汉人从春秋战国时期开始发展铁器，到西汉时期，铁器已经逐渐在北方流行。
西汉当时在全国有五十一处铁矿，其中青州就有十二座。
而南方则只有荆州和扬州境内一座，除青州的十二座以外，其余则大部分分布在河北、关中以及四川。
倒不是南方没有铁，而是当时汉朝的主要统治中心在北方。
南方像后世的广州、广西、云南、贵州、福建、浙江、江西、湖南以南这些地方, 基本都是蛮夷之地，被少数民族占据。
所以这就导致当时的汉朝北方铁器成为主流工具，而南方则还处于青铜器、木器乃至于石器时代。
需要等到东晋之后，汉人第一次衣冠南渡，才会带来更先进的技术和生产工具。
只是虽然铁器在北方属于主流，但并不代表北方就有很多铁。
事实上受到当时的技术开采条件，即便山东铁矿丰富，开采的能力也非常差。
因此在历史上，曹操主政北方的时候, 还因为战乱而无法开采铁器，曾经下令让民间改换木器，把铁器主要用于战争。
但从另外一点也证明，山东的铁矿、煤矿以及其它矿藏确实比较多，而且露天矿也非常多。
这也是因为当初陈暮选择青州的一个主要原因之一。
然而山东的露天矿经过那么多年开采，现有铁矿的地表储备已经越来越少，而未勘探到的铁矿以及地下的铁矿储备数量是现有铁矿的几百倍甚至上千倍。
可勘探技术以及采矿技术的落后，导致矿就在那里，你找不到，采不着。
所以别看在化学院和物理学院的共同努力之下，青州已经完成了将高炉内温度提升到两千度，利用氧化还原反应炼制出生铁，然后加入适当比例的炭粉制造出钢铁的壮举。
但原材料的不足以及工艺技术还处于原始初级阶段, 没有进入到工业化，使得青州的钢铁产能小得可怜，不足后世随便一家钢铁企业的千分之一。
原本钢铁产能就严重不足, 再加上正处于战乱时期，一切都要为战争服务，造成了后方科研、创造以及发明都急缺钢铁。
既要求后方科研人员加紧研发任务，制造新式武器，还不给他们优良材料，使得火器制造和研发严重滞后。
甚至还有不少工匠和设计人员因为材料问题，而发生炸膛，炸伤炸残不少人。
在这一点上，陈暮其实是比较自责的, 因为这属于对他们这些后方科研人员的巨大亏欠。
可这也是没有办法的事情，国家正处于动荡时期, 战乱不休, 内部不稳定，且科技技术发展水平落后，层层条件限制, 让陈暮也没有办法。
总不能凭空变出原材料来吧。
所以听到杜宽与张厂长之间的抱怨, 陈暮也只能安抚以待, 告知他们将来一切都会好起来。
只要挺过这段困难时期，国家不会亏待了他们。
好在杜宽软磨硬泡, 再加上他爹最近两年得到重用，如今被调往关中，代替已经去了并州的田丰成为河东太守。
看在他爹的面子上, 张厂长好歹是匀了一部分钢铁，总算是让他把这门大炮给铸造了出来。
这门大炮在样式上与明清的红衣大炮已经没什么差别，就是不知道威力怎么样。
一行人就来到校场观看。
在杜宽的指挥下，工匠们推着那尊大炮过来。
校场就位于工厂后方，是一片荒芜的野地，远处有个小山坡。
杜宽介绍道：“丞相，我这大火枪内刻有螺纹线，加大了子弹的出去速度，射程很远，最远能到八里，一般情况下在五里！”
“五里？”
陈暮思索了一下，也就是两公里，点点头道：“不错，你用的是什么弹药？”
明清的红衣大炮有效射程也才250到3公里之间，毕竟当时不管是枪械还是炮弹都没有膛线，使得射程和准确度都要差很多。
而如今火药的比例经过多年研制，已经达到了完美比例，黑火药的威力和充分燃烧也达到了最好效果。
再加上陈暮提出的枪管螺纹膛线理论知识，给予了设计师和工匠极高的灵感。
杜宽招招手，工匠们抬着一大筐金属圆球过来，得意道：“丞相请看，我用的就是这种用铁制造的大铁球子弹，保证砸出去一砸一个死！”
陈暮过去看了一眼，就是圆形的大铁球，上面没有引线就知道这是实心弹，于是摇摇头道：“这种子弹恐怕不行。”
杜宽诧异道：“为何？”
陈暮笑道：“你这种圆心弹如果缩小几十倍放在火枪身上一样能打死人，那为什么一定要放大那么多倍变成大火枪砸死一个人呢？那跟投石车有什么区别？成本还比投石车超百倍千倍！”
杜宽原本得意洋洋的脸一下子就绿了，他自己都没有想过这个问题。虽说大炮的射程、威力肯定要比投石车强，可杀伤力在某处程度上来说还不如投石车。
因为投石车的弹药是石头，石头砸出去容易碎，碎片还能杀伤到敌人。成本还比钢铁大炮少了无数倍，那要这大炮有什么用？
一瞬间杜宽就觉得生无可恋，萎靡道：“看来是我想多了，卑职浪费了无数钢铁，愿引咎辞职！”
“额......”
