章子俊封爵后，五军都督府加“平安伯”为都督同知职，重新接手炼铁工坊，让章子俊营造大炮，原先营造火器的宝源局从火器制造这块剥离出来，加入进炼铁厂，宝源局原是朱元璋起兵后在元至正二十一年(1661年)建立于应天府(今南京)的一所冶铸钱币的机构,洪武初年开兼制火器,永乐时又兼制农具，而现在还兼造克敌弩等冷兵器。
洪武十三年(1380年),明政府设置了军器局，“专典应用军器”,这样,就有了制造火器和管理其它兵器的专门机构。此后,明政府又设置了兵仗局，也是制造火器和其它兵器的专门机构。除军器局和兵仗局外，当时的鞍轡局也兼做火器。永乐年间，明成祖朱棣迁都北京，军器局(此时鞍善局已合并于军器局)随之北迁，但兵仗局仍旧设在南京。
按原本的历史走向到弘治年间，明政府建立盔甲厂和王恭厂，隶属于军器局，王恭厂是主要制造火器的大型军工厂 ，目前在抚宁候朱永佩、右副都御史王越、左副都御史王锐、兵部尚书白圭等上言，设立炼铁厂为军器局，那个“平安伯”不是说他能造炮、改良火枪吗？就让“平安伯”去做，划归这个军器局为五军都督府属内机构，章子俊不允，回道：“炼铁厂改成军器局可以，新立的军器局上级只属于新成立科技部，另立衙门编制，跟六部平级，成为大明第七部。”
接下去章子俊又详细列出了“科技部”属下的机构，分别是接收永乐年间的“宝船局”，新成立的军器局，新成立农业科研所，新成立科学研究院。
原宝船局下设船舶学院。军器局下设火器制造工厂，炼钢工厂，火器研究实验所。农业科研所下设“高产粮”推广种植部，农业增产实验所，农机农具制造厂。科学研究院下设大明科技大学，培养各方面的人材。
这样一份超百年的计划书，朝廷肯定不会采用，开玩笑，这是要改变朝廷机构，直接架空现有统治阶层，另立一套的嫌疑，可章子俊大有不答应决不应职之决心。
目前火大炮已成为军队的重要装备,军器局和兵仗局所制造的火炮,有盏口炮、碗口炮、神机炮、旋风铜炮、将军炮（“将军”一词常作为具有较大威力火炮的封号）等十余种。
可这些火炮都有一个共同的缺点，“笨重”，在章子俊眼里就是粗笨不堪，还打不远，也不注重炮架，往往只是固定在一处，没有机动性，调整发射角度，在炮身下垫木头。
铸炮材料最早用的是铜，青铜或者黄铜，后然有了铁炮，虽然是铸铁炮，但问题很多，最大问题出在模具上，泥范就是泥土做模具，这种方法有个很大弊端，泥巴含水分，高温蒸发后会形成水蒸气，这就导致炮膛里面坑坑洼洼，参差不平，容易炸膛也影响精度。
章子俊在营建炼铁厂时，早就考虑到了这些弊端，所以建了几坐大水堆用作动力，供“土机床”使用。
章子俊也明白朝廷只要看到成品后，就会明白自己为什么要这样做，没有对比，没有实物，说的天花乱坠也没什么用，凡事讲究眼见为实，古人更是如此。
就先用小炉坩锅炼熟铁法，把一些生铁熔炼后反复敲打，成精铁，又反复碎火提高铁的硬度韧度，最后变成一种钢，加热后敲成板材，最后板材卷管，再加热炽红后套在圆柱铁棍上收成无缝管，接着打造第二个卷管，比之第一根要大一圈，利用热涨冷缩原理收紧锻打，这样共套三层后，最后在一头又套了一层，这一层等于是四层，底部加后密封，可作发 射 药室，这个炮管口径不大，也就六公分，管厚五公分，加起来的炮管外径十五公分多一点，管长一米，当然这些度量全是明朝的尺、分计算。
最后把这么一个铁家伙，固定在一架木制“机床”上，利用水碓动力带动转轮，再用工匠精打成的钢作为“刀”，用作工具钢，只要硬度比炮管硬，韧性就不要管了，硬度提高，钢材就会很脆，正好作为工具钢使用。
有了“土制机床”炮管内外都可以变成光滑，精度提高，利用工具钢在药室慢慢钻出一个细空，这个孔洞就是插火线点火用的，最后成品为长度九十公分，内径为六公分，外径为十五公分的炮管，用弹为六磅炮的铁球，比之神机炮要纤身细小一些，有了炮管接下去就可以制作炮架了。
这是一门简易版的山炮，模样有点像九四式75毫米山炮，二个翻砂的铁制轮子，用于固定炮管的铁架子及后面支撑地面的木制防后座力架，就是少了前挡板，不同的地方就是前装实心弹，章子俊又改良了火药的配方，把火药做成了颗粒状，就是利用一小块薄铜皮，在底板上打许多孔洞，把粉状的黑火药调成糊状后加压，火药从孔洞中流出，成面条状晾半干后用竹片轻轻来回拨弄，成了颗粒状，接着再彻底晾干即可。
再把这些颗粒火药用油纸包成定量药包，大小正好可塞入炮堂，再塞入一个生铁圆球作为炮弹，在发射时，先用一根细竹签子，从山炮后面药室的细空中捅一下，用来刺破里面的油纸火药，插入火捻子后点火发射。
