湖北水窯家灣遺址出土陶范的調(diào)查與研究

湖北水窯家灣遺址出土陶范的調(diào)查與研究

2006年3月，范鑄遺址在黃疸區(qū)瑤家灣村發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),窯家灣遺址面積,約有2萬(wàn)平方米。在周?chē)?平方公里的范圍內(nèi),還調(diào)查發(fā)現(xiàn)了同時(shí)代、同性質(zhì)的鑄造作坊遺址3處,有的地方文化層的堆積厚度達(dá)10米多。發(fā)掘9個(gè)方后,取回各種陶范1萬(wàn)多件。從文化層的屬性及共存物看,該遺址的時(shí)代應(yīng)為北宋至明代中期。經(jīng)數(shù)年來(lái)對(duì)該遺址出土陶范的研究,認(rèn)為大多是鑄造容器的范。窯家灣遺址發(fā)掘標(biāo)本的主體是鍋范、鍋芯,型制接近,但尺寸不同,復(fù)原后的成品鍋直徑約從16厘米～64厘米不等,總量占出土遺物總數(shù)量的95%以上。經(jīng)對(duì)陶范表面進(jìn)行化學(xué)成分分析后得知,是鑄造鐵器的范。據(jù)縣志記載,北宋時(shí)因巴河中產(chǎn)鐵沙,當(dāng)?shù)厝嗽诎秃又刑陨碂掕F鑄鍋?？脊耪{(diào)查發(fā)現(xiàn),至今巴河中仍產(chǎn)鐵沙,仍有人淘沙煉鐵。經(jīng)研究認(rèn)定,該遺址為北宋至明代的鑄鐵遺址?，F(xiàn)根據(jù)看到的當(dāng)?shù)剡z址狀況,以及出土陶范的狀況,作如下分析與研究。一、水陶范的焙燒工藝在當(dāng)?shù)氐陌l(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)可以看到,破碎的陶范及相關(guān)陶質(zhì)遺物堆積較厚,深處可達(dá)10米。在方圓10萬(wàn)平方米的農(nóng)田范圍內(nèi),基本是隨處可見(jiàn)到陶范及其與之相關(guān)的遺物。從8個(gè)探方中挑撿回約1萬(wàn)件陶范計(jì)算,只這一處遺址的地下陶范數(shù)量,估計(jì)會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)100萬(wàn)件以上。宏觀(guān)上看,其規(guī)模十分壯觀(guān)。從出土陶范的幾何形狀看,絕大多數(shù)陶范的器形象鍋。又據(jù)縣志記載,當(dāng)?shù)卦诒彼螘r(shí)期大量鑄造鐵鍋,因此,可以將這個(gè)遺址認(rèn)定為一個(gè)大型的古代鑄鐵范鑄遺址。從遺址的文化層堆積看,陶范基本沒(méi)有完整的。從殘存的形狀看,多是用于鑄造圓形如鍋或盆狀的器物。從幾何形狀看,絕大多數(shù)陶范的范面為圓形的凹面,范面基本都存在黑灰層。從基本都有黑灰層看,這些陶范絕大多數(shù)都應(yīng)是澆鑄過(guò)金屬液的陶范殘塊。在山西侯馬、陜西周原、河南殷墟等鑄造遺址中出土的陶范表面,多存在一層黑灰層,說(shuō)明這些陶范是經(jīng)過(guò)了澆鑄的,但這層黑灰層的厚度非常薄,這一現(xiàn)象說(shuō)明,這些范是經(jīng)過(guò)了銅液的一次性澆鑄。而在浠水遺址中出土的陶范,其范面的黑灰層卻較厚,可看到有5mm以上,甚至還有更厚的約10mm,一般最薄的也有2mm。從范的焙燒工藝角度看,如果是在氧化焰的氛圍中燒造,燒成陶范的內(nèi)外面都應(yīng)是紅色。如果是在還原焰的氛圍中燒造,燒成陶范的內(nèi)外面則都應(yīng)是灰色或黑色。