农业、手工业、商业是华夏下代社会的三大经济部分，这三大经济部门的出现，反映了人类社会分工的进步与发展。而以冶炼钢铁制器为生的铁匠无疑是属于手工业，但在北宋这个年代因为规模与技术的限制，根本无法与后世真正的重工业相比，

文化是具有延续性的，这种延续性需求决定了其特有的传承方式，做为冶铁的铁匠自然也要代代相传，在传承方面，父子相传、师徒相授，是其最为主要的传承方式，甚至自从开始冶炼青铜器起，自赵宋之前的两千余年前，就构成了这种传承方式。

华夏传统文化对于血缘关系给予特别关注，在技术的获得与传承方面，血缘关系是手工业文化传承的纽带，《礼记*学记》中更有云：“良冶之子，必学为裘”。意思是说，有经验的冶铁工人给儿子传冶铁手艺之前，先教会他学会用皮革缝制鼓风裘。

至于师徒相授，华夏早在先秦时代就有了较为完备的学徒制度，漫长的岁月里，学徒承担着职业业技术教育的功能，为古代培育了许多能工巧匠。

父子相传因为将技术流传在家族内部，从而形成技术垄断，形成世代相传，必须严格贯彻技术保密、秘不外宣的原则；师徒相授，亦是是相对的封闭的师承关系，而正是因为这种相对的封闭，将技艺传承推向了精深与圆熟。

然有利就弊，正因为这种文化传承，使之不可避免的存在着局限性，如因强调社会民技艺的保密性而扼制了技术的革新，甚至还会导致某些技艺的失传，特别是在人均寿命低的古时，战乱年代更是如是。

花了十余日的时间，乐天会同家中一众妻妾还有识字的账房先生，将这一百三十一册书读完，将所有有关于冶铁工艺的记事都抄录了下来，又按年代编篡的出来，组织成一部华夏由古到今的冶铁史，甚至在这部冶铁史中，乐天发现出许多规律来。

当然在这十多日的时间内，乐天也没有闲着，着屠四带人先是在汴都城外购入了一处庄园，并亲自绘出一幅平面图，着工匠按着后世学校的布局将这里加以整缮，当做日后科学院的校园。

同时乐天还让屠四去收养那些身体健康且聪颖的孤儿，或是家贫上不起学的孩童，以当做学院的学生，而在乐天看来，学校的建立可以让那些父子相传、师徒相授的技艺得以发扬光大起来，再也不必怕其消息了。

但要知道在北宋这个时代，但凡家境殷实之人都是想让自家孩子读书，只要上进图日后考取个功名做官来光宗耀祖，不然的话便是经商；而乐天将要开办的这所学校，虽然会教授识字与一些四书五经史集，却不会让学生们走科举道路，乐天开办学校的目地很明显，就是要培养出大宋这个时代的科学家，以引领时代的发展。

但这个时代没有科学家一说，便是有人通过奇思妙想发明创造些东西，也会被那些出身科举的官僚嗤为奇技霪巧，登不量大雅之堂。

在大宋当下科举取士的大方向下，想要走科举路子考取功名的人家自然不会让自家的孩子读这个什么劳什子科学院，所以乐天也不奢望这些人来自己办的学校里上学，只能别辟蹊径，将希望寄托在那些天性聪颖的孤儿或是贫困人家的孩子身上。

着屠四按自己安排行事的同时，乐天丝毫没有松懈，将精力全部集中到了带回古籍的研究上。

从这些从宫中借来的书藉的记载上，乐天可以年看到，在春秋战国时期，华夏便发明了生铁冶炼技术，而块炼铁和生铁冶炼两种工艺，几乎是同时产生，这两种冶铁工艺在华夏历史上曾长期平行发展，在不同情况下发挥各自的作用。

而华夏生铁的出现，则是受益于炼制青铜，因为得益于炼制青铜的高温，才会炼制出生铁，使华夏的生铁足足早于西方两千年。

其中块炼铁的方法即“固体还原法”，早期炼铁炉温较低，所以在冶铁时，采用一层木炭一层铁矿石相叠加的方法，将铁矿石与木炭同时放在炼炉里，然后点火焙烧，使铁矿石中的铁沉入到炉底，待温度冷却后将铁拿出反复加热，压延锤打，得到远比青铜更结实更有韧性的铁器。

在春秋末期和战国初期，以块炼铁为材料，在反复锻打块炼铁的实践中，工匠们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。因块炼铁质柔不坚，渗碳块炼钢又太坚

