这段时间里，张嫣正在石景山重建兵仗局。
要获得上好的兵器铠甲，要打造火枪大炮，都需要质量上乘的钢材。仅靠工匠们手工锻打，根本无法支撑近代工业文明。对于农耕文明来说，只有点亮科技树，将战争引入钢铁与火药的领域，才能够真正消除蛮族的威胁。
新的兵仗局，几乎成为大型的堡垒。菱堡式的防御工事，将整个兵仗局包围起来。周围的空旷区，让任何企图窥伺的敌人都无法遁形。
在兵仗局内部，是一系列工坊组合而成的生产线。
西面靠近永定河的地方，利用山区到平原河谷的落差，挖通了一条引流渠。渠边架起了大大小小十多个水车，提供冶炼所需的动力。
东面是一长排砖头砌就、半埋在地下的炭窑。半埋地下可以有效的保温，提高原料利用率。它的结构类似一座二层小楼，一楼用来烧火加热，二楼放置烧制木炭的原料木材。
经过量子智脑的精密计算与设计，炭窑通过初始的火焰，使木料发生热分解反应，最终可以获得用于冶炼优质铁料的优质木炭。它的炭含量极高，磷、硫等杂质含量低，还原性强，还具有疏松多孔的结构，在高炉炼铁中比焦炭更加优秀。
中国宋代以前用木炭炼钢，钢中硫的含量比较低。明代用煤替代了木炭，降低了成本。但是因为煤中含大量的硫，导致炼成的钢比较脆，容易断裂。
反而是领国日本，从唐代学走中国的冶金技术后，一直使用木炭炼钢，因此日本刀的质量比较好，有韧性，不容易断裂。到明代时候，反而成了向中国出口的产品，价格十分高昂。
完成动力和木炭的准备之后，就是高炉的建造。为了保证冶金的高温，张嫣专门悬赏找到了高铝粘土。里面的氧化铝含量很高，研磨后加上石灰石煅烧，就是耐火水泥；直接压制成砖，在1300度的高温下可以烧制成耐火砖。
原本兵仗局用的还是人力驱动的风箱。张嫣设计了一种活门推拉的风箱，用水车提供动力，利用偏心轮把旋转运动变成往复运动。整个高炉布置了四台风箱、四个风道，另外做了两台备用的风箱，以防意外。
进气道最后入炉前的一段并在一起，下方设有和进气道隔离的火池，内盛燃煤，空气在进炉前，就被加热到八百至一千度。这是现代钢铁生产中，提高炼铁效率的最关键一步——空气预热。
庞大的炉身外，还用扎实的木头搭建了支撑点落在地面的独立式检修塔。另用滑槽、滑车和滑轮组组成了炉顶上料系统。
高炉炼出的铁水是含碳量高、杂质多的生铁。张嫣在高炉旁边修建了一台反射式搅炼炉。它用耐火砖整体建造，炉床底部中间凹陷，四周是拱形炉壁，下部为燃烧室，进风道在燃烧室底部。
以往生铁是冷却成锭后再加热，炼成熟铁；张嫣现在使用的技术，是把高炉出来的生铁水直接炒成熟铁。熟铁柔软，经过锻打成型后，可以制造成各种需要的胚料。
张嫣修筑了一连排的锻炉，每台锻炉边上都有一台水力锻锤，锻锤下是厚厚的铁砧，砧下垫着厚实的木墩子，再下面是水泥、石子浇铸的基座。多层复合受力结构，能够承受锻锤落下的巨大冲击力。这些水力锻锤，将熟铁胚料不断锻打成各种各样的兵器、铠甲以及火器的模样。
后面紧接着的是渗碳炉，烧制成的熟铁中碳含量极少。经过检定之后，张嫣计算出每炉需要增加的碳含量，混入木炭后加热，就可以获得表面渗碳处理后的高质量成品。它们表层坚硬、心部柔韧，耐冲击，耐磨损，每一件都是当世铁匠大师一生难得的杰作。
而当整套生产线启动之后，除了张嫣之外，兵仗局所有人都惊呆了。一天下来，高炉炼成的钢铁数万斤，打制的兵器铠甲数千件。以往需要一年完成的工作，现在只需要一天。
有了钢铁之后，就是火药。黑火药的配方，现代任何一个中学生都背过“一硫二硝三木炭”的顺口溜。对于古代火药工坊而言，真正的难度在于大规模的提纯和均匀混合。
张嫣设计的提炼工坊就建在冶金工坊的下游。首先建造了几个水力粉碎机，用来粉碎矿石。
木炭就用炭窑烧制的优质木炭。
硫磺的提纯装置是个大罐子，构造等同于特大号的压力锅，中间有蒸格，打碎后的硫磺矿石放在上面。把罐子加热到300度，硫的熔点为112.8摄氏度，此时成为熔融的液态；另外有管子从底部通入，把高温水蒸气喷进锅里，气压下，锅子里的液态硫就被水蒸气冲起来，通过锅子顶部的管道流到冷凝池。在那里遇到冷水，凝结成纯度极高的单质硫，而矿石里的杂质则留在了锅子里，定期除渣。
硝石的提纯另有一孔灶，灶上架着敞口大铁罐子，有沟槽通向冷水池。罐子中装水，在灶上烧开，硝石打细，溶解于沸腾的开水中，直到饱和。打开铁罐子上的阀门，饱和的硝石溶液流出，而不溶解的杂质留在罐子里。
冷水池中架着一个扁扁的铁罐，底部躺着滤网，上方用粗木头支架吊着滑轮组。硝化钾在水里的溶解度，100度时是246克，20度时就只有31.6克，饱和溶液在冷水池中温度急剧降低，硝化钾晶体迅速析出。工匠们一拉绳索，滑轮组把滤网拉出来，上面就全是雪白的硝化钾晶体。剩下的水里还有部分硝化钾，另有溶于水的盐类杂质，可以把它重新倒回灶上的大铁罐子，加硝石，重复上次的步骤，继续制硝化钾。
这就是用重结晶法，从硝石矿提纯硝化钾的全部步骤。
不管是硫磺提纯、还是硝石提纯，所用的热源都是用管道引来的高炉废气，实现能量的高效循环利用。
用水力磨把三种原料分别磨细，混合后加水搅拌，烘干打碎后就成了性质稳定可靠的粒状火药。
