Ngô Khảo Ký đến rồi Phong Châu đại bản doanh Ngô gia thì mới hiểu gia tộc này bao lớn. Ở Thăng Long Ngô Gia ngụ tại Quảng Đức (Cơ Xá, huyện Gia Lâm ngày nay) nhưng đó chỉ là avatar của Ngô gia ở đất Kinh kỳ thôi.
Vùng đất Phong Châu ( Phú Thọ ngày nay) chính là Trung tâm của Lộ Tam Giang, nơi này đất đai phì nhiêu, lại có sông có núi, đầy đủ tài nguyên. Ngô gia trước tời Ngô Quyền thực ra gốc tích Phong Châu, sau đó mới tách một nhánh về Ai Châu theo Dương Đình Nghệ. Lộ Tam giang xưa kia có hai đại gia tộc là Ngô- Kiều cùng sinh tồn, nhưng sau khi Ngô gia quyết tâm lập nghiệp Ái Châu thì ở Tam giang nổi lên Kiều gia. Sau lọan mười hai sứ quân thì họ Kiều lụi tàn. Ông nội của Lý Thường Kiệt lại dẫn Ngô Gia theo Lý Công Uẩn về Thăng Long cho nên đi vòng một hồi, Ngô gia lại theo Lý Thường Kiệt mà quay về đất cũ Phong Châu. Hơn 70 năm phát triển trở lại thì Ngô gia đã là một nhà độc đại ở Tam giang trở thành thế lực mạnh mẽ nhất nơi này. Còn về Kiều thị chỉ có thể rơi xuống hạng hai mà phụ thuộc Ngô gia thôi.
Nhìn khu làng chuyên tụ tập các thợ luyện kim của Ngô Gia mà Ngô Khảo Ký cũng hết sức phấn trấn, tư xưởng Ngô gia này về quy mô chẳng kém gì Xưởng công làng Đa Sĩ. Thậm chí Ngô gia còn có 4 làng như vậy. Tất nhiên số lượng sẽ kém xa nếu so sánh cùng Hoàng Tộc , nhưng ngay cả vậy cũng khiến Ngô Khảo Ký bất ngờ về sức mạnh Ngô thị.
Lần này Ngô Khảo Ký thực hiện cải tổ thí điểm một tư xưởng làng nghề của Ngô Thị.
Đầu tiên là phân chia luyện kim thành từng giai đoạn. Phá vỡ phương pháp lao động theo hộ gia đình cá thể mà tất cả lao động tập trung phối hợp. Tiếp theo đó chính là ứng dụng phương pháp mới vào luyện kim. Cải tiến từng giai đoạn để nâng cao công suất.
Muốn cải tạo luyện kim phải hiểu công nghệ luyện kim lúc này là gì. Sau đó cải tiến những bước có thể cải tiến, không thể nào một bước lên mây mà xây dựng một quy trình mới hoàn toàn được.
Thời này ở Châu Âu chỉ có công nghệ lò Bloomery nung ra sắt non, kém cứng nhưng dẻo, sắt non có thể cứng hơn nhờ phương pháp ủ carbon bề mặt trở thành sắt rèn (Wrought iron).Ưu điểm của phương pháp này đó là sắt rèn đã đủ tiêu chuẩn làm vũ khí ở thời này và từ sắt non rèn loại sỉ cộng thêm ủ thép thì không tốn quá nhiều công sức. Nhưng nhược điểm của phương pháp này chính là công suất lò Bloomery rất nhỏ, sản lượng sắt rèn thấp.
Nền công nghiệp luyện kim thứ hai đáng chú ý đó chính là vùng đất Ấn Độ. Công nghệ của họ cũng là lò Bloomery cho ra sắt non, nhưng phương pháp bổ xung carbon của bọn họ cao cấp hơn ở Châu Âu, bọn Ấn Độ dùng các chậu đất sét chứa sắt non lẫn than củi sau đó bịt kín miệng chậu rồi đem nung chảy. Phương pháp này tạp nên thép chất lượng khá tốt. Có thể nói là công nghệ luyện kim số lượng lớn và chất lượng tốt nhất thời điểm thế kỷ 11.
