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创办“洋炮三局”
李鸿章在上海的军事与外交活动，为他提供了接近西方，就近观察与学习“夷技”的机会，使他日后大力主张制造枪炮。
清王朝凡是在前线与敌军打过仗的军人统帅，都易于接受新式武器。因为在战场上就是要杀敌人、保自己，使用冷兵器的清军远不是持有新式热兵器的英法军队的对手。曾国藩虽没有与外敌交锋，但在长江与太平天国的交战中，体会到洋枪、洋炮的杀伤力远胜于刀矛和土制枪炮。李鸿章到上海后，接触到外国军队，惊叹洋枪洋炮的“神技”，他致书曾国藩说：“其大炮之精纯，子药之细巧，器械之鲜明，队伍之雄整，实非中国所能及。” 在他看来，“中国文武制度事事远出于西人之上，独火器万不能及”。李鸿章在苏浙平定太平天国的过程中，在陆地与西方军队“并肩作战”，对西洋军火的威力有了真切的了解。此外，他在同李秀成部作战的过程中，看到的太平军“专用洋枪，力可及远”，因而坚决主张购买西方武器装备。他加紧练兵练器，购进洋枪洋炮，扩充淮军。抵沪第二年，淮军增加到4万，第三年增至7万，超过湘军成为清军中最精锐的部队。在上海，李鸿章与英国驻军司令及领事经常相往，逐渐熟悉夷务，摸索到一些同洋人打交道的经验，为办洋务、办军工企业做了准备。不过，因为经验和感受的差异，在造船、造炮的选择上，曾国藩偏重于造轮船，李鸿章则偏重造枪炮，视军火为“命脉所在”。
1862年11月，清廷指示各省负责人，要求学习洋人制造火器之法，作为强国强兵之计。李鸿章遵旨于1863年设立了“洋炮三局”。所谓“洋炮三局”，是指由淮军教练、英国人马格里、江海关道丁日昌、总兵韩殿甲主持的三个洋炮局。三局中，只有马格里的炮局设在松江的一座庙里，另两个设在上海。从太平军手中夺回苏州后，该局迁苏州，设在太平天国的纳王府中，改名为苏州炮局。苏州炮局每星期可生产1500至2000发的枪弹和炮弹。阿斯本舰队遗散后，李鸿章买下了舰队留下的设备，包括汽锅、发动机、车床、风扇、熔铁炉、铸型机和造型机等，这些设备全都进了马格里的炮局，使之成为第一个机器生产的近代军事工厂，但是它未能实现规模化生产。上海两个洋炮局设备简陋，未雇洋员，由中国工匠仿照外洋做法，完全采用手工劳动。
李鸿章在回忆洋炮局的创办经过时说，当初之所以办局，是考虑到购买洋器颇费周折，而且购进后虽然会使用，却不知道其构造原理，还是不牢靠。所以，就把淮军军需省下来的开支用来筹办设局，选雇员，仿造前膛兵枪、开花炮之类的武器。李鸿章说：“上海之有制造局自此始。”江南制造局开局时，上海的两个洋炮局并入，成为该局的组成部分。1864年，清军攻陷南京，李鸿章任两江总督，总督府在南京，李便把苏州炮局迁往南京，成为金陵机器局的前身。设在上海的两个洋炮局则于1865年并入初创的江南制造局，成为它的一个组成部分。
1864年前，洋务派建立的军事工业，仅有安庆内军械所和洋炮三局。这四个军火局所的规模小，生产能力有限，一直到1865年江南机器制造总局创建，之后又陆续创办了金陵机器局（1865年）、福州船政局（1866年）、天津机器局（1867年）等，中国才拥有初具规模的近代军工企业。
上海的经历，使李鸿章与江南制造局的命运息息相关。在漫长的宦海生涯中，他当过两江总督、湖广总督、直隶总督、南洋大臣、北洋大臣，却始终没有放弃对江南制造局的监管。按清例，两江总督兼任制造局督办，可是李鸿章当了直隶总督后，对江南制造局也不肯放手。在江南制造局的历史上，他是任督办职务次数最多（五次）、前后延续时间最长（达36年）的惟一的一位。李鸿章一生对局务可谓“事无巨细、贯彻始终”，而他和曾国藩合作创建江南制造局的历史，在中国近代工业史上，也是一段值得记取的历史。
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