秦川回到黑山堡时，陈詹和李学境正在对外燃机进行测试。
见秦川进来，李学境便将手中的册子递了过去。
在秦川的要求之下，化工、机械、冶金、制造、采矿等各个领域的所有试验都要严格记录过程和数据。
外燃机也不例外，所有的制造过程、曾出现的问题、面临的技术难题、解决过程等等全部都记录在册。
陈詹和李学境曾试过将石墨渡在活塞表面，但失败了，因为石墨在温度不足的情况下很难跟金属反应，后世的石墨都要靠粘合剂实现跟金属表面结合。
他们只能在高温加热的情况下让石墨中的部分碳原子游离进活塞表面，跟渗碳一个性质，提高活塞的光滑度和耐磨性。
无法渡在表面的情况下，他们退而求其次，在活塞管壁和内芯上分别刻出两道很浅凹槽，然后将石墨粉填满凹槽，并在管壁和内芯都涂抹石墨粉。
这种简单的法子不失为一个好方法，活塞管壁和内芯受热膨胀之后，会挤压凹槽内的石墨粉，使得石墨粉与活塞之间的接触十分紧密，而涂抹了石墨粉的内芯在受热膨胀的情况下，哪怕和管壁的结合十分紧密，也依然能顺滑地运动，从而达到既密封又不损失动能的效果。
最终，外燃机成功问世。
但这东西仍要经过各种测试才能派上用场，主要是稳定性和安全性，稳定性主要是加热过程的转速变化和恒定高温中的转速是否稳定，机器是否会出现故障等等，安全性则主要是极高温度下会否爆炸，长时间使用后是否会瘫掉等等。
测试也是秦川要求的，他要一步步建立各个领域各个环节的规范。
如今外燃机已经持续高温测试好几天了，暂时还没发现什么问题。
秦川仔细看过记录之后也觉得很满意，于是便大手一挥：开始制造相关联动机械。
首先是鼓风机，这玩意不难，一个风扇加送风管道就完事了，当然也可以装好几个风扇，通过几个入风口将空气汇入同一个送风管道以增加风力，等条件成熟的时候秦川还想造空气压缩机实现高压喷气。
其次是动力锤，这东西也不难，造几根传动杆将一个大锤子提起来，再让大锤子落下去就行了，也可以利用动力将锤子砸下，以获得更大的锤击力量，应用于锻造要求较高或体型较大的工件。
再者是制造联动装置将外燃机和镗床、钻床连接起来，以外燃机替代人力，提高制造枪管炮管的效率。
为了提高工匠的创造力，秦川跟陈詹和李学境讨论并拟定初步的设计图纸之后，便召集所有工匠和学徒，把大概的的要求列出来，让他们一起讨论并自行设计，只要是靠谱的设计都有奖励。
很多手艺人都喜欢琢磨各种新奇玩意，秦川麾下的工匠更是积极性一向很高，因为他总能弄出各种令他们感到惊奇的东西，白花花的现银奖励之下，那些工匠和学徒们一有空就各种琢磨，才几天功夫，秦川就收到了四十多张设计图纸。
秦川从中挑出部分比较靠谱的，一人奖白银二两，又组织工匠和学徒集体讨论几次，然后定下了最终图纸。
陈詹和李学境带着工匠们加班加点干了几天，把鼓风机、动力锤和联动装置一股脑造了出来，然后分批测试，不断改良。
另一边，严三七也在秦川的指示下开始造转炉，内衬耐火材料是凌子石，也就是白云石，这东西跟很多矿共生，一直都用来砌炼铁高炉，也可以用来烧制琉璃。
忙碌了整整一个月后，黑山铁厂第一座转炉终于安装完毕。
开炉第一天，秦川早早就来到了铁厂，陈詹和李学境等工业司一众官员都来了。
在严三七的完善下，如今的高炉旁边多砌了一座滤渣池，由高炉排出的铁水先在滤渣池过滤掉炉渣，再流入转炉内。