这个时候张厂长反而一时犹豫道：“丞相，其实务叔的设计虽然有些不切实际，但却是一位很有想法的人才，还是......”
“我并没有说这东西不切实际，只是说弹药的设计有问题而已。”
陈暮笑道：“其实我认为枪械发展到最后，一定不再是由枪械里面装填火药，而是在子弹内部装填火药，然后通过撞针触发，这样能完美解决很多问题。如子弹装填、发射速度等等。你这东西不能说是大火枪，而是应该算炮！”
“炮？”
众人诧异。
陈暮点点头：“杜宽的设计思路是对的，但子弹应该不能用实心弹，不然还不如用投石车。实心弹的作用可能是用来轰击城门，但真正战场厮杀，得用开花弹！”
“大型手榴弹！”
杜宽眼睛顿时一亮，从火药出现之后，手榴弹就很快被设计出来，只是杀伤力很不理想，近距离爆炸也最多炸伤敌人，如果敌人用盾牌的话，那杀伤力接近于无，还不如弓箭成本低，效率高。
所以哪怕这些年来火器制造坊努力，但受限于钢铁产能低，技术落后，工艺水平等等多方面因素，导致火器一直无法量产，无法替代冷兵器成为朝廷主要作战武器。
毕竟明朝的钢铁产量是现在大汉的十多倍以上，明中后期年产达到20-30万吨，而他们的火器装备数量，也不过是千门大炮上万柄火枪而已。
而且还由于炸膛、射程、精准、火药受潮、装填速度慢等多方面原因，导致火枪部队都不太愿意使用这种玩意儿。
现在大汉的钢铁产量不过每年2万吨，大部分都要运用于武器装备上，平时生活用的铁器，多是以前的铁器遗留回炉，或者暂时用生铁。即便是火器坊，也只能用生铁打造火器，造成质量很差。
只不过陈暮下了死命令，再苦再累也得支援火器坊。不然的话，按照很多高级官员们的意思，火器这种东西实际作用还不如刀箭，还不如直接舍弃掉。
而在这种极为艰苦的条件下，火器坊还是能够制造出一些不错的东西出来，也确实让陈暮眼前一亮，赞叹古人天马行空的想法。
现在大炮已经设计出来，那么自然要研究开花弹，就像后世我军历史上着名的炮弹——没良心炮一样。
杜宽得到了陈暮的鼓励，干劲十足。
很快为他掩饰了大炮。
由于有了成熟的玻璃工艺，那大炮上还架了一个瞄准镜。
他已经有过多次试验，十分娴熟地先校准了炮口方向，利用瞄准镜调整好位置之后，再发射点火。
“砰！”
就听到一声剧烈的响动，一颗炮弹被打了出去，在空中划过一个绚烂的弧度，然后重重地落在了远处三公里外的小山坡上，再次发出巨大的响声。
陈暮看到，之前杜宽瞄准的是一颗小树，不过炮弹却落在了旁边一块凸出的岩石上，所以落地的声音才会这么大。
“丞相，这次是我没调整好。”
杜宽略微尴尬。
他的精准射程只有两公里左右，但这次为了显摆，他抬高了炮口，调整了射程，远是远了些，精准度却差了一点。
陈暮笑道：“无妨，实心弹确实讲究精确，若是开花弹就没事了。”
杜宽精神一振道：“丞相放心，我必然尽快研制出开花弹。”
“嗯。”
陈暮点点头，说道：“你的研发很有价值，继续努力，张厂长。”
“卑职在。”
张厂长连忙过来。
陈暮说道：“我会跟韩监冶那边发信，让他征调民夫，大力开采目前的露天铁矿，你这边也扩大生产，开足马力多冶炼钢铁，尽量支持火器坊这边的研发工作。”
