殷墟铸铜遗址主要出土过三种可能跟熔炼、浇注有关的器具,分别是将军盔、熔炉和坩埚,这三种器具在先秦的铸铜遗址中普遍使用。根据我们的研究,将军盔很可能是浇注用的盛铜器具,而熔炉和坩埚是两种熔铜器具,它们都是单独使用的,“坩埚”是小型、敞口式的熔铜器具,熔炉是大型、竖炉式熔铜器具[2]。以下分别论述。
(一)将军盔
刘屿霞曾提出殷代用“将军盔”作为“炼锅”,并假想将军盔支放在木炭堆里,它的约10厘米高的腿可以防止其倾覆,减少传热的接触面,便于浇注时倾倒铜液[3],石璋如也认同这一看法[4]。李济发现有一类壁厚的将军盔最厚处中间有一层细砂质,认为其用于炼铜[5]。巴纳认为将军盔可分为三类,但都是用于熔铜的。李济提及的厚壁的A式隔热较好,在炉子外可以长时间盛铜,可用于浇注;敞口、易于除渣的B式用于金属的精炼;壁较薄的较大的C式可放在炉子里熔铜(图4-1)。将军盔在炉子里除了可能是支放在木炭堆里外(图4-1,E、e),还可能是插在某种支具里(图4-1,D、d)[6]。
图4-1 巴纳设想的(A、B、C)三式将军盔的使用(D、d插在支具里,E、e支放在木炭堆里)[7]
但是,华觉明认为“将军盔”是内部受热较外部为甚,而刘屿霞在文章里提及的带渣将军盔未经检测,无法判断铜渣的性质是熔渣、炼渣还是盛放铜水产生的遗迹。因此,它很可能是盛铜的浇包。金文中的“铸”字字形中间盛放铜液用来浇注的容器就很像“将军盔”。
(二)熔炉
1.坩埚炉的讨论
巴纳曾设想在熔铜炉内放置很大的外热式坩埚(图4-2),埚壁出铜处做得很薄,有管道和窑壁相通,熔化时将管道堵住;铜水化得后,打开管道,用棍捅破埚壁,铜水即泻出供浇注用[8]。
华觉明反对这种假设,他指出这种一捅即破的埚壁在熔化过程中很易熔穿并造成铜液在管道内冻结,偌大的坩埚很难保证合金完全熔融,没有支撑的窑箅也无法承受这么沉重的负荷[9]。
图4-2 巴纳设想的坩埚炉
(a.窑口 b.坩埚口沿 c.坩埚的外壁 d.埚壁剖面 e.窥孔 f.出铜口 g.浇道 h.地坑 i、j.箅孔)
泰利柯特提及已知最早的坩埚炉是以色列阿布马塔遗址铜石并用时期的坩埚炉(图4-3),在以色列提姆纳地区还发现有青铜时代晚期向铁器时代过渡时期的方形石砌坩埚炉[10]。不过,按目前欧洲学者对坩埚的研究和认识,罗马时期以前的坩埚多为内加热式,坩埚壁厚,材质不耐火;而罗马时期开始出现外加热的坩埚,坩埚壁薄,材质耐火,可放置在熔炉中加热。而以色列阿布马塔遗址的坩埚炉时代较早,材质是否能承受住外加热的高温,该坩埚炉的复原是否可信,还有待查找原始资料[11]。
图4-3 在以色列阿布马塔遗址发现的铜石并用时期(公元前3300—前3000年)坩埚炉遗存的复原
殷墟目前发现的坩埚和炉壁都只有内加热的痕迹,因此殷墟并未使用这种坩埚炉。郑州商城出土了大量泥条盘筑的炉壁,还发现了可能是熔铜炉残底的圜底坑,里面发现了坩埚残块,发掘者据此认为是将坩埚放置在熔炉里加热[12],但是郑州商城发现的坩埚残片也都是内加热的,不可能是放置在熔炉里的。
因此,目前没有证据支持殷墟使用过坩埚炉进行熔炼。
2.殷墟出土的熔炉残片(www.xing528.com)