浠水出土的陶范型腔面為黑灰色,而范的背面(外面)則全部為紅燒土的本色。這一現(xiàn)象說(shuō)明,浠水陶范剛從窯中焙燒好后取出來(lái)時(shí),其范的型腔面與范的背面都應(yīng)是紅色,但澆鑄過(guò)一次后,范的型腔面就會(huì)成為黑灰色,而范的背面仍然會(huì)保持本來(lái)的顏色。其范面黑灰層能有如此的厚度,說(shuō)明浠水遺址中出土的陶范,絕大多數(shù)是經(jīng)過(guò)了多次澆鑄反復(fù)使用的結(jié)果。在范面可以看到,黑灰層的泥料十分細(xì)密,背面紅色的泥料卻十分粗糙,兩個(gè)面形成了鮮明的對(duì)比。這一現(xiàn)象說(shuō)明,制范時(shí)使用了兩種泥料,即面層使用了細(xì)泥料,背層使用了粗泥料。在陶范的兩個(gè)面,具有兩種完全不同的顏色,范面為黑灰色,范的背面為紅色。新制出泥范時(shí),不可能形成如此大的顏色差異,都應(yīng)是當(dāng)?shù)氐哪嗤辽?。因泥范含有大量的水?經(jīng)陰干后必須在窯內(nèi)進(jìn)行焙燒,焙燒后的陶范應(yīng)該兩個(gè)面都是紅色。一旦進(jìn)行了澆鑄,凡接觸過(guò)鐵液的面就會(huì)變成黑灰色,沒(méi)有接觸到鐵液的背面,始終保持了原來(lái)的紅燒土色。在商周遺址中出土的陶范,其表面黑灰層的厚度都非常薄,幾乎用常規(guī)的量具難以量出厚度。商周青銅器的器形都相對(duì)復(fù)雜,一般是只澆鑄一次后,由于陶范與青銅器之間產(chǎn)生負(fù)壓,取出青銅器后,陶范多破碎了,沒(méi)有機(jī)會(huì)澆鑄第二次。由于多是一次性澆鑄,造成商周陶范表面的黑灰層一般都較薄。而浠水遺址出土的陶范,只要表面留下了黑灰層,其厚度都在數(shù)毫米以上。這一現(xiàn)象在古代的范鑄遺址中是十分少見(jiàn)的,其形成的原因,應(yīng)是反復(fù)澆鑄使用所致。從浠水遺址中出土陶范的范面幾何形狀看,絕大多數(shù)為素面的弧形器,即鍋的形狀,其器形十分簡(jiǎn)單。由于其斜度大,制范后十分容易脫模,澆鑄后的鑄件又十分容易脫范,反復(fù)澆鑄使用是完全有可能的。直至上個(gè)世紀(jì)的七十年代,民間尚有走街串巷的工匠采用“硬型澆鑄”的方法鑄鍋,其型屬于永久性型腔,可反復(fù)使用。在陜西的周原遺址、安陽(yáng)的殷墟遺址、洛陽(yáng)的北窯遺址等這些商周范鑄遺址中出土的陶模及陶范,皆是多種多樣的,特別是在侯馬的鑄銅遺址中,出土陶模陶范的器形及品種更是數(shù)不勝數(shù)。而在浠水遺址中出土陶范的形制,基本全是鑄造鍋形器的范,只是尺寸上的差異。當(dāng)然,在該遺址還見(jiàn)到有其它一些明顯不是鍋型的范,但其數(shù)量較少,大量生產(chǎn)的還應(yīng)該是鍋。因此,鍋是該遺址的主要產(chǎn)品。二、陶范、封規(guī)范、照明、排水工段浠水縣窯家灣遺址除大量出土了具有黑灰層的陶范殘塊外,還出土了有足范、陶拍、澆口范、鐵水堵頭、球形支墊、犁鏵范及一些暫不能識(shí)別用途的陶范遺物。下面,針對(duì)遺址出土與鑄鍋直接相關(guān)的陶范,及一些相關(guān)的遺物進(jìn)行工藝上的分析。1.足模上的不同除有弧形的鍋范外,還出土各不相同的足范,有粗細(xì)長(zhǎng)短之分。圖一為足范中較細(xì)較小的足范,可看到范內(nèi)安置有泥芯,說(shuō)明是要澆鑄空心足。在見(jiàn)到的足范中,多為完整的紅色足范,皆是未澆鑄過(guò)的雙合范。