这么一门小炮，在制作时，明朝的火器工匠都不看好，原因是太重了，这不是神机炮么，全是带着疑问的，可平安伯一再坚持也没法反对，其实章子俊也不会造炮，只不过是站在巨人的肩膀上，观察了现在明朝的几门炮后，结合以前图片上，电视剧里面的大炮样式，关键是材料，古代浇铸出来的大炮是生铁，生铁易碎，没有韧性，而浇铸的话，里面有许多气泡杂质，为了不炸膛不得不增加炮的厚度，现在既然炼不出钢，就用捶打来提高铁的性质，变成精铁，卷成需要的炮筒，对于这一点，章子俊是做过功课的，按现在明朝的工匠肯定能做到，才有十足的把握。
可是对这样捶打出来的炮管章子俊也没把握，所以炮管做的还是很厚实，对这一点，章子俊还要慢慢地去试射，比如装多少药，能打多少远，把火药装到最大程度，炮会炸堂，这些参数还要去实验，为以后大批量制造积累数据。
今日，天气很好，春风拂面，阳光明媚的，这是炼铁厂开办以来第一次试射一门“小炮”。
既然是试射，章子俊心里也没底，就把“小炮”拖到小河边上，对着北面空旷无人之地，在地上小木牌标好距离，分别是一百丈、二百丈、三百丈，章子俊换算了一下，一丈大约是三点三米，那么一百丈就是三百三十米，三百丈差不多一公里，如果这炮只能打一公里的话，是不是很失败，所以让禁军把木牌插到三公里也就是九百丈，每十丈遍插一块小木排，好在往北方向全是荒地、农田，乱葬岗、野坟茔，没有什么村庄人家，为了安全，还是分派了几个能骑马的禁军，每隔百丈守卫一人，一个是看炮弹的着弹点，另一个就是警戒了。
等一切准备停当，就要上报给都察院，就是打个招呼，炼铁厂试炮，免得城内听到响声误会，报备一下，不想都察院派了总兵官赵辅、都御史王越来了，随后又来了工部右侍郎乔毅、刑部主事王鼎来看热闹。
来就来吧，不过在现场多几把椅子几盏茶的事。现在章子俊可是伯爷，来的这几位不就是心里的那点小心思吗，打炮成功，可以第一时间说上好话，为自己在派系中拉拢平安伯，还能沾点光，自己也参与了试炮，万一不成功，也可以认为朝廷把兵备看的很重要，第一时间勉励一番，突出个人为朝廷奔波劳命，反正里外都不会吃亏。
为了这次试炮，浇铸了五枚炮弹，章子俊的要求炮弹大小误差不能很大，公差在厘，突出用厘的概念，等这门炮做完后，一定要想办法，把分、厘、毫这样的细微度量应用到度量上去，明朝一般民间是用丈、尺、分，而厘跟毫在生活应用中不多，只局限在官府营造，像钦天监，铸币局这样的机构中，民间运用不多。分以下全是毛估估了，比如去看病扎针的穴道，医书上写道脐下三分，足上二分等等。木匠、铁匠、石匠等的度量也只到分为止，因为接下去的厘、毫根本用不到。
章子俊也查看过现有的明朝火器，特别是火枪，每一枝看上制作精良，哪怕是用榔头敲打出来的，工艺很到位，细看之下，就会发现许多瑕疵，如果是把二枝放在一起对比就不能看了，因为不是一样的，连枪管也有粗细大小不匀，产生这种情况就是没有分道工序，每一位工匠制作一枝完整的火枪，还要在火枪上刻上工匠名字，只要某一位工匠把枪管稍微做粗一点，或是长了一点，二枝枪就不一样了。而枪弹更是大小不一，为了通用，就会把枪弹做成小一圈，这样的话在有些枪里能打出去百米，在另外的枪上只能打一半距离，这就是误差，手工敲打制作是一回事，公差太大也是一回事，而最大的原因就是没有把整枝枪分开采用多道工序的原因，大家心里都是毛估估即可。
章子俊也提出来过，可是都没能重视起来，有时说再多的话，还当是在鸡蛋里挑骨头，上到主事，下到匠人不得人心，说到底就是观念问题，有些只能深埋在心底，等机会能有一个自己能做主的作坊才行，而目前，章子俊只是把控一下制作上的精度，没有工艺自己去规定一个工艺出来，比如切削炮管，经过“土机床”的一个来回，就颠覆了明朝工匠们的认知，最后得到的炮管像白银一样闪亮，而章子俊却说道：“最好能刷上油漆防止锈蚀。”如果放在五百年后，最低级是采用“发蓝”或是“发黑”工艺，只要再淬一下火即可。可是目前，没有那种“药水”，没有氢氧化钠和亚硝酸钠，也不能再去烧红淬火，弄不好就会变形，哪怕只是一点点。
炮堂里面是最难处理，章子俊用一根粗铁棍，再棍头上用铆钉紧固一小块工具钢，慢慢地磨出了光滑的内膛，一边磨切，一边加水，最后还加麻油，像这样的工艺，在穿越前一个肥皂水就解决了，可是在明朝想要得到一块肥皂，只能去发明。