苗圃北地铸铜遗址出土的熔炉残片中,有的内层粘附木炭末和铜渣,还出有熔炉口沿及平底或凹底的炉底残块。有一件炉底残块在与炉壁相交处有一个直径约5厘米的孔洞,有铜水外流痕迹,应是出铜口所在。炉座周围常伴出较多碎木炭和炉壁残块[13]。
孝民屯铸铜遗址出土的熔炉残片,按照炉壁的形状和做法,可分为两种。
一种是如前文述及的土炉式熔炉,建筑在地面上。苗圃北地出土这类熔炉的残块5000多块[14],孝民屯东南地和孝民屯村铸铜遗址各出土3000余块[15],基本上都是熔炉被熔融到报废而拆除废弃的残块,没有发现炉底。它们大多数为草泥炉(图4-4),少数为砂质炉(图4-5)。
图4-4 草泥炉式熔炉残片(左:正面;右:背面)
图4-5 砂质炉式熔炉残片(左:正面;右:背面)
草泥炉多由泥条盘筑的方法制成,少数为堆筑炉。泥条盘筑炉的炉壁由里及外共分三层:炉衬层,基体层,草拌泥层。受热的程度由于加热的位置不同而有较大差异,可以根据其表面烧灼的程度判断它的位置,炉衬表面有少量裂纹或者裂纹稍微熔融的残块多靠近炉口,而炉衬表面陶化层已熔融,且向下流动的残块多数靠近炉底。炉衬多呈浅灰色,熔融部分“发亮”,基体和草泥层多呈黑灰色。有些炉衬已脱落,暴露出基体泥条部分。此类熔炉依其口径的大小,又可分为大型炉(直径1米以上)、中型炉(直径0.5~1米)、小型炉(直径0.5米以下),中型炉居多。大型炉的泥料含砂较高。有的熔炉残片发现有多层炉衬,证明其多次维修和使用。少量炉衬表面粘有铜液和木炭颗粒,有的还有木炭压痕,说明木炭和铜块是放在一起的,属内燃式炉[16]。
图4-6 “中间一条沟槽、两端各有一个坑”的遗迹
(引自石璋如,《殷代的铸铜工艺》,第124页,插图十三)
另一类为土坑式的熔炉。1936年在殷墟发现了中间一条沟槽、两端各有一个坑的遗迹现象(图4-6),石璋如认为西侧的坑就是熔炉,铜液从炉中流出,顺着中间铺垫木炭的沟槽流入东侧坑内安装好的陶范里,这和《天工开物》中槽输熔汁的记载相吻合。但是巴纳有不同看法,他认为中间的沟槽是东深西浅、东宽西窄,故东侧的坑应该是熔炉,西侧的坑放置着陶范。
在苗圃北地铸铜遗址共发现5座土坑式熔炉,形状有圆形和椭圆形两种,直径约1米左右,坑深在0.3-0.59米之间。底部为平底或圜底,在坑壁上平抹有草泥。草泥块大部分脱落在土坑内。草泥块朝里的一面,多被烧流,但不及土坑式熔炉表面烧流道深,光泽也要暗些[17]。
(三)坩埚
在苗圃北地和孝民屯铸铜遗址,普遍发现一种特殊的、表面粘有铜液的熔炉残块,有细砂泥质(图4-7)和粗砂硬陶(图4-8)两种,出土时均为小片,表面内凹,推测呈圆形或者椭圆形。苗圃北地的发掘者认为它属于坩埚类的熔铜工具[18]。此类残片多数有数层衬面,每层衬面均粘有铜液,证明它被多次修缮和使用。炉衬表面与铜液接触部分呈灰绿色,且多已烧成了蜂窝状。基体部分多呈红色。亦属内燃式,背面多为较疏松的红烧土。刘屿霞的论文的第三节“关于炼炉”中提到,殷墟发掘中,常发现许多红烧土碎片上有炼渣,可能就是这种残片。
图4-7 细砂泥质坩埚残片(左:正面;右:背面)
图4-8 粗砂硬陶坩埚残片(左:正面;右:背面)
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