所謂雙合范,即兩塊范對(duì)合成為完整型腔的范。由于足的形狀不是直桶形,是上粗下細(xì)的獸足形,足蹄部位外撇,兩塊范必須是反向?qū)ΨQ(chēng),這就需要在兩個(gè)反向?qū)ΨQ(chēng)的足模上分別制范。在出土的各種陶范中可看到兩種現(xiàn)象,凡沒(méi)有直接與附件如足、耳等連接的陶范殘塊,絕大多數(shù)具有較厚的黑灰層;凡與足范、耳范等附件直接連接的陶范殘塊,皆是沒(méi)有黑灰層的殘塊。從范鑄邏輯而言,凡經(jīng)過(guò)鐵液澆鑄過(guò)的范面,必然會(huì)在范面留下明顯的黑灰層;凡經(jīng)過(guò)鐵液澆鑄過(guò)有足的鍋范,開(kāi)范取鍋后,足范及與足結(jié)合部位的腹部范,都會(huì)破碎而難以保持完整。所以,在我們所看到出土的完整足范中,都是沒(méi)有經(jīng)過(guò)澆鑄的足范,其范面都沒(méi)有留下黑灰層,而都是未經(jīng)過(guò)澆鑄的陶范本身的紅色。2.擋墻堵頭的措施遺址出土了許多用于堵熔爐金門(mén)的堵頭,圓柱形,長(zhǎng)約20多mm,一頭粗一頭細(xì),兩頭為平面。根據(jù)遺址的面積及出土陶范的數(shù)量看,其規(guī)模相當(dāng)大,而鑄鍋的泥范造型相對(duì)簡(jiǎn)單,又是連續(xù)使用,這就要求有相當(dāng)多的熔爐化鐵澆鑄,才能與范鑄規(guī)模相配套。一般而言,熔爐很少有一次性使用的,多是可以進(jìn)行連續(xù)化鐵的熔爐,包括古代也是一樣,其工作的原理是邊化鐵邊放鐵水,只是中途需要將熔爐下面放鐵水的孔堵住。直至今日,一般鑄造廠(chǎng)的三節(jié)爐(小型沖天爐)化鐵時(shí),為防止逐漸熔化的鐵液流出,先將爐下面的放水孔用泥料堵著。當(dāng)需要放鐵水時(shí),再將堵在放水孔中的泥料捅破,使鐵液流出。當(dāng)將鐵液放到適當(dāng)?shù)牧繒r(shí),再用新的泥堵頭將放水孔堵住。正常開(kāi)爐情況下,鑄造廠(chǎng)都會(huì)提前制作出一堆泥堵頭,放在化鐵爐邊隨時(shí)待用。這些堵頭都是一次性使用,一旦堵入放水孔中,堵進(jìn)去的部位就會(huì)被燒結(jié),捅開(kāi)放水孔時(shí),泥堵頭就會(huì)破碎。所以,每開(kāi)爐化鐵必備一堆泥堵頭隨時(shí)待用。古代熔爐的金門(mén),即是現(xiàn)代熔爐的放水孔。在浠水范鑄遺址中出土了相當(dāng)數(shù)量的堵頭,就不足為怪了。由于堵頭使用一次就會(huì)破損,所以,我們?cè)谶z址中看到的堵頭,都是還沒(méi)有使用過(guò)的完好堵頭。圖二是該遺址出土的金門(mén)堵頭,一頭大一頭小形成楔形?？煽吹皆诙骂^的中部糊有一周泥料。當(dāng)鐵被熔煉好后,需要從金門(mén)釋放出來(lái)澆鑄,釋放完或釋放到一定的量時(shí),需要再將金門(mén)堵住。金門(mén)的孔徑不等于堵頭的直徑,金門(mén)的孔徑只會(huì)大于堵頭前端的直徑,小于堵頭后端的直徑,當(dāng)堵頭堵入金門(mén)的孔后,不可能如現(xiàn)代機(jī)械中的公差配合那么嚴(yán)實(shí),應(yīng)有許多縫隙。為防止鐵液流出,最省事也是最有效的方法,就是用稀泥將縫隙糊嚴(yán)實(shí)。所以,在出土的這個(gè)堵頭上糊泥的部位,正是堵熔爐金門(mén)孔的部位。3.范面的修補(bǔ)遺址中出土了相當(dāng)多的陶拍,圓形,直徑約6～8cm不等。圖三為一個(gè)陶拍的兩個(gè)面,可看到左邊是正面為微凸的面,背面有三個(gè)凹坑,人的母指食指及中指正好可以將其捏起來(lái)使用。