用的日常生活用品，這些鋼可能含碳量在0.4%~0.8%之間，這些鋼料的綜合性能非常的良好，比較好加工。隻是硬度和耐磨性差了點，並不適合做高性能的武器。
此坩堝煉鋼法和古老的烏滋鋼冶煉辦法基本相同，但是烏滋鋼是采用木炭加熱，皮囊鼓風，溫度低，加熱時間長（一般需要24個小時），劉碩使用的卻是煤炭加熱，煙囪抽風，溫度高，加熱時間短（隻需要6個小時），並不會形成印度烏滋鋼特有的，低溫冶煉下，鋼由於滲碳時，磷、碳凝固偏析產生的花紋，而直接融化成鋼水，生成純度高，勻質的高碳鋼。實際上這種坩堝煉鋼的方法從19世紀開始，一直使用到20世紀，直到各種電坩堝鋼取代他為止。