有了石墨供应，陈宪用石墨混合炉渣在加上少量的瓷土，烧制出了耐火砖。
有了石墨，陈宪还烧制出了石墨干锅，尝试着炼制坩埚钢。
当然，有了石墨，陈宪也用上了真正的铅笔。
有了耐火砖，再加上水泥作为外部支撑，陈宪终于建成了第一个小高炉。
但这个高炉最终因为填料流动不畅而报废。
要让高炉中的填料按照既定的速度一点点的向下流动，最后变成铁水和炉渣从不同的通道排出炉子，并不是一件简单的事情，这需要精确的掌握炉腔内的角度和大小。
第一个炉子因为填料流动不畅，而第二个炉子却因为炉料塌方而毁。
陈宪花了三个多月时间，废了十几个炉子，才终于建出了一个满意的炉子。
有了第一个成功炉子的数据，接下来就容易了。
陈宪在牟汶河上游支流选了一处河道落差比较大的位置建设了一座水力工厂。
为了给炼铁厂提供足够的动力，陈宪对水力工厂也进行了改进，将原本的水车改成了水轮。
他用铸铁铸造了水轮的轮轴和轴承，用水泥修建了水坝，将水位抬高后，引入穿过水力工厂的水泥沟渠中，将水轮轴承直接用水泥塑造在沟渠两侧的水泥沟堤上，然后再将水轮轴安装在轴承上，水轮的叶片也不在是木叶片，而是锻造铁叶片，用螺栓安装在铸造的轮轴上。
这样的水轮机结构更简单，安装更方便，提供的力量也更大。
陈宪以这座新式水力工厂中的水轮机为动力源，建了十座小高炉。
每一台小高炉都配有一座水轮，水轮带动凸轮，带动风琴式风箱为高炉鼓风，每座高炉都有两个联动的风箱，轮流鼓风，让小高炉能够得到不间断的鼓风。
陈宪还给每座小高炉都设计了附带的反射（防河蟹）精练炉，铸造炉，这两个炉子一左一右位于小高炉的两边的大坑中，地势比小高炉低很多，以方便将小高炉生产的铁水通过重力引引导过来。
在高炉的两侧开着两个出料口，打开小高炉不同方向的出料口，就能将铁水引到不同的炉子里。
为了提高炉温，陈宪还为小高炉和精炼炉修建了公用的储热室。
为了方便上料，陈宪还在小高炉旁边修建了一个上料的坡道，工人推着小推车，将一层焦炭，一层铁矿石，一层石灰石，轮流倒入高炉入口。
焦炭，矿石，石灰石都有固定的比例，焦炭中混着少量的泥土，以避免焦炭燃烧过后，上层的矿石失去支撑而发生垮塌事故……
这些东西，都是陈宪在三个多月的忙碌中逐渐掌握的。
也幸亏陈宪是已经知道了结论，再去摸索，才能在这么短的时间内建成小高炉。
如果没有资料，让他自己摸索，恐怕三年时间他也弄不出合格的小高炉。
这座水力工厂就位于霍家的煤矿和铁矿之间。
为了给这座炼铁厂提供燃料，陈宪又在铁厂下游修建了一座水力炼焦场
陈宪并没有采取最简单的，类似烧炭窑的那种土法炼焦炉，他修建了一座焦炭和加热炉分开的炼焦炉。
这种炉子料室和加热室如同夹心饼干一样层层相邻，加热室内是S型来回分布的加热道，两层加热室夹着一个料室……
炼焦炉每一个加热室都配着一个单独的储热室。
炼焦炉没有什么难点，有了耐热砖之后，他一次就建成了。
唯一美中不足的是，炼焦炉不能连续工作，每次取料都要先熄火，然后用水灌入料室，给炼好的焦炭降温，然后才能取焦。
为了保证连续供应焦炭，陈宪将同样的炼焦炉修建了两座，每座炼焦炉都有十个料室，十一个加热室。
为了给炼焦炉的加热炉鼓风，每个炼焦炉都有十一台水轮提供动力，带动凸轮连杆，拉动风箱。
当炼焦炉，炼铁炉，反射炉日夜不停的运转之后，陈宪每天都能出产上万斤的熟铁。
这些熟铁被运回沂源，在那里的水力锻造工场中被远远不断的生产成各种钢铁器。
这些产品包括火绳枪，板甲，扎甲，各种武器，各种铁器……
一部分生铁在炼铁厂里就被直接铸造成小型的火炮，也就是飞沙炮，以及大型的守城炮。
……
随着南庄子和沂源之间运输的繁忙，陈宪发现，这个时代的两轮大车载重量太小，效率极低，四轮的太平车因为没有转向装置，行走十分困难，效率比两轮的大车还低。
为了解决运输瓶颈，陈宪不得不将带转向装置的四轮马车的开发提上了日程。
这个时代的畜力车基本上都是两轮车，大多只套一头牲口。
两轮车为了保持平衡，需要让牲口承受货物一部分向下的压力，这就导致两轮马车使用效率的不高。
四轮马车本身就能维持平衡，牲口只需要承担向前的牵引力即可。根据滚动摩擦力和物体重力的关系，我们知道，这个牵引力可能只有马车本身重力的十分之一都不到。
但是，四轮马车并不是随便多装两个轮子就能解决的，如果前后两个轮轴之间采取硬连接的话，这种四轮马车是没有办法转弯的。
这种硬连接的马车在这个时代是存在的，名叫太平车，只能在特殊道路上进行短途运输。
要解决四轮马车的转向问题，就必须为前后两轮轴设计一个转向系统，让前后两个轮轴可以进行相对的转动。
这个转向系统系统，一般是两个前后分开的车架，中间由转向轴连接。
以陈宪目前的工艺能力，这种转向系统的制作并不困难，转向轴可以用铸造件来实现，分开的车架用锻钢件或者木结构都可以。
……
在陈宪改造炼铁技术的时候，一些技术也被运用到铜矿的开采和冶炼上，这让霍家铜矿的产量也成倍增长。
与此同时，在南庄子炼铁厂的下游，一座更大的锻造厂和一座水泥厂也开工建设……
在沂源平原四周的河流岸边，好几座锻造厂和水泥厂也开工建设。
为了解决水泥的粉碎问题，陈宪甚至将球磨机都提上了研究日程。
……