硬，人们又发明了炼钢的淬火工艺，进一步提高了块炼钢的机械性能。

由于铁的出现，拥有比青铜更好的金属性能，在春秋战国相交之际，华夏己进入到铁器时代。在许慎的《说文解字》中，曾注明当时所用的日常用语“陶治”“就范”“范围”“模范”等词，便是由冶铸技术转变而来的。

据《管子·海王篇》记载：“一女必有一针、一刀”“耕者必有一耒、一（耒＋吕）、一铫”。“不尔而成者者，天下无有。”邯郸等地以冶铁致富，并设有专门管理炼铁的“铁官”，专门经营炼铁的“铁商”。

《管子》一书，虽是后人假托管仲之名所著，但却引用了齐国国史，间接的证明了战国中期以后，铁器已取代铜器成为主要的生产工具。对此乐天可以看出，正是铁器的普遍应用，推动春秋时期社会生产发展，使奴隶制向封建制转变，造就了战国时期经济繁荣，百家争鸣的昌盛局面。

从意义上来说华夏铁器的出现，与后世十八世纪中叶，欧州炒钢技术的出现，而能生产出蒸汽机，推动了工业革命有的一比。

值的一提的是，早在战国时期，华夏古代工匠便开始摸索掌握生铁的“柔化处理”，至到两汉时期开始广泛发展，其方法利用长时间加热，来提高生铁的柔性，使生铁转化为韧性铸铁。

东汉时的《太平经》卷七十二中记载：“使工师击治石，求其铁，烧冶之，使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫邪耶。”注云:使工匠取铁矿石，将其冶炼成最初的铁块，然后将其烧炼成生铁水，然后经过万锻，心中多少有些后世炼铁知识的乐天明白，这万锻法是指将生铁反复锻打，其意是为脱碳成钢，也就是最早的炒钢法。

除此外还有另一种炒钢法，将生铁加热成半液体和液体状，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，去渣，直接获得钢，书上说此法亦是出现于两汉交替之时。

后世，人们常把矿石制成钢的工艺叫一步冶炼或理直接冶炼，而把先由矿石冶炼成生铁、然后再由生铁炼钢的工艺叫两步冶炼或间接冶炼。古法炒钢的生产过程也分两步：先炼生铁，后炼钢。

可以说，炒钢的出现便是两步炼钢的开始。虽然是古法炒钢，质量也未必能得到保证，但古法炒钢还是能炼出些高碳钢的，虽然成功率并不高。

根据自己前世的记忆，乐天知道，低碳钢塑性强，强度低，多用于结构承载上；中碳钢塑性，强度适中，用于机械传动，齿轮等；而高碳钢强度大，硬度大，用于切削刀具，工具钢。甚至乐天还记得，华夏在汉代便有了炒钢法的技术，而在西方直到工业革命前，英国才发明了炒钢法。

西方因为炒钢法的出现，在公业革命中发挥了很大的作用，甚至没有炒钢法生产出的钢铁，蒸汽机、发电机等就没有可靠的材料将其实现，蒸汽机、发电机无法制造成功，成为空中楼阁的存在，工业革命自然是无法出现，欧州只能停留在资本主义萌芽皆段段，而得不到进一步的发展。

为此马克思对于炒钢法的出现，给予了极高的评价。

而华夏在汉代便有了炒钢法，比西方早了一千八百多年，纵是没有遇到工业革命，但也是具有划时代意义的大事，因为炒钢法促进了我国古代铁器的广泛使用与社会生产力的发展。

至于炒钢法，为此唐代韩延在所撰今本《夏侯阳算经》中记了两道有关炒钢的算题：一为计算用六千二百八十一斤生铁炼出黄铁(即熟铁)，每斤耗五两(即损耗百分之三十一),计算结果是炼出黄铁四千三百一十八斤三两；另一道是用这些黄铁再炼成钢铁三千五百零八斤八两十铢五丝，损耗率百分之十二点五。

通过《夏侯阳算经》，乐天可以推算出至少在唐代便有将生铁炼成熟铁、熟铁炼成钢铁的技术方法。

渐渐的乐天理清了头绪，自己眼下最需要的就是锻出相当于后世中碳钢与高碳钢的钢材来，来制造蒸汽机的主要零部件，而在这些古籍之中，乐天渐渐寻出了炼制高碳钢的方法。

但方法归方法，但距离成功还有一段距离，炒钢法是两汉时发明的冶炼工艺，但炒钢法与百炼钢法耗时耗工，成本故而极高，渐渐被魏晋南北朝时发明的灌钢法取代，使的炒钢法几近于失传，现下想要再将炒钢法复原，并不是一件容易的事。