忽必烈戎马半生大风大浪见过的多了，心里一盘算便大概了解，再加上刘整如此诚惶诚恐专门跑来解释，稍作考虑后便没有怪罪此次南宋册封刘整之事，而是好生安慰一番，下令将南宋来的和尚处死，表示对刘整的绝对信任。
涉险过关的刘整回到前线后很快找到了攻克襄阳的诀窍：部将张弘范前来献计：襄阳与樊城分列汉水南北，以往常以浮桥互通互救，樊城小襄阳大，可截断水道后先取樊城，则襄阳不攻自破。
以前元军水师不成型无法攻打浮桥，如今水师已达十万之众，在刘整指挥下，轻松占领樊城南、襄阳北的滩涂之地，两城之间浮桥断绝。接着在南宋咸淳九年、元朝至元十年正月，元军对汉水北岸的樊城率先发起总攻。
樊城规模虽小于襄阳，但城防同样坚固并不好打，元军此前也曾多次攻打樊城没占到什么便宜，但此次发起总攻元军上下志在必得，因为他们搞来了一批新式大规模杀伤性武器-回回炮。
回回炮从本质上来讲属于一种改良型的投石机，之前无论是宋金还是蒙古，攻城用的投石机都是以士兵拉动绳索蓄力为主，能抛出的石炮质量和射程都很有限，但回回炮不一样，在其炮架上有杠杆，杠杆一头放有配重，另一头用来搁置石炮，只要配重放得够重，就能带动足够重的石炮，威力和射程远超原先依靠人力蓄力发射的投石机。
这么先进的武器并非元朝自己发明创造，而是旭烈兀西征的时候在中亚学到的先进技术，旭烈兀跟忽必烈亲兄弟感情深厚，元朝跟伊尔汗国关系一直也都很好，这种大杀器很快便从伊尔汗国传回到了元朝。
南宋咸淳九年、元朝至元十年正月，阿术部将阿里海牙率元军炮兵部队出现在了樊城城下。接着万炮齐发，樊城城墙顷刻间土崩瓦解，元军全面杀入樊城。樊城守将牛富率军拼死抵抗，与元军展开巷战，终因寡不敌众，部将范天顺自缢而死，牛富战斗到最后身负重伤不愿被俘，自焚而死。
樊城守将牛富与吕文焕颇有私交，元军兵临城下之初二人就约定互为唇齿，一城有难另一城务必拼死相救。由于浮桥被元军毁掉，吕文焕在南岸的襄阳眼睁睁看着牛富孤军奋战却无法派兵救援，每天在城墙上远眺樊城战况都要痛哭流涕。
友军越打越少，敌人越打越多，襄阳城眼看着就要守不住，但吕文焕依然不愿意放弃。樊城失陷后阿里海牙带着炮兵部队移师襄阳城下进攻，襄阳坚固的城墙在回回炮的打击下被打开不少缺口伤痕累累，吕文焕率军拼死抢修工事却阻止不了城中涣散的军心，不少宋军连夜逃出城去向元军投降。
仗达到这个份儿上，其实襄阳的失陷只是个时间问题了，但为了减少攻城伤亡，元朝还是希望劝降吕文焕，刘整在阿里海牙第一轮炮击之后亲自骑马来到襄阳城下喊话，劝吕文焕赶紧开城投降，以保此后荣华富贵。
谁来劝降也轮不到一个叛徒来劝降自己，吕文焕看到刘整在城下耀武扬威顿时怒不可遏，招呼城墙上的三弓床弩对准刘整就射，只可惜襄阳守军准头差了点儿，射出去的箭矢偏了偏没把刘整射死，只是给他留了些皮外伤。
敬酒不吃吃罚酒，愤怒的刘整回营之后立即下令攻城，却被阿里海牙拦了下来，提出自己再去劝降试试。
阿里海牙是个维吾尔人，早年曾任忽必烈王府卫士，忽必烈称帝后在河北河南转任多地地方官，能文能武。此次征襄阳刘整是元军两位主帅之一，阿里海牙只是部将，但刘整没敢跟阿里海牙争，因为阿里海牙跟阿术私交很好，而且在忽必烈那里吃得开，刘整得罪不起。
降将总是要低人一等的。
事实证明，领导信任阿里海牙不是没道理的，因为人家确实有两把刷子。来到城下之后，阿里海牙向城头喊话了，说自己奉召前来劝降，你吕文焕据守孤城几年间作战勇猛坚持不投降确实是个忠臣，但时至今日襄阳已经守无可守，为了城中无辜百姓考虑也应开城归顺。只要你吕文焕归顺了，可赦免城中所有军民无罪，所部将士均有犒赏。
蒙古人的打法，只要有一座城池敢抵抗，到最后就是屠城，现在阿里海牙在城下说了奉召劝降赦全城无罪，那说不定能保住自己和部下一命。阿里海牙说完，吕文焕这次没有放箭，开始犹豫了起来，不投降吧，眼看着打不过，投降吧，名节上总归过不去，而且万一元军不守信用又要屠城怎么办？
仿佛是看穿了吕文焕的担心，阿里海牙劝降完之后便从身后掏出箭矢折断。
折箭为盟是游牧民族常用的仪式，少数民族不像汉族套路一箩筐，人家只要跟你折箭了那都是一定会遵守盟约的，吕文焕见阿里海牙都折箭了，最后一丝顾虑也终于打消，于是南宋咸淳九年、元朝至元十年二月，就在樊城陷落的一个月后，吕文焕开城投降，襄阳陷落。
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