其半成品的含碳量约为0.60%。原来，炒钢属于间接冶炼，初次冶炼将含碳量下降至约为0.60%，然后浇注成钢锭，而这些钢锭不经冷却就要在水利锻床上进行反复锻打，将含碳量进一步降低至0.27%～0.46%，然后再将锻打后的钢锭熔化用以浇注火炮。

使用炒钢浇注火炮，大大清减了火炮重量，却提高了火炮质量，和使用寿命。

第三，使用铁范铸炮法

基于陶范铸炮存在的缺点，兵器监大匠作冯三槐发明了铁范铸炮法。

相比于陶范制作耗时长、尺寸变化大、残次率高、内膛粗糙、容易炸膛等缺点，铁范铸炮有着极为明显的优势。铁范具有可反复利用、缩短工时、内外铸面光滑、成本低廉、铸件不含水分，少生气孔等优点。但是，铁范铸炮有一个极大的缺点，那就是由于其，冷却失热速度过快，导致内外收缩比不同，从而造成火炮内膛裂纹。当时西隋合赤惕时期，有过铸十炮得其三四良者的说法，但很快就被解决。

内胆冷却法。内胆冷却法是西隋帝国在使用铁范铸炮期间发明的一种铸钢炮的冷却方法。使用中空炮芯，利用水做为冷却剂，调节炮体内外冷却速度的办法。

内胆冷却法原理。

一般铸好的红热炮管在静置时的自然冷却，是由外往内，原因一是炮管外表面面积比内管大，其二是外面空气流通比内部快，这样自然外层比里层冷的快，最终形成层层膨胀的结果，强度降低。但是如果能同时让炮管里层冷却，甚至使之比外层先冷下来，不但可以提升整根炮管的冷却速度，更可以提高炮管性能。

里层冷却固定后，当外层逐渐冷却时，由于热胀冷缩的关系，炮管外层冷却时，就会箍住内层，往里面产生一个向内的应力。

内胆冷却结构。以钢制中空内胆作为铸炮内芯，内胆中央被隔板分为两部分，在底部贯通，形成一个密闭的u型管道，在铸炮冷却阶段，往一头的内胆中加注冷却水，则从另一端流出。控制冷却水温度以及流速来控制内外炮体的冷却速度。

一般而言，内胆冷却法中冷却水的温度一般为70°左右，将70°左右的温水不断加注到内胆中。置换出来的冷却水会在铜制散热器中冷却，然后再循环到内胆中。这样的做法是为了防止冷却水温变化过大，而造成内膛冷却速度，左右失衡。

内胆冷却法极大的提高了铸炮的成品率，延长炮管的使用受命，降低了铁范铸炮成本，为大口径火炮的铸造提供技术支持。

马步炮的技术参数

口径：（三寸）

初速：433m/s

身管：>倍径：22.5

炮身重：>左右车轮直径：1.5m

全重（炮身+车架）：>标尺：>高低射界：

装药量：颗粒黑火药1.4kg或颗粒黑火药2.5kg（推射霰弹时装药量）

炮弹：5.1kg锥形爆裂弹5kg霰榴弹7.75kg实心圆铅弹5.5kg实心铅制链弹6.4kg锥形被钢铅芯穿甲弹5kg锥形被钢穿甲爆裂弹6.4kg被钢穿甲燃烧弹

装填方式：******后部装填，炮弹前后均可

三寸马步炮的炮弹在当时也是世界上最为先进的，它的发明为之后戴梓的子母炮提供了技术支持。

三寸马步炮炮弹大多采用了锥形弹丸，而不是人们常认知的圆形弹。在实际作战中，西隋炮兵很少使用铅弹，因为铅弹质软，炮管会出现挂铅现象，不容易清理，且影响火炮射击精度，反而喜欢使用锥形爆裂弹。

