有了石墨供應，陳憲用石墨混合爐渣在加上少量的瓷土，燒制出了耐火磚。
有了石墨，陳憲還燒制出了石墨干鍋，嘗試著煉制坩堝鋼。
當然，有了石墨，陳憲也用上了真正的鉛筆。
有了耐火磚，再加上水泥作為外部支撐，陳憲終于建成了第一個小高爐。
但這個高爐最終因為填料流動不暢而報廢。
要讓高爐中的填料按照既定的速度一點點的向下流動，最后變成鐵水和爐渣從不同的通道排出爐子，并不是一件簡單的事情，這需要精確的掌握爐腔內的角度和大小。
第一個爐子因為填料流動不暢，而第二個爐子卻因為爐料塌方而毀。
陳憲花了三個多月時間，廢了十幾個爐子，才終于建出了一個滿意的爐子。
有了第一個成功爐子的數據，接下來就容易了。
陳憲在牟汶河上游支流選了一處河道落差比較大的位置建設了一座水力工廠。
為了給煉鐵廠提供足夠的動力，陳憲對水力工廠也進行了改進，將原本的水車改成了水輪。
他用鑄鐵鑄造了水輪的輪軸和軸承，用水泥修建了水壩，將水位抬高后，引入穿過水力工廠的水泥溝渠中，將水輪軸承直接用水泥塑造在溝渠兩側的水泥溝堤上，然后再將水輪軸安裝在軸承上，水輪的葉片也不在是木葉片，而是鍛造鐵葉片，用螺栓安裝在鑄造的輪軸上。
這樣的水輪機結構更簡單，安裝更方便，提供的力量也更大。
陳憲以這座新式水力工廠中的水輪機為動力源，建了十座小高爐。
每一臺小高爐都配有一座水輪，水輪帶動凸輪，帶動風琴式風箱為高爐鼓風，每座高爐都有兩個聯動的風箱，輪流鼓風，讓小高爐能夠得到不間斷的鼓風。
陳憲還給每座小高爐都設計了附帶的反射（防河蟹）精練爐，鑄造爐，這兩個爐子一左一右位于小高爐的兩邊的大坑中，地勢比小高爐低很多，以方便將小高爐生產的鐵水通過重力引引導過來。
在高爐的兩側開著兩個出料口，打開小高爐不同方向的出料口，就能將鐵水引到不同的爐子里。
為了提高爐溫，陳憲還為小高爐和精煉爐修建了公用的儲熱室。
為了方便上料，陳憲還在小高爐旁邊修建了一個上料的坡道，工人推著小推車，將一層焦炭，一層鐵礦石，一層石灰石，輪流倒入高爐入口。
焦炭，礦石，石灰石都有固定的比例，焦炭中混著少量的泥土，以避免焦炭燃燒過后，上層的礦石失去支撐而發生垮塌事故……
這些東西，都是陳憲在三個多月的忙碌中逐漸掌握的。
也幸虧陳憲是已經知道了結論，再去摸索，才能在這么短的時間內建成小高爐。
如果沒有資料，讓他自己摸索，恐怕三年時間他也弄不出合格的小高爐。
這座水力工廠就位于霍家的煤礦和鐵礦之間。
為了給這座煉鐵廠提供燃料，陳憲又在鐵廠下游修建了一座水力煉焦場 陳憲并沒有采取最簡單的，類似燒炭窯的那種土法煉焦爐，他修建了一座焦炭和加熱爐分開的煉焦爐。
這種爐子料室和加熱室如同夾心餅干一樣層層相鄰，加熱室內是S型來回分布的加熱道，兩層加熱室夾著一個料室……
煉焦爐每一個加熱室都配著一個單獨的儲熱室。
煉焦爐沒有什么難點，有了耐熱磚之后，他一次就建成了。
唯一美中不足的是，煉焦爐不能連續工作，每次取料都要先熄火，然后用水灌入料室，給煉好的焦炭降溫，然后才能取焦。
為了保證連續供應焦炭，陳憲將同樣的煉焦爐修建了兩座，每座煉焦爐都有十個料室，十一個加熱室。
為了給煉焦爐的加熱爐鼓風，每個煉焦爐都有十一臺水輪提供動力，帶動凸輪連桿，拉動風箱。
當煉焦爐，煉鐵爐，反射爐日夜不停的運轉之后，陳憲每天都能出產上萬斤的熟鐵。
這些熟鐵被運回沂源，在那里的水力鍛造工場中被遠遠不斷的生產成各種鋼鐵器。
這些產品包括火繩槍，板甲，扎甲，各種武器，各種鐵器……
一部分生鐵在煉鐵廠里就被直接鑄造成小型的火炮，也就是飛沙炮，以及大型的守城炮。
隨著南莊子和沂源之間運輸的繁忙，陳憲發現，這個時代的兩輪大車載重量太小，效率極低，四輪的太平車因為沒有轉向裝置，行走十分困難，效率比兩輪的大車還低。
為了解決運輸瓶頸，陳憲不得不將帶轉向裝置的四輪馬車的開發提上了日程。
這個時代的畜力車基本上都是兩輪車，大多只套一頭牲口。
兩輪車為了保持平衡，需要讓牲口承受貨物一部分向下的壓力，這就導致兩輪馬車使用效率的不高。
四輪馬車本身就能維持平衡，牲口只需要承擔向前的牽引力即可。根據滾動摩擦力和物體重力的關系，我們知道，這個牽引力可能只有馬車本身重力的十分之一都不到。
但是，四輪馬車并不是隨便多裝兩個輪子就能解決的，如果前后兩個輪軸之間采取硬連接的話，這種四輪馬車是沒有辦法轉彎的。
這種硬連接的馬車在這個時代是存在的，名叫太平車，只能在特殊道路上進行短途運輸。
要解決四輪馬車的轉向問題，就必須為前后兩輪軸設計一個轉向系統，讓前后兩個輪軸可以進行相對的轉動。
這個轉向系統系統，一般是兩個前后分開的車架，中間由轉向軸連接。
以陳憲目前的工藝能力，這種轉向系統的制作并不困難，轉向軸可以用鑄造件來實現，分開的車架用鍛鋼件或者木結構都可以。
在陳憲改造煉鐵技術的時候，一些技術也被運用到銅礦的開采和冶煉上，這讓霍家銅礦的產量也成倍增長。
與此同時，在南莊子煉鐵廠的下游，一座更大的鍛造廠和一座水泥廠也開工建設……
在沂源平原四周的河流岸邊，好幾座鍛造廠和水泥廠也開工建設。
為了解決水泥的粉碎問題，陳憲甚至將球磨機都提上了研究日程。