再往转炉内投入生石灰和少量废铁后，严三七便指挥工匠用滑轮吊杆将一根凌子石混合黏土制成的粗大管子吊入高炉内，管子上端接铁管，并连接到鼓风机上。
这台为转炉设计的鼓风机拥有八个风扇和入风口，在外燃机的带动下，八个风扇齐齐转动，呼呼地将空气送入铁管，并形成猛烈的气流注入转炉的铁水内。
一时间，转炉沸腾了起来，铁水猛烈地溅出炉口，像烟花一般绽放，既摄人心魄又极为绚丽壮观。
后世的转炉炼钢采用顶吹纯氧，十分钟就得一炉钢，效率极高，但现在的工业条件不可能制得出纯氧，所以只能吹空气，吹炼的时间暂时未知，还需一炉一炉地试验，找出最佳的吹炼时间。
第一炉钢炼了一个半时辰，吹炼结束后工匠们便通过滑轮将转炉一侧吊起来，使转炉倾斜，铁水由出铁口流入一个池子，再由各种管道流出并截取钢坯。
等钢坯冷却，秦川让工匠取样品测试性能，所得出的结果令他十分满意。
相比于后世的先进技术，他的转炉炼钢技术还落后得很，首先空气压力不足，氧化反应不仅耗时良久，而且仍然有许多杂质没有去除，钢的品质自然不够好，再者没有助溶剂，炼出钢水之后没有除氧剂，钢材含氧量大导致强度不足。
但是，这种钢材的质量已经远超他之前所炼出来的钢材。
钢材品质的提升，意味着工业发展又迈进了一大步。
陈詹和李学境可以造出重量更轻但质量更好的枪炮，比如原本重达几千斤的要塞炮，降低炮管厚度的情况下却依然能承受同等火药的爆炸冲击，依然拥有原设计中的有效射程，炮管厚度降低则意味着重量减轻，说不定能装上车轮用于野战。
同样的，也可以在原有厚度的情况下加大药量，以获得更高的射程。
有了质量更高的钢材，娄烦铁锅的质量自然也会提高，应用动力锤锻打再轧制的话，质量还要再上一层楼。
转炉炼钢搞定之后，秦川便开始着手外燃机的批量制造，这东西在绝大部分领域都能派上用场，自然是越多越好。
他打算将转炉直接安装在炮厂、枪厂、铁锅厂、钢筋厂、铁轨厂等各个工厂，铁厂只冶炼生铁块，再将生铁运到各个工厂，工厂开工时将生铁投入转炉，按不同产品的需求炼出含碳量不同的钢水，并将钢水注入模具得出工件胚胎，再经过锻打、轧制、调质、打磨等工序制取成品，从而形成规范化的流水生产线。
鼓风机、动力锤及各种联动装置的批量生产也在紧锣密鼓地筹备中，黑山工业区在降雪之前便已开始兴建几座新的工厂。
轴承厂暂时还没开始建，这东西还没法实现批量生产，秦川只在黑山堡建了个实验车间，专门研究用于批量生产的打磨车床，还要通过不断试验制定出出一套标准的回火、淬火及退火等一系列调质工艺。
轴承工件对调质工艺的要求很高，而打磨车床又涉及精密制造，对精度的要求极高，需要形变很小的材料才能达到要求。
形变小的材料秦川暂时还没想出来，只能通过渗碳和淬火回火等调质工艺制取高强度高耐磨的钢材，用来制成车床工件。
而精密制造则没啥蹊径可行，只能靠摸索，首先要制作一些相对精密量具，比如卡尺之类的，再慢慢摸索出来。
除了各种工业设备的生产之外，秦川还抽空干了一件事，建一个铅笔厂。
石墨场早就建起来了，并用洗选法实现了批量制造石墨，有了大量石墨之后，就能大量制造铅笔了。
这可是个好东西，首先是实用，不论教育领域还是工商领域都能用到，能大大提高工作和学习效率，次是挣钱，这玩意在欧洲肯定会大受欢迎。