锥形爆裂弹的优点在于，射击精度高、射程远、威力大、易于装填。

西隋帝国早期的锥形爆裂弹是用含磷较高的生铁铸造。人们发现，含磷量高的生铁虽然不能用于锻造，但其冷脆性却是制造炮弹的理想材料。

锥形爆裂弹的结构复杂，价格昂贵，但对于习惯于流水作业的西隋帝国而言，这样的造价也是在可承受范围之内的。

锥形爆裂弹的构造

锥形爆裂弹是由：外壳、内胆、钢珠、爆炸药、延迟引信、火磷、金属火帽、腊封、螺旋翼、密封环等几部件构成。

外壳：锥形爆裂弹的外壳是用含磷量较高的生铁铸造而成，一般厚度约为>内胆：锥形爆裂弹的内胆是陶制内胆，用以装填爆炸药，厚度约为>钢珠：在内胆与外壳的空腔内装填直径约为5mm钢珠，增加弹丸杀伤力。钢珠的制造是用直径约为5mm的钢筋冲压而成。

爆炸药：颗粒状黑火药+松粉制成

延迟引信：燃烧速度较慢的导火索

金属火帽：早期的金属火帽是用银箔制作，置于炮弹底部。当高温高压燃气接触底部金属火帽时。银制火帽积温点燃火磷，从而引燃延迟引信。银虽然有极好的延展性和导热能力，但造价过高，之后被更为低廉的黄铜火帽代替。

腊封：主要成分白虫蜡，用以密封火帽，隔绝空气和热量，防止火磷自燃。

火磷：作用于火帽与延迟引信之间的引燃物质，通过吸收火帽上的积温自燃，从而点燃延迟引信。火磷是用红磷（燃点约240°）和蒸馏硫（燃点约为190°）为主要成分的混合物。

螺旋翼：锥形爆裂弹弹体底部加装有特殊旋翼，在高温高压气体推动下，使弹体产生自旋现象，提高其飞行稳定性，增加射程，提高精度。

密封环：安置与弹体外壳凹槽内的带有缺口的青铜铸件。主要作用是在弹体与炮管内膛间起到密封作用，增加膛压，同时减少弹体与炮管内膛因口径偏差造成的摇摆。在实际作战中，锥形爆裂弹的三个密封环在弹丸装填前会用白腊涂抹。

三寸马步炮炮膛的特殊设计成就了锥形爆裂弹的威名。前面讲过马步炮的形状为下部粗壮，上部细长。粗壮的下部，为持续的燃气提供了足够空间用以蓄势，而细长的炮管又为其加速提供了可能。这样的设计，使得锥形弹丸相较于圆形弹丸能获得更高的初速。因为锥心弹丸几乎可以接受所有的推力，而几乎不会产生指向圆点的侧压力。而细长的炮管又能使锥形弹丸获得足够推力。自旋现象，使得弹丸在飞行过程中可以保持既定方向飞行，提高精度。同时弹丸自旋在空中不会翻滚，顶部空气阻力最小，提高射程。

锥形被钢铅芯穿甲弹

作为西隋帝国海军的主要弹种，锥形被铅钢芯穿甲弹早已经发明并被用于实战。其主要作用，用于打击西方国家铁甲重骑兵、盾牌重甲步兵而设计。

其结构较为简单，但工艺极为复杂。

弹丸结构：锥形被铅钢芯穿甲弹是由三层主要金属制成的实心弹丸。外层铸铁弹帽，内层铅套，而在铅套内部装填高强度合金碳钢。当弹丸撞击到物体之后，外层的铸铁壳体破裂，由于内外材料密度质量不同，铅套在惯性力支持下继续前进，而此时包覆于铅套中的高强度合金碳钢，具有极强穿甲能力。实战中，西隋人发现，锥形被铅钢芯穿甲弹用于对付重甲骑步兵实在是大材小用了，之后被广泛用于舰炮之上，用于穿透敌方战舰的吃水线以及炮室、舰桥。