前面提到該遺址出土的范多屬于可以反復(fù)使用的鍋范,當(dāng)合范鑄鍋時(shí),是范與芯之間的空間為鍋體的型腔,鐵液的澆鑄溫度一般會(huì)在1400℃左右,充型過(guò)程中總會(huì)將范面的個(gè)別部位燒結(jié)。當(dāng)鐵液充滿(mǎn)型腔后,在凝固的過(guò)程中,由于鐵鍋的體積會(huì)出現(xiàn)收縮,會(huì)出現(xiàn)范面的個(gè)別部位被鍋表面帶破。為了可以繼續(xù)澆鑄出無(wú)鑄造缺陷的鍋,就必須將范面被粘破的部位修補(bǔ)完整。修補(bǔ)范面十分簡(jiǎn)單,只需要在破損處敷上一些土料,將敷上的土料壓平與范的弧面平行即可。由于范面是凹形的弧面,這就需要有一種凸形的工具。在遺址中大量出土的陶拍,正適合用于范面的修補(bǔ)。所以,這種陶拍應(yīng)是修補(bǔ)范面破損處最好的實(shí)用工具。4.泥芯的厚度和厚度從青銅時(shí)代至今,凡鑄造空腹器,都需要泥芯來(lái)完成。如青銅時(shí)代的鼎、簋、尊、爵、斝等,皆是靠在范腔內(nèi)安置泥芯來(lái)實(shí)現(xiàn)空腹,又如現(xiàn)代鑄造管狀器、桶狀器、機(jī)械設(shè)備等所有的空腔器,也都需要在砂型中安置泥芯來(lái)完成鑄造。凡鍋皆為空腹,也必須在范腔內(nèi)安置泥芯,才能鑄出空腹的鍋。在遺址中,還出土有幾何形狀類(lèi)似模但也象泥芯的遺物,經(jīng)研究后認(rèn)定,此物應(yīng)為泥芯。從幾何形狀而言,鍋的模與泥芯一樣,其區(qū)別只是在尺寸上的大小。模的尺寸稍大,芯的尺寸稍小。在模上制出范后,范內(nèi)安置的泥芯尺寸必須小于范腔的尺寸,范腔與泥芯的尺寸差,就是鍋的厚度。在圖四中,上面為遺址出土的泥芯(陶質(zhì),習(xí)慣稱(chēng)為泥芯),在兩個(gè)白色箭頭所指之間,是一周芯頭。從上個(gè)世紀(jì)50年代生活過(guò)來(lái)的人們都見(jiàn)到過(guò)鐵鍋,鍋的口沿都是到右邊的箭頭為止,所以,箭頭以外的部位為芯頭。芯頭的作用,是在范包中頂著范的芯座,使得范與芯都得到定位,泥芯就不會(huì)出現(xiàn)偏心,從而保證了鍋的厚度均勻。在芯頭以外的一周,可看到全是破碎了的創(chuàng)傷面,說(shuō)明芯頭以外本有個(gè)分型面被破碎了。下面的線(xiàn)圖,是根據(jù)上面泥芯的幾何形狀繪制的完整泥芯復(fù)原圖。圖中的數(shù)字1為鍋的內(nèi)腔形狀,數(shù)字2為芯頭,數(shù)字3為底平面,同時(shí)又是合范的基準(zhǔn)面。將范的底面落到泥芯的這個(gè)平面上就被平面頂住了,再不可能低于這個(gè)高度,從而保證了范與芯之間的間隙。又有芯頭控制著范的位置,從而保證了范與芯之間的空腔不會(huì)偏心,這就保證了鑄出鍋的厚度均勻。從出土泥芯的幾何形狀看,其芯頭及分型面的設(shè)置,對(duì)于鑄鍋質(zhì)量的保證,是至關(guān)重要的。5.澆口杯補(bǔ)縮在遺址中還出土有專(zhuān)門(mén)制作的澆口杯范,圓形,圓桶狀,上粗下細(xì)似漏斗形,長(zhǎng)約10cm。在青銅時(shí)代及現(xiàn)代的鑄造工藝中,都會(huì)使用澆口杯。使用澆口杯有三個(gè)作用,其一是為了減少范的厚度,其二是提高了金屬液的澆鑄高度,其三是增加了金屬液的補(bǔ)縮壓力。假設(shè)沒(méi)有澆口杯,又需要有足夠的澆鑄高度及補(bǔ)縮壓力,就只有增加范的厚度到要求的厚度。