無機化學工業最重要的是“三酸兩堿”，現在燒堿和純堿已經解決了，製造玻璃的原料隻剩下泡花堿。
另外，趙劍寒已經準備了金屬鉛，以後找到了硫磺礦，就可以製作硫酸了，硫酸是鋼鐵工業所不能缺少的，特別是軋鋼的時候，每生產一噸鋼鐵需要兩噸硫酸。用硫酸和硝石還可以生產出硝酸，有了硫酸和硝酸，還可以製造炸藥，其意義不言自明。
據趙劍寒所知，大量的天然堿和硝石礦藏都在新疆、蒙古這些地方，目前實力不足，隻能用貿易的辦法，用布匹進行交換，可是現在邊境形勢緊張，明軍和蒙古部落正處於軍事對峙，邊境貿易每年隻開放一次互市，這也是趙劍寒急於在關外獲取立足點的原因之一。
過了十幾天，趙劍寒設計的新式加熱爐完工了，加熱爐坐落在水壩的後麵，比一般鐵匠們使用的爐子高大了許多，有一架水車專門為加熱爐的風箱提供動力，幾個月前搶修的水壩不僅擋住了河水，還成為諸多新設備實驗的場地。
同時，工匠們完成了四個不同大小的粘土坩堝和石墨坩堝，趙劍寒決定馬上就進行試驗。
四個坩堝裏都按照一定的比例放了石英砂和純堿，然後放到加熱爐內，首先用煤做燃料進行試驗，結果過了好長時間，坩堝裏的石英砂和純堿還是沒有融化的跡象，此時爐內的溫度已經明顯比一般鐵匠們使用的爐子高，至少證明了新式加熱爐設計上是成功的。
趙劍寒下令向爐內加入焦炭，爐內的溫度進一步提高，石英砂和純堿終於開始融化了，石墨坩堝裏的混合物融化的速度明顯要快上不少，正當人們高興的時候，那兩個石墨坩堝“嘭”的一聲碎裂了。
石墨坩堝的製作難度較大，需要先對天然石墨晶體進行提純，還不能讓它在高溫下和氧氣發生反應，出現這樣的情況實屬正常，製作這兩個坩堝的工匠叫楊道中，看到這種情況，他的臉色變得煞白，身體搖搖欲墜。
趙劍寒眼明手快，一把將他扶住，說道：“楊師傅，你不要難過，這種石墨坩堝以前從來沒人做出來過，想要做好很不容易，要經過反複思考、設計和實驗，一次失敗不要緊，隻要堅持下去，我相信你一定會成功的。”
聽到小東家安慰自己，楊道中心裏好受了一些，趙劍寒接著將自己所知道的有關石墨的知識告訴了楊道中，並讓他先用石墨製造出鉛筆，借機了解和熟悉石墨的性能，然後再來攻克石墨坩堝這個難關。
趙劍寒最後說道：“楊師傅，你的這項工作非常重要，我知道你的手藝精湛，才把這個任務交給你的，我有足夠的耐心，哪怕需要幾年的功夫我也等得起，你就大膽地試驗吧，有什麼困難或者有什麼新的設想，你可以隨時找我商議。”
話已經說到了這個地步，楊道中終於放下了思想包袱，向趙劍寒表態：“既然東家看得起楊某，我一定竭盡所能，為東家做出這種石墨坩堝！”