鸿章上任直隶总督后，还新购进三套洋药碾，新建三所碾药厂，对原有淋硝、磨磺、烧炭等制造问也增添了设备，黑色火药日产提高到900余公斤。这一时期，还兴建了铸铁、熟铁、锯木等厂和新机器房。

1876年，天津机器制造局还设立了电气水雷局，制造海防需要的各种水雷，并培养使用水雷的技术人员。到1877年，产品有：黑色火药、饼药、铜帽、林明敦枪、枪弹、前膛炮弹、后膛镀铅来福炮弹、各式拉火、各式水雷。还生产锵水，轧制铜片和制造机器。1881年，天津机器局开始仿制棉药，经过两年时间，仿制成功。

李经述接管天津机器制造局后，还从英国葛来可力夫工厂购进铸钢机一套，并从格林活厂购进水压机、10吨起重机和车床等设备，筹建炼钢厂，将在美国的天龙武器公司的生产线搬到了天津。

李经述在天津机器制造局发现了中国的第一艘潜水艇后，心里大为高兴，有了建立中国人自己的潜艇部队的打算，这将作为北洋水师的一项重大海防战略。因为李经述明白潜艇将来会在现代海战中发挥重要作用，而且对付英国、法国那样的海军强国，潜艇可以起到四两拨千金的作用，出奇制胜。

李经述察看了这艘天津机器局制成的潜艇，式如橄榄，驶行水底，上有水标及吸气机，可于水底暗送水雷，从外观、构造，到件能、功能，无不反映出近代潜艇的特征和性质，而且这艘潜艇下水试行时“灵捷异常，颇为合用”，于是大喜，让席慕兰在美国重金招聘最优秀的潜艇设计师。

没想到，世界上最优秀的潜艇总设计师、“现代潜艇之父”约翰·霍兰竟然来天龙武器公司应聘了！当时，各国政府对科学家还没有今天这么重视，科学家或其他人才的国际流动很大，服务哪个政府也很自由，这些科学奇才都最为看重的是谁有钱资助他们把想法变成现实，信奉为雇主服务，谁资助他们，他们就为谁工作。

霍兰原本是爱尔兰人，1841年出生在利斯凯纳小镇，父亲曾是英国海岸警卫队的一名雇员，所以霍兰从小就对战舰充满好奇。但中学尚未毕业时，他的父亲不幸病故，年轻的霍兰被迫结束学业，到一所学校担任理科教员，他一边工作，一边设计潜艇。1873年，三十二岁的霍兰辞去教员工作，带着他的潜艇设计图纸到美国寻找机会。1875年，霍兰将建造新型潜艇的计划送交美国海军部。但美国海军对支付5万美金建造的一艘名为“智慧之鲸”的小型手操潜艇的沉没仍然心有余悸。断然拒绝霍兰的计划。

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