對於一個晚輩來這裡指手畫腳，張廷方當然不願意。如今，張涵知情識趣，他也愉快地給予了配合，把後來的汝南鐵匠李勝忠給了張涵。李勝忠的手藝相當不錯，在整個作坊裡也是數一數二的。給張涵，張廷方覺得有點浪費，但張涵表現的很尊重他，他也就投桃抱李了。
鍊鐵的高爐，在漢代便被使用了。張涵仔細看了一下結構，詳細詢問了整個過程，並旁觀李勝忠煉了幾爐鐵。最終發現，似乎與現代高爐沒多大區別其實，有區別的話，張涵也看不出來的。他對冶煉的瞭解，還沒有這幾天學習的多。
不過，沒吃過豬肉，也看過豬走。根據張涵瞭解的情況，他還是可以進行一些嘗試的。
張涵的嘗試是集中在燃料這裡，他把鍊鐵使用的木碳換成了煤，結果失敗了。李勝忠曾經告訴過他，張廷方已經用煤試驗過了，但效果不好，如此冶煉出來的鐵發脆易碎，質量很差。由於李勝忠說的不清楚，張涵便試驗了一下，發現果然如此。
張涵這時纔想起來，中國的煤炭多磷硫，冶煉多半用的是焦炭。他也不在意，失敗乃成功之母，試驗總是要先失敗的。
然後，張涵又要了些兒焦炭過來。煉焦的碳窯雖然距離是冶鐵作坊不遠，卻不歸張廷方管，而是由琉璃窯管事李九負責。
在項讓冒充大秦使節之後，琉璃的需求一落千丈，張家根本沒有渠道向外賣，所以要求琉璃窯降低產量，哪怕每人每天只造一件琉璃也可以，但一定要求是精品張昭一直希望能再造出來一個五色玉瓶來。當然，如果能造出明月珠來，那就更好了。
如此一來，對焦炭的需要便少了許多。後來，家中人手缺乏，便大幅減少了挖煤煉焦和打雜的，這些沒有直接接觸過琉璃的，都拉去墾荒了。
說起這些事情，李九唏噓不已，一副情以何堪的樣子。張涵看着好笑，倒想起件事情來，棱鏡、凹鏡、凸鏡、望遠鏡、顯微鏡……前途廣闊，這些人閒着也是閒着，不如給他研究研究這些東西。
明年的天書裡，一定要加上這些內容，張涵暗暗告訴自己。
閒話少說，張涵直接從祖父那裡，把碳窯要了過來，僅定期給琉璃窯提供焦炭。
以焦炭作燃料，這一次取得了很大成功，鐵礦石迅速熔化，令李勝忠頗驚訝，但經驗豐富的他是不會操作失誤的，成品的質量相當不錯。
接下來的幾次實驗裡，李勝忠確定了焦炭與鐵礦石的比例關係，把冶煉的速度提高了一倍，並把每爐鐵水的產量提高了三分之一。
張廷方大爲驚奇，挑着大拇指，連聲稱讚：“行！不愧是張氏神童，乾的好……”
張涵笑笑，露出一口小白牙，“六伯，您就別笑話我了。若是六伯早拿到焦炭，早就完成了。”
張廷方看哄不了張涵，“嘿嘿”直樂，卻也不說那些有的沒有的了。
“回家吃飯，回家吃飯，今天，讓你嬸給你做點兒好吃的……”
再後來，紅磚水泥砌成的大煙囪拔地而起，張涵足足建了八丈（約19米）高。爲了避免被人看到，煙囪被建在一山凹處，三面有山樹的遮掩，而煙囪外面也塗成了黃綠相間不規則的掩護色，遠遠看去，似與山樹融爲一體。
煙囪的效果很好，水排橐（牛皮囊）稍微鼓風，煤炭便在高爐裡猛烈燃燒起來。張涵再接再厲，開始建設更大的高爐。張家的高爐是當時規模較小的一種，高與直徑都在六七尺間，張涵新建設了一座高兩丈半，直徑一丈八尺的高爐，以提高效率。
張涵好不容易想起了蓄熱室，試驗過後，效果顯著。新高爐就在兩側各增加了蓄熱室，爐頂則附設了燃燒室。
高爐爐頂廢氣先進入燃燒室燃燒，熱氣上升，進入蓄熱室，把熱量傳遞給磚格，使之變熱，變冷的廢氣通過煙囪排入空中；當一側磚格加熱到一定溫度後，即用熱氣加熱另一側的磚格，而把冷空氣鼓入已加熱好的蓄熱室中，使之從磚格上吸取充足的熱量，出來就變成了熱風，隨即鼓入高爐中。
