術很難達到冶煉要求，他們儘管擁有取之不盡的鐵礦石，但卻無法冶煉成鋼讓人失望不已，就連魏延也倍感絕望。
在眾人失望時，匠作監右監丞宋星他卻沒有放棄，他始終堅信沒有冶煉不了的鐵礦石，如果有，那就說明爐內的溫度還不夠高，於是宋星開始苦思解決辦法。
最後，宋星認為問題的根源在燃料上，他敏銳的發現木柴、木炭之間燃燒溫度存在巨大差異，如果使用同樣的方法對煤炭進行二次處理，會不會得到更好的燃料呢？。
毫無疑問，宋星走在正確的道路上，僅用三個月的時間，再加上魏延從旁提出建議，宋星帶領工匠們失敗無數次，終於在成都燒製出第一批焦煤。
目前宋星和這批焦煤已經南下朱提郡，在那裡有一座新修的高爐矗立，等待著產出第一爐鐵水，按照宋星的話說，當此爐產鐵時，天下鋼鐵無不俯首稱臣。
當然了，南中鐵礦雖然遇到瓶頸，但好在他們有大匠蒲元，在他的指點下，勘察隊在漢中郡洋縣境內的秦嶺山脈中發現了一座大型露天鐵礦藏，而且是比較容易冶煉的赤鐵礦。
為儘快冶煉出鋼鐵，魏延讓匠作監左監丞蒲元帶隊，匠作坊、軍械所兩部門工匠配合，一齊前往漢中郡洋縣建設冶煉廠，抓緊時間冶煉鋼鐵。
同時，魏延寫信給楊松，告訴他應不惜一切代價組織人手開採鐵礦石，在信中魏延承諾，只要鋼鐵廠建設完成，礦石的產量能跟得上鋼鐵的產量，他會向劉備進言讓他更進一步。
如此直白的話，讓楊松大喜過望，不過想起漢中的情況心中就悽苦無比，漢中沒人啊！。
好在魏延知道漢中人口不多，開採鐵礦肯定有心無力，於是寫信給馬良，讓他開始實施三級懲戒制度，並挑選異族、罪犯等送去漢中開礦。
三級懲戒制度，是魏延在漢中同法正商議而定下的，之後又經過張魯、董和、諸葛亮、馬良等人幾次修正，最後由劉備拍板的異族處理辦法。
當然，它不但適用於異族，也適用於一些罪孽比較深重，但又不致死的罪犯（貪汙，謀反連坐，搶劫，土匪）等。
三級懲戒制度的核心，在於贖罪二字上，魏延認為異族心中沒有敬畏，野蠻而不服王化，所以必須從肉體和精神上雙管齊下，讓他們心中抱有敬畏，養成服從管理的意識。
罪犯也同理，魏延認為只要不是故意傷害他人性命的，都應該給他們一個贖罪的機會，用勞動來贖罪。
至於精神自然指道教，肉體自然指勞動，而精神堅定，不服從管理者，恐怕很難再見到他們。
第一級：在指定官吏的監督管理下，將深入工作環境惡劣、工作強度大、死亡率高的地方勞作，例如在越嶲郡開闢道路，開採南中鐵礦，疏通若水、金沙江水道等。
第一級的懲戒期為兩年，在此期間消耗的糧食、衣物等州牧府會供應，不會讓你餓死，也不會讓你冷死，只不過沒有工錢，沒有無娛樂，有的只是無窮無盡的勞作，勞作，再勞作。
第二級：在指定官吏的監督管理下，在工作環境較為惡劣、工作強度比較大，但沒什麼危險的地方工作，例如在洋縣鋪路，洋縣開採鐵礦石，拓寬金牛道、米倉道，修建成都到南中的馳道，再加上未來的種植棉花、甘蔗等工作。
第二級的懲戒期為三年，在此期間消耗的糧食、衣物等州牧府同樣會供應，會讓你吃飽，也會讓伱穿暖，甚至還會發工錢讓你去改善生活，除了不能離開指定區域，其他的不會管太多。
第三級：在指定官吏的監督管理下，從事一些不具備危險性，工作量適中的工作，例如在長沙開河興建水利設施，在湘江、漣—資平原上屯田等。
第三級的懲戒期為五年，在此期間消耗的糧食、衣物等州牧府均不再