Trường phái luyện kim thứ ba đó chính là Đông Á ( trừ Nhật). Dùng lò cao nung quặng sắt thành gang với công suất thành gang rất nhiều. Nhưng lại rất khó khăn để khử carbon trong gang để luyện ra thép. Công việc khử carbon rất khó khăn phải nung chảy gang và rót qua rót lại nhiều lần để carbon tiếp cận Oxy trong không khí mà bị khử. Đến một giai đoạn nào đó Gang đã tiếp cận thép, khó nung chảy thì bọn họ sẽ nung nóng đỏ sản phẩm mà lật ngang lật dọc mà rèn … đập hành động này cũng là kiến carbon nên trong lõi gang đỏ được tiếp xúc với không khí mà bị khử. Phương pháp này được gọi là xào gang.
Nhật Bản thì là một nền luyện kim chủ yếu dựa vào chất lượng quặng mỏ đặc biệt của họ, phương pháp nung quặng của Nhật bản tương tự Bloomery, sau đó họ ủ sắt non và rèn gấp nhiều lần để tăng hàm lượng carbon.
Có thể nhận rõ như sau, nói về sản lượng thép hay sắt rèn thì các phương pháp trên đều tương tự. Nhưng phương pháp lò cao nung gang thì lại có được nhiều gang thừa ra. Cho nên có một thời gian hay thậm chí là bây giờ, gang vẫn là vật liệu chế tạo hộ tâm kính, đúc mũ giáp, đúc khiên chắn… v.v….
Lại mạn đàm về lịch sử phát triển tiếp theo, mấy ông Châu Âu sau khi thập tự chinh thì học được bí pháp luyện thép của người Ấn Đô đã lam truyền vào thế giới Ả Rập nhưng người Châu Âu vẫn dùng sắt rèn cho đến thê kỷ 18.
Tại Đông Á đến thế khỉ 14 thì đã phát triển phương pháp khuấy luyện lộ thiên để sản xuất thép với năng suất cao hơn phương pháp rót – xào.
Thời này Châu Âu thua xa châu Á, may mà không có đại chiến Á Âu thời này, nếu không thì Châu Âu mới là kẻ chiếu dưới.
Đến thế kỷ 15 thì Châu Âu học được cả công nghệ lò cao luyện gang, phương pháo rót xào gang luyện thép, phương pháp khuấy luyện lộ thiên luyện gang thành thép.
Nhưng mấy phương pháp mà người Châu Âu học lén từ Châu Á đã được bọn họ cải tiến và phát triển mạnh đến độ nguyên gốc công nghệ luyện kim ở Châu Á đã thua xa.. cuối cùng dẫn đến Châu Á tụt hậu và bị bắt nạt ở thế kỷ 19. Đến đầu thế kỷ 20 với phát minh lò Besemer ở Anh Quốc thì Châu Á đã toang hẳn rồi. — QUẢNG CÁO —
Sự việc Đông Á đi trước về sau bắt nguồn từ việc bảo thủ, không chịu thay đổi, từ việc không coi trọng tầng lớp Công Tượng, là các nhà khoa học chân chính của thời này. Vì không coi trọng Công tượng, khoa học cho nên mấy môn khoa học tự nhiên bị coi là “ tạp nghệ” không có nghiên cứu, khôn có giảng dạy đào tạo theo hệ thống. Chính đó làm cho khoa học tự nhiên Đông Á vốn rất mạnh, thậm chí đã từng dẫn đầu thê giới lại bị đuổi kịp và vượt mặt.
Ví dụ phương pháp rót , xào gang của Phương Đông vẫn được Châu Âu dùng cho đến những năm 1800. Chẳng qua Châu Âu không rót xào bằng sức người mà bằng các thiết kế cơ khí máy móc. Công nghệ đó người Châu Âu gọi là (finery forge).
