那珂湊反射炉
第一炉の煙突が折れて以降、反射炉での大砲鋳造は滞り、藩の軍事訓練場である神勢館(現・水戸市若宮二丁目)に設置された大砲製造所で銅製大砲を鋳造していた。この件に竹下清右衛門は「あてつけがましい」、「鉄山を開く資金に使うべき」と怒りをあらわにした。
1つの炉では大型の大砲を鋳造することが不可能であるため、第二炉の建設が計画されたが、資金調達に苦労し、安政4年2月(1857年2月 - 3月)に斉昭から内帑金(ないどきん)が下賜されて基礎工事が始まった。12月晦日(1858年2月13日)に漆喰を塗り上げて完成し、安政5年1月14日(2月27日)に火入れを行った。第二炉は第一炉と同型ながら、火回りを改良したもので、第一炉の東に置かれた。2つの炉の建設に使用された煉瓦は4万枚に及んだ。
2月11日(3月25日)にモルチール砲3門を同時に、3月16日(4月29日)にはカノン砲1門を鋳込み、3月19日(5月2日)にこれらを柳沢の水車場へ運び、中をくり抜く作業を行った。
文久2年12月(1863年1月 - 2月)、飛田与七が中心となって反射炉の稼働が再開した。最初は失敗したが、12月28日(2月16日)にカノン砲の鋳造に成功、文久3年3月7日(1863年4月24日)に幕府へ納めた。飛田は炉の底に鋳物砂を敷いて嵩上げする、溶解した鉄を鋳型に流すための丸太の樋(とい)を作るなど、反射炉に改良を行った。
順調な再開を迎えた反射炉であったが、元治元年2月(1864年3月 - 4月)のカノン砲数門の鋳込みを最後に、同年3月27日(5月2日)に天狗党(尊王攘夷派)が筑波山で挙兵し、天狗党の乱が開幕した。その波は8月16日(9月16日)に那珂湊に達し、2か月に及ぶ攻防戦の末、天狗党の乱最大の激戦地となった那珂湊は、民家、社寺、その他大半を失う大打撃を被った。この結果、反射炉の煙突は大破、水車場は焼失し、反射炉の歴史はこれにて閉じられた。
反射炉は天狗党の乱で破壊されたが、1882年(明治15年)頃に民間へ払い下げられるまで、現地に残っていた。その後は完全に取り壊され、畑に変化し、一部は茨城県立湊商業学校(現・茨城県立那珂湊高等学校)の敷地に、残りは陸軍省の土地となった。
1936年(昭和11年)、那珂湊商業学校の英語教師・関一は、那珂湊反射炉に関する最初の専門書『烈公の国防と反射炉』を上梓した。『烈公の国防と反射炉』は特に那珂湊の人物である飛田与七について詳述した資料的価値の高い著作であるが、軍国主義の時代を反映し、国防意識を喚起する啓蒙書としての性格を帯びていたため、水戸藩に招かれた3人の技術者のいざこざには全く言及せず、福井仙吉の失職と復帰をめぐる友情物語(後述)を美談として掲載している。
1937年(昭和12年)12月、陸軍省から土地を購入し、那珂湊出身の弁護士・深作貞治(1888年 - 1958年)が私財を投じて吾妻台に反射炉の実物大模型を建設した。模型には那珂湊反射炉で実際に使われた煉瓦が再利用された。反射炉の2つの煙突の間には、東郷平八郎の絶筆である「護国」の字が刻まれた碑が立てられた。平八郎の甥である東郷吉太郎が反射炉研究家であったことが縁となったものである。また関は、模型完成を記念して「反射炉与七の唄」を作詞した。5番まであり、各番の歌い出しが「与七偉いぞ」のこの唄は、飛田家7代目夫妻が与七の墓の後ろに立てた御影石の碑に刻まれている。
1970年(昭和45年)には反射炉模型の前に、ここで造られた大砲の模型が設置された。大砲模型は、愛郷児童館の開館記念に児童委員の稲野辺勝年が設置したものである。