如此輪換不止，鼓入高爐的空氣始終是熱的，不僅提高了效率，還改善了成鐵質量。
今天是新高爐試運行，便出現了之前的一幕。說是指揮，張涵能做的早已做完，在現場所做的，也就是這一聲令下了。
在‘管理’冶鐵作坊的同時，張涵還時常跑到南邊新開墾的農莊，看看那裡建的怎麼樣了。
新農莊臨近蒙山，在買地的時候，縣吏許是收了不菲的好處，隨手一圈，不僅地圈了很多，還圈進去很大一片山區。在莊園的中心，有一處山谷，裡面有一條溪水潺潺流出。小溪的水量不是很大，但勝在清澈見底，配合周圍的綠樹山石，別有一番景緻。
張涵已經與祖父商量好，在那裡建設些院落房舍，給老師岑晊一家居住的同時，也可以在那裡辦一處學堂。到時候，就把族學搬過去。一個羊也是趕，二個羊也是放，岑晊這麼好的老師當然要充分利用。
張昭有些不解張涵爲何如此上心，然這總是件好事，也就痛快的答應了他。
對於那裡的住房，張涵很是用了點兒心思。可是，以他的眼光，也建不出什麼特別的房子來。無非是紅磚房、水泥牆，再粉刷上一層白灰，刮上石膏，開幾個大窗戶之類。不過，如此一來，室內就明亮了許多，看起來清清爽爽，頗爲舒服。
也許是物以稀爲貴的緣故，張昭看了綠樹掩映中的紅磚房，非常喜歡，打算過段時間在張家大宅建幾間。岑晊看後也很滿意，對張涵的不良企圖，也就默許了。
其實，象岑晊這樣的著名學者雖然承認的正式弟子很少，但設精舍有教無類，對來求學的學子是極爲寬容的，通常都不會拒絕。所以，一說某人門生成千上萬，一點都不希奇。至於不學經書，只求依附於豪門門下的，數量更多。然而，那就是另一回事了。
爲了避人耳目，岑晊給自己起了個別號，周南先生。並以號爲名，自稱周南。岑先生沒有解釋過這個別號的意思，張涵知道，別號出自《詩經周南卷耳》，卻不知先生在懷念誰，懷念什麼……
建寧三年（170年）七月，族學正式搬到了卞南莊。
張昭正式與黃淵談過話了，詢問他是想繼續留在族學，還是想去當官。不管怎樣，黃淵都被張家承認是一份子了。
黃淵猶豫了，本以爲他自己這些年來已心如死灰，誰知道，如今一有機會，死灰卻又有復燃了。猶豫再三，黃淵還是抵擋不住做官的誘惑，光宗耀祖榮妻蔭子，一直是讀書人的夢想。
於是，張昭一紙薦書，便把他推薦到魯國作了一個從事。張昭答應他，過上兩三年便想辦法給他弄一個孝廉名額。黃淵便欣欣然，帶着家人前去赴任了。
此時此刻，族學扎年齡長些兒的學子，都已經離開。家中富裕些兒的，多已經出門遊學，長些見識，或者在學問上更進一步；而家中較清貧的，則已開始勞作養家了，或者去做鄉吏縣吏郡國吏，或者到張家幫忙做事。
族學中便以張奐這幾人爲長，又隱隱以張涵爲首了。
張澗在幾人中年齡最長，家境也不好，便有意不再讀書，作個鄉吏算了。但是，張涵與他交好已久，素知其能，卻不忍見他埋沒。
張澗才十七歲，正是求學的好時候。而且，現如今天時、地利、人和三者皆備，張涵好不容易可以做些事情了，正是大展宏圖之時，也正需要幫手，張涵自不肯放過他。張涵便親自與其父張行說話，好說歹說，總算把張澗拉了過來。
不過，張澗卻不肯再接受他的幫助。本來族學管吃管住又有明師，已是佔了便宜，說什麼也不肯再收薪水了。在這個問題，張行卻是佔在兒子一邊了。張涵心中略一盤算，已是有了主意，也不堅持，笑嘻嘻應了下來。
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