Lò rèn tinh luyện có quy trình rèn tinh đã được thay thế bằng quy trình đóng cọc và máy nghiền con lăn dùng sức nước. Bản chất vẫn là cách của Đông Á- Đại Việt – Đại Tống lúc này các thợ rèn đang làm nhưng không sử dụng sức người là thiết kế máy móc cơ khí để sức gia sú hay sức nước làm thay.
Còn phương pháp khuấy luyện lộ thiên của Phương Đông khi đến Châu Âu thì được phát triển thành phương pháp (metallurgy). Metallurgy có năng xuất gấp mười mấy lần khấy luyện lộ thiên.
Có thể lấy ví dụ như vậy để so sánh sản lượng thép ( không tính gang thừa ra) , Lò Blomery tương đương lò cao + phương pháp rót xào. có sản lượng bằng phương pháp và có năng suất cao gấp 10-15 lần hai phương pháp cũ.
Phương pháp có năng xuất gấp 10-15 lần . Còn lò Bessemer sau đó thì năng xuất gấp trên 20 lần phương pháp .
Đây chính là một so sánh trực quan nhất để thấy sức mạnh công nghệ sẽ kinh khủng ra sao.
Ngô Khảo Ký muốn phát triển công nghệ Lò Phản Xạ ở Ngô gia nhưng điều kiện thực sự không cho phép để nghiên cứu và xây lò trong thời gian ngắn. Cho nên hắn đành hạ thấp yêu cầu cho quy chuẩn hóa dây truyền hóa quy trình luyện kim sau đó thực hiện xây dựng lò Khuấy Luyện Lộ Thiên.
Nhưng chỉ một cái lò khuấy luyện cũng chỉ tăng được 10 lần năng suất, mà muốn cải tạo thì còn nhiều giai đoạn có thể can thiệp lắm.
Đầu tiên đó là phân chia các nhóm công tượng.
Một nhóm chuyên đập nhỏ những viên quặng quá lớn thành quặn cỡ nắm đấm trẻ em. Nhóm này chẳng cần nhiều kĩ thuật cho nên sẽ dùng các nô tì có sức vóc mà không liên quan đến thợ tốt trong làng nghề.
Bước thứ hai sơ phẩm quặng sắt sẽ được chuyển qua xe rùa và phơi thiêu trong một cái lò bình thường nhiệt độ thấp đốt bằng củi gỗ thông thường , từ đó quặng sẽ bở và loại bớt Lưu huỳnh.
Bước thứ ba , quặng sơ chế đã bở được đưa qua các cối xay bằng gang khổng lồ để nghiền nhỏ mịn. Có ba loại cối xay để xay quặng bở từ nhỏ, đến rất nhỏ và rất mịn.
Cối xay chả có gì ghê gớm nó chỉ giống như cối say bột gạo có điều to gấp nhiều lần và có nhiều kích cỡ để xay từng loại quặng. Cấu trúc đơn giản nhưng hiệu quả. Các thanh đòn bằng gỗ dài được kết chĩa ra bốn phía cột vào bốn con bò để chúng đi vòng quanh kéo cối xay.
Bước bốn, Bột quặng mịn được trộn với vôi bột cùng than sau đó đổ vào lò cao, vì quặng sắt đã được nghiền cực mịn cho nên quá trình nung chảy quặng dễ dàng triệt để, tiết kiệm thời gian và tiết kiệm năng lượng.
Gang lỏng được tháo ra qua nồi chứa, tất nhiên sỉ lần một đã được tháo bởi vòi cao hơn. — QUẢNG CÁO —
Bước năm, gang lỏng nóng chảy sẽ được rót vào bể chứa chứa để khuấy.
Bể này không bình thường, bên cạnh bể là một lò than lớn với vòi phun hơi nóng phả vào bề mặt của bể gang lỏng khiến nó giữ được độ lỏng lâu hơn.
