明代后期的统兵将领与军事技术在他们著述的兵书中,对配制火药的工艺都有详略不同的阐述。其中主要有唐顺之的《武编·火》、戚继光的《纪效新书·布城诸器图说篇第十五》、赵士祯的《神器谱·制火器法·制火药方》、孙元化的《西法神机·炼火药总说》、焦勖的《火攻挈要·提硝提黄用炭诸法》等。
将它们的工艺规程归纳起来大致有四:
其一是将三种原料分别碾成粉末,即将精选和提炼的硝、硫、炭,按配制火药的要求,称准分量,按配方比例,分别放入石臼或木槽中,反复捣碾多次,使之奉为细末,为三者的均匀拌和做好准备。
其二是将三种原料拌和,即把碾细的硝、硫、炭三种粉末,按比例混合放入木臼中,再加入少量的纯水或烧酒,将三者的混合物拌和成湿泥状态,并用木杵捣碾成千上万次;在捣碾过程中,要严禁将沙石杂入木臼中,以免磕碰后生火成灾;当混合物将干时,加水再捣,使混合物充分匀和细腻,而后取出日晒。
其三是对成品进行质量检查,即选取一部分晒*火药成品,放在纸上燃烧,如果迅速燃尽而纸张完好无损,则是合格制品;反之,如火药燃毕后在纸上留有黑星白点,或手心感到烧灼者,则为不合格制品,需要返工再次捣碾,直到合格为止。
其四是筛选合格药粒,即将经过检验合格的药块破碎成粒,用粗细不同的萝筛,分别筛选出大铳(炮)、佛郎机和鸟铳所用的大中小各种药粒,不成粒状的可以用作火门引药,剩下的细粉末则全部剔除。
这种按枪炮口径和药室大小,选用相应档次的粒状火药的目的,既是为了提高发射威力,也是为了保证火药发射时的安全。
火药配制成功后必须妥善贮存,以防日晒雨淋,使火药能保持较长的有效使用期。更为重要的是要建筑特殊的火药库房,以免被盗和发生火灾。
为此,明代后期的统兵将领和军事技术家采取了许多特殊的工程和技术措施,以保证火药的及时供应和贮存的安全。在当时的条件下,火药贮存的工程技术主要集中在两个方面:其一是火药成品的装坛密封技术;其二是火药成品库存的工程技术。
清代关天培在《筹海初集》第一卷《重堪虎门炮台筹议节略稿》(道光十四年十一月二十八日)中,概述了广东水师等驻军所用火药的配制工艺:
“(硫)磺去根渣,硝务提净,炭以柳木、桑为佳,纵用杉木,亦必烧透存性。碾灰,细罗,臼力要足。制成晒干,色宜带白,粒粒如珠。仍令监造者撮药于手,燃火试之,手无点迹,火力高冲,烟系白色,以此为最。”
关天培提炼硝硫炭所采用的工艺,大致与明末清初类似,但由于广东沿海的空气湿度大,火药容易回潮转湿,射程较近,甚至失去效用。再加上存贮火药容器的密封技术不够好,故火药不便久贮,必须随造随用,随用随造。