张厂长为难道：“可是我听说有不少矿的露天矿已经接近枯竭，地下采矿的话，难度非常大，会不会导致矿产来源彻底中断啊？”
陈暮沉吟片刻，说道：“采矿的难题我也了解过，地下开采矿洞结构、排水、照明、通风都是问题。这样，我们先进行浅表层开采，最多深入地下三十丈，矿洞构架问题由物理学院出面设计，研究出可靠的力学支撑，马钧，能行否。”
物理学院经过多年计算，已经在力学上小有成就。
马钧说道：“我......我试试。”
“至于排水问题。”
陈暮想了想说道：“用蒸汽机抽取吧。现在橡胶已经到了，我会尽快派船队前往南方去种植，同时现有的橡胶就全部用于做抽水机，这件事也由马钧负责。”
“是。”
马钧再次点头。
“还有照明和通风问题的话，浅表层采矿应该不是什么太大问题，矿洞内部构造进行斜面挖掘，多开孔洞，多燃火把，应该无碍。”
陈暮做出最后批示。
后世矿洞动则挖到地下几百米，甚至上千米。
可古人开采技术顶多就是开采露天矿，挖到地下二十米都够呛。
在没有电力、机械、专业技术的年代，就算是挖口井，深度也基本都是在十米以上，二十米以下，少有在二十米以上的，更何况还是挖矿？
只是现在遇到困难，就得解决困难。
历史上蒸汽机的发明，其实就是为了给矿洞抽水用。一直到后来瓦特改良蒸汽机，它才成为了工业革命的主力军。
如今橡胶是有了，钢铁产能却跟不上，造不了更多的蒸汽机，也铺设不了铁路。
所以干脆先利用目前手头上的蒸汽机来挖矿。
这样等到铁矿出产高了，南方橡胶树种下，新的橡胶来了，再源源不断生产新的蒸汽机，然后再去挖别的矿。
如此反复运作，就跟钱生钱一样。蒸汽机生蒸汽机，总有一天要让全国的钢铁产量提升上来。
在做出批示之后，陈暮又视察了火器坊制作的火枪。
得到了设计师和工匠们反应的问题，他都迅速给出了一些参考答案。
比如前装设计，装填子弹速度过慢。
那就用米尼弹。
还有遂发有时候会撞击失败，那就采取涂抹磷粉的方式增加撞击成功率。
至于枪管过热，炸膛等问题，都是因为铁器质量不过关，只要用钢管制作枪管，火药的这点爆炸根本不会造成炸膛。
毕竟早期大炮还有青铜炮，后期还有石油桶做的没良心炮，连青铜和石油桶都能够承受，凭什么钢铁不行？
视察了兵器制造厂，陈暮又去了泰山学宫做调研，像这样的调研工作必不可少。
看看目前化学院的进度，物理学院的进度，了解目前的学术水平。
如果遇到学术难题，以他的能力还可以帮忙解决。
去了之后才知道。
学术难题还真不少，陈暮自然不可能一一回答，只能让他们在遇到难题的时候编纂成册，要么散播全学院，集思广益，要么等他将来有空再处理。
最后就是医学院。
青霉素的进度说有也有，说没有也没有。
因为华佗张机等人已经培育出了初始青霉素颗粒，但药效很差，只有正常青霉素的千分之一。
但即便如此，也是一个了不起的成就。陈暮鼓励他们继续努力，寻找新的提纯办法。
等到大汉章武四年四月的时候，他已经在青州待了一个多月。
对于科研方向的指导也差不多结束，就该启程回洛阳。
告别了妻子儿女家人，陈暮再次踏上了征程。