Một đám thợ sẽ dùng gậy thép có móc mà khuấy điên cuồng bể gang khiến nó có thể được khử carbon.
Hỗn hợp này phải chịu một luồng không khí mạnh và được khuấy bởi các thanh dài có móc ở một đầu, được gọi là thanh vũng hoặc thanh cào, Điều này giúp oxy từ các oxit phản ứng với các tạp chất trong gang, đặc biệt là silic (để tạo thành xỉ) và ở một mức độ nào đó là lưu huỳnh và phốt pho, tạo thành khí thoát ra theo khí thải của lò.
Tức là quá trình này không những khử carbon mà khử rất nhiều tạp chất khiến thép tốt hơn.
Vấn đề là gang rất nhanh sẽ nguội, quá trình khuấy phải đủ nhanh, người khuấy phải đủ khoẻ.
Kết quả thật đáng kinh ngạc Sau mưa tháng cố gắng vậy mà dây truyền đơn sơ này đã thành công siêu cấp. Sản lượng thép tăng hơn quá nhiều so với dự kiến.
Nếu cộng tổng số người lao động từ chế biến quặng từ bước một cho đến khi thành sản phẩm thép thì năng suất là gần 20kg thép một người/ ngày. Đây là con số siêu thực đối với người ở thời đại này.
Đơn giản vì mộ người thợ rèn khinh nghiệm trong vòng 4 ngày từ lúc xử lý quặng đốt và rèn gang thành thép theo phương pháp rót xào mới chỉ được 20-25 thép. Sau đó lại tốn thời gian để rèn thép thành sản phẩm như dụng cụ , khôi giáp, vũ khí.
Nhưng nên nhớ những người luyện ra thép của Ngô Khảo Ký bố trí không phải thợ rèn mà chỉ là nông dân khoẻ mạnh. Bọn họ thuần tuý là làm công việc không có quá nhiều hàm lượng chất xám như đập quặng vận chuyển quặng, thiêu phơi quặng. Có lẽ hàm lượng kỹ thuật duy nhất có mỗi việc khuấy gang nóng. Nhưng công việc này cũng đòi hỏi sức mạnh là chính.
Cho nên 300 người lao động một ngày có thể có 6-8 tấn thép. Trong khi đó thợ rèn có tay nghề được giải phóng sức lao động chỉ cần tập trung rèn ra thiết bị, vũ khí….
Đây không chỉ là năng suất tăng cao bình thường mà nó có ta nghĩa ai cũng có thể trong thời gian ngắn đào tạo có thể luyện thép. Không những thế còn là thép loại tốt hơn trước đó ( thép này khá tốt còn khá hơn cả lò Bessemer chưa cải tiến).
Tất nhiên phương pháp này có nhược điểm, bởi vì không phải kết cấu lò phản xạ cho nên gang lỏng nhanh chóng nguội dù được cung cấp hơi nóng bề mặt.
Cho nên có khuấy tốt cỡ nào thì chỉ có 1/3 phía trên của bể gang là hoá thép, còn 1/3 dưới vẫn là gang. Sau đó vẫn phải vất vả nung đỏ khối hỗn hợp này và từng chút nạo thép ra, sau đó lại nung nóng chảy gang còn dư và khuấy.
Cho dù vậy Ký ngáo vẫn thành công tuyệt đối.
Sự việc được báo về Thăng Long ngay lập tức có Cấm Quân ập đến Phong Châu , phong toả khu làng nghề , bắt đi ½ số thợ ở đây những người tham gia trực tiếp quá trình luyện kim giải về Thăng Long. — QUẢNG CÁO —
Dĩ nhiên Ký ngáo cũng được tức tưởi áp giải về.
Khu luyện kim ở Phong Châu bị Ngô Gia phong toả lại. 300 nô tì tham gia luyện kim còn lại 150, người nhà của bọn họ được đón về đây, nội bất suất ngoại bất nhập. Phong toả tin tức. Bắt đầu xây tường vây phong kín nơi này….