锥形被钢穿甲燃烧弹

作为西隋海军替代锥形被被铅钢芯穿甲弹，锥形被钢穿甲燃烧弹威力更加巨大，造价更加低廉。当时世界上除去西隋帝国，各国的舰船均采用木质船体，铁质蒙皮战舰。在实战中，西隋海军发现锥形被铅钢芯穿甲弹威力太小，于是被钢穿甲燃烧弹诞生了。

它的结构简单。是由外壳、穿甲钢芯、被钢硬度陶瓷内芯三部分构成。当弹体撞击船体，外壳破裂，穿甲钢芯击穿铁质蒙皮以及木质船体结构；被钢陶瓷内芯破甲进入船体内部，此时陶瓷破裂，浸润于煤油中的白磷颗粒发生自燃，引燃煤油，从而造成船体失火焚毁。此外，白磷燃烧产生的五氧化二磷具有毒性。

锥形被钢穿甲爆裂弹

锥形被钢穿甲爆裂弹与被钢穿甲燃烧弹原理相同，这里不再多做介绍。

弩炮

弩炮即利用两束张紧的马鬃、皮绳或动物肌腱产生的扭力作为动力，驱动弩臂带动弓弦抛射弹丸或箭矢的武器。

弩炮在西隋帝国已经被制式化了，作为重要骑步兵杀伤性武器列装部队。

天祐皇帝大军西征中，就曾装备使用过一种连发弩炮。这种弩炮与传统弩炮在原理上相同，只是增添了许多机械构件用以快速上弦，并配有箭匣。

这种弩炮的基本构造：

两组扭力弹簧、弓板、弓弦、链条凸轮挂钩机构、轨道、挡块、箭匣、炮架、摇柄

扭力弹簧：弩炮弹力的主要提供机构。用马鬃制成

弓板：辅助弹力和弹力传递机构，一般为铁胎弓板配牛角板复合压制

弓弦：基本由钢丝弦铰接而成

链条凸轮挂钩机构：便于快速上弦的机械系统

轨道：安装复进机构平台以及弩箭发射平台

挡块：用以阻挡弓弦，使弹力释放

箭匣：利用重力是弩箭置于轨道滑槽内

炮架：支撑弩炮的木质结构

西隋帝国的弩炮是由两组扭力弹簧组交错构成。在上弦过程中，手摇摇柄使得链条凸轮复进机构运作。它的机构就类似我们现在自行车曲柄链轮-脚蹬机构相似。

当左凸轮挂钩运动到300°挂弦，右凸轮挂钩处于120°位置。当左凸轮运动至160°时，弓弦遇到挡块，弓弦下压，脱离凸轮。当左凸轮挂钩运动到180°时，链条机构突起触发挡块机关，弓弦释放，完成一次射击。此时右凸轮挂弦运动到最高点，不影响左部射击。

西隋弩炮只需人不断手摇摇臂，带动凸轮机构运作，便可实现连续射击，射击速度可达25发/分钟。射程可达400米。在200米范围内，可穿透3mm钢板，威力巨大。箭支运行轨迹几乎呈直线形，即使在500左右依然具有杀伤力。

子母炮

子母炮是由西隋帝国著名火器大师戴梓研发的。

其主要结构

通体炮管、炮闩、子炮、基座、瞄准具、高低杆构成。

通体炮管：通体炮管是由铸钢浇筑，底部有内耳

炮闩：得益于李·埃尔米的发明，子母炮的炮闩为内槽断隔螺式炮闩。

子炮：子母炮中子炮为青铜铸造，底部有一对突起的炮耳，与母炮内耳契合。目的在于子母炮间，药孔对齐，也易于取出子炮，防止子炮膨胀粘连母炮炮管。

基座：一般为铸铁制成，配有复进机构

瞄准具：半圆仪原始测距

高低杆：用于调整火炮射击角度

子母炮配置于西隋帝国海军，它不仅射程远精度高，而且射速快。可达5-8发/分钟。