工器三年夏五月，朱載鈞遣使朝鮮，以「工器開光」為名邀朝鮮國王李抐赴京，于開城舉辦工器博覽會，展現技術朝貢的誘惑。使者隨船攜帶「工器樣品箱」︰熟鐵鍛造的「二牛抬杠」犁具效率為朝鮮木犁三倍）、鉛制防雹鈴可模擬雷聲驅散積雨雲）、水力紡車一機頂五人手工）。朝鮮領議政尹元衡目睹鐵犁破土如泥，私語左右︰「此器若廣用，我國糧賦可增三成。」與此同時，楊宗慶率工器監生在義州設「臨時工坊」，為朝鮮邊民修補農具，暗中傳播「工器積分」制度︰「助明軍耕一畝田，得工器幣一枚，可換鐵刃農具。」半月內，義州百姓持幣兌換者逾萬，朝鮮朝堂震動，李抐被迫遣使赴京探虛實。
六月，明廷突然宣布調整釜山互市稅則︰凡朝鮮輸入之馬、紙、人參，關稅減半；若以匠人、學徒抵稅，可免關稅三成。此「工器關稅」政策直擊朝鮮「士大夫輕技藝」之弊——兩班貴族不屑為匠，底層卻苦于農具粗劣。咸鏡道匠人集團聞訊，自發組織「工器請願團」赴漢城，要求赴明學習冶鐵。李抐無奈，只得承諾「遣匠入明」，換取互市優惠。朱載鈞趁機提出︰「欲學工器，先修貢禮。」命禮部擬《工器朝貢儀典》，規定朝鮮國王需親率工匠百人、質子一名赴京，方賜「工器秘譜」。消息傳到朝鮮，士林派分裂︰領中樞府事沈貞主張「以技強國」，反對派金安國則稱「屈從辱國」，兩派在景福宮激烈辯論，竟至揮笏相向。
七月，明軍以「剿匪」為名，在鴨綠江畔演練鉛鈴陣，形成軍事威懾的隱喻。三千鉛鈴按《樂律全書》十二律呂排布，敲擊時可模擬萬馬奔騰之聲。朝鮮斥候回報︰「明軍火銃射程達三百步，鉛鈴響處，山林震動，鳥獸皆驚。」李抐登平壤城遠眺，見明軍工器衛所的蒸汽磨坊實為牛力驅動）濃煙滾滾，誤以為「神火煮鐵」，回宮後夜不能寐。與此同時，青禾率隊在中朝邊境勘探鐵礦，以「工器洛陽鏟」掘出露天礦脈，就地設立「中朝工器合營」——朝鮮提供勞工，明朝傳授炒鋼法，所產熟鐵半數輸朝，半數留作「衛所屯田之用」。李抐得知鐵礦收益將用于明軍駐屯，驚覺邊境已被工器勢力滲透，急召群臣商議對策。
八月，朝鮮咸鏡道爆發農民起義，起義者手持明制鐵刃農具，打出「工器利民」旗號，引發漢陽宮變與親工器派的崛起。李抐懷疑起義背後有明軍支持，急派世子李崾赴京謝罪。朱載鈞趁機冊封李崾為「工器監丞」，賜「工器質子印」，命其入南京工器監學習——此乃仿明代「質子入侍」制度，實則將朝鮮儲君納入工器體系。與此同時，楊宗慶策動朝鮮匠人成立「百工社」，以《工器啟蒙》為教材，秘密教授齒輪原理、礦石冶煉。百工社成員在漢陽今首爾）鐵器鋪打出「工禾紋」標記，竟成風尚。士林派領袖沈貞借機上表︰「夫工器者，富國之本，願效大明，設工器衙門，迎工器天子訓示。」李抐迫于壓力，終于下詔「親率百工，入朝問器」。
九月，李抐率使團抵京，朱載鈞在午門設「工器殿試」考校朝鮮工匠，完成質子的成人禮。試題為「以鐵鑄鐘，兼防霜露」，朝鮮匠人因不知「松脂涂鐵防銹」之法，半數交白卷。反觀明朝匠戶之子，從容以熟鐵鑄鐘，表面涂覆橡膠樹汁熬煉工藝），經三日霜露考驗仍光亮如新。李抐羞愧難當，主動提出「歲貢鐵材三萬斤，換工器技師十名」。朱載鈞趁機宣布︰「朕將在開城設『工器都護府』，以朝鮮世子為都護同知，賜鐵券、工器律法。」同時展示「工器地圖」︰鴨綠江畔已標注十三處屯田衛所，每所駐匠人五百，兼事冶鐵與紡織。李抐驚見大明勢力已深入朝鮮腹地，卻不得不叩首謝恩——此「工器都護府」雖掛朝鮮國號，實則由明軍工器監直接管轄。
十月，朱載鈞與李抐在紫禁城簽署《工器同盟條約》，標志東夷工器同盟成立與實質統治的完成。條約規定︰朝鮮廢「匠籍」，允許工器監生自由執業；開放咸鏡道鐵礦，由中朝合辦；朝鮮王子需入明學習工器，成年後方可繼位。作為交換，明朝賜朝鮮「工器秘譜」實為《天工開物》簡編）、防雹鈴千枚、鐵制火銃百支。簽約當日，朝鮮使團參觀尚工局，見拆分機吞吐打孔紙卷，匠人以算珠帕校準火銃鏜孔，李抐嘆謂︰「我國所謂『格物』，竟不及大明匠人之手藝萬分之一。」回國前，他在《朝鮮工器志》寫下︰「欲保社稷，非附大明工器不可。」其隨身攜帶的鉛制火銃，槍托處已刻上工禾紋與朝鮮王室徽記——這柄火銃日後將成為朝鮮「工器改革」的象征。
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