宋應星一行在大冶縣安頓下來、適應環境，慢慢展開工作。
在沈道臺的資助下，到處延攬工匠、配齊各行人才。
有充足的經費支援，他也可以毫不猶豫地缺啥買啥，把實驗室和研究團隊漸漸搭建起來。
這些事兒千頭萬緒，不知不覺就忙活了大半個月，時間也悄然來到了臘月下旬，再有不到十天就要過年了。
雖然忙碌，成績也是非常喜人的，至少第一批改良後的高爐，結構驗證已經跑通了。
所用的耐火磚材料，或許還能迭代最佳化，但目前研發中的半成品樣品，在耐高溫效能上，也已經比原本的高爐磚材、額外上升了大約一兩百度。
煤炭煉焦的工藝，也有條不紊地跑通了，原本靠著試驗人員的經驗來調解燒焦時的空氣進氣量，如今都已經升級到了靠爐具本身的氣門結構、和操作規程，來控制供氣量。
為此，工匠們也打造出了第一臺可以穩定作業的專業燒焦爐。以後一邊改良一邊擴產，看起來形勢一片大好。
臘月二十一這天，沈樹人得了宋應星和宋明德叔侄同知，說是新的試驗高爐到了開爐出鐵的驗收日了。
沈樹人也非常振奮，一大早就親自去了鐵廠，仔細觀摩實際效果。
他親自督導武昌府的軍工業種田，前前後後快兩個月，終於有了第一批實打實的成果。
到了鐵廠後，很遠就能看見一座比原本的舊高爐至少又高出七八尺的新爐，高大巍峨地矗立在那。
如果後續耐火磚材料配方進一步升級、爐壁底部的高溫下抗壓強度進一步提升，那這高爐就還有繼續加高的潛力。
而越高的高爐，也就意味著更加充分的反應程度和更高的生產效率、產品質量。
當然，這座高爐除了變高、更耐高溫、換了燃料之外，還有其他一些新的小設計。
比如，古代華夏文明在高爐冶金的時候，都是不太重視進氣預熱的。以至於鍊鐵時，爐膛內的溫度始終沒法升得太高。
沈樹人雖然不懂技術，但也大致知道這個努力方向，畢竟前世看書也不少，所以前陣子就跟宋應星交代了。
宋應星也很有執行力，不到十天就把這個問題解決了，甚至還迭代了兩三次——
最初的時候，宋應星想到的是直接在煉爐進氣口之前再加一個預熱腔室，在腔室外面烤火，把即將進入爐膛的空氣先加到一定溫度。
但爐膛本身的導熱性太差，空氣本身的導熱性更差，隔著一層爐壁加熱，效率太低，也非常浪費燃料。
後來，宋應星就想到利用已經燒完後的廢氣、在排氣口蒐集起來，通回進氣口的外層，搞出雙層管道。內層是含氧量高的新鮮空氣，外層是已經很熱的廢氣，試圖把廢氣的餘熱傳導給新鮮空氣，好節約燃料。
但這一招依然只是解決了燃料浪費的問題，對於導熱性過低的痛點並沒有解決。
好在宋應星聰明，經驗豐富，還能跟沈樹人互相啟發，兩人群策群力，就搞出了第三個版本——把隔離廢氣和新鮮空氣的預熱腔，直接從耐火磚材質，改成了鐵管。
金屬管道的熱交換效率，當然比磚石強得多，如此一來，廢氣把熱量傳給新鮮空氣的效率，也就大大提升了。
雖然還是不夠高，好歹比之前強了不少。宋應星當時表示，如果還不滿意，那就只有用銅管來代替鑄鐵管了——
地球人都知道，銅是導熱性非常好的金屬，比鐵還好得多，世上的所有金屬裡，只有金銀的導熱性比銅更好。
但銅也比鐵貴得多，實驗性地造幾根銅管進行熱交換實驗是可以的，或者是以後要搞高階特供鋼材，可以少量用銅管預熱風爐。大規模生產沈樹人還有些捨不得，也花不起。
好在宋應星提出了銅管這個思路後，也啟發了沈樹人，讓他聯想到了後世的熱水器。
後世的燃氣熱水器，為了熱交換效率，不都是用彎彎曲曲的銅管承載自來水、讓燃氣火苗炙烤銅管快速燒水麼？
沈樹人畢竟是男人，高材生，哪怕不是理科生，前世家裡熱水器壞了他還是拆開來看過的。被這個思路啟發後，他很快意識到：材料的導熱性不夠好，那還可以透過增大表面積來提高熱交換麼！
就算只是用最便宜的鑄鐵管進行空氣熱交換，咱也可以把鑄鐵管的模具改一改，直接做成管內外壁有很多凸起的鰭片，那不就跟後世電腦cpu上的散熱器一個結構了嘛！
而且反正鑄鐵的東西都是一