如果范的厚度增加了數(shù)倍,即增加了泥料、增加了重量,又增加了制范時(shí)間,更增加了泥范陰干的時(shí)間及焙燒的時(shí)間,這是一般鑄造工藝設(shè)計(jì)都會(huì)盡量避開(kāi)的工藝。解決這些問(wèn)題最有效的方法,就是制作出澆口杯,澆鑄時(shí),將澆口杯疊壓在陶范的澆口上,就徹底解決了以上的諸多問(wèn)題。所以,從青銅時(shí)代至現(xiàn)代的鑄造工藝中,始終都在使用澆口杯工藝進(jìn)行澆鑄。在澆鑄過(guò)程中,當(dāng)金屬液充滿(mǎn)型腔后,由于金屬液是膨脹過(guò)體積的物體,在凝固過(guò)程中,其體積必然會(huì)還原到?jīng)]有膨脹的體積。當(dāng)將金屬液澆滿(mǎn)型腔時(shí),其體積是膨脹的,是暫時(shí)的,是要收縮的。在不斷收縮過(guò)程中,就需要有更多的金屬液來(lái)進(jìn)行補(bǔ)縮。如果沒(méi)有補(bǔ)縮的來(lái)源,必然會(huì)在鑄件上出現(xiàn)明顯的鑄造缺陷,因鑄件本身必然會(huì)經(jīng)過(guò)收縮過(guò)程。因此,一般都會(huì)將澆口設(shè)置成上粗下細(xì),其目的是叫下面的金屬液先進(jìn)行收縮,上面粗凝固的慢就可以給下面的金屬進(jìn)行補(bǔ)縮。一般鑄件的壁厚尺寸都會(huì)小于澆口的直徑,都會(huì)比澆口先期凝固,由于重力下沉原理,從上向下進(jìn)行補(bǔ)縮,這就是在范外疊壓一個(gè)澆口杯起到的作用與功能。圖五為浠水遺址出土的一個(gè)澆口杯的兩個(gè)面,左邊為澆口杯的上面,右邊為下面?？煽吹?上面的口徑大,下面的口徑小。從上面口沿的破損處可以比較看出,上下兩個(gè)面都是原始的造型面。在澆口杯下面的圈外糊了一層泥料,顯然是為了防止在澆鑄時(shí)金屬液從澆口杯的底部溢出。這種在澆口杯底部糊泥的方法,在至今的鑄造工藝中也仍在使用。6.泥芯的透氣性和澆口杯根據(jù)對(duì)以上遺址出土各種范鑄遺物的分析研究,可以推斷出其鑄鍋的范包結(jié)構(gòu)。對(duì)于鑄造鍋這樣的幾何形狀而言,只需要一個(gè)范扣著一個(gè)泥芯即可澆鑄。鑄造鍋一般都是底朝上在鍋底部的中心設(shè)置澆口,由于鍋外多是圓形且多是素面,其拔模斜度大,不存在范脫不了模的問(wèn)題。所以,造型時(shí)多是只用一塊范,就可將整個(gè)鍋的外部型腔都造在了范中。而鍋內(nèi)腔的幾何形狀與鍋外部是平行的,鑄造時(shí)是靠泥芯完成鍋內(nèi)腔的形。因此,只需要一個(gè)范及一個(gè)芯的配套組合,就可鑄造出完整的鍋。圖六為復(fù)原的鑄鍋范包結(jié)構(gòu)剖面的推想圖,在圖中,最下面為泥芯,中間為鍋范,最上面為澆口杯。因從出土的泥芯上看到背面并不厚,因此知道泥芯下面為空腔。在現(xiàn)代鑄造工藝中,澆鑄時(shí)講究型腔的透氣性,因現(xiàn)代多用砂料當(dāng)耐火材料,砂型往往含水,而澆鑄時(shí)水份遇到高溫的金屬液就會(huì)立即膨脹體積,根據(jù)溫度的高低,水的體積可從數(shù)倍瞬間膨脹至數(shù)千倍,并將金屬液排齊出型腔,這樣就造成了廢品。因此,鑄造用的型腔是講透氣性的。青銅時(shí)代的鑄造用的是范鑄工藝,是在陶模上夯制出泥范,經(jīng)陰干后,還需要在窯中再經(jīng)約1100以上溫度焙燒成陶范,待冷卻后才能澆鑄。如果說(shuō)只是為了燒干,在300度以?xún)?nèi)就能達(dá)到目的。顯然,燒成陶范的目的是為了徹底脫水,即將范體內(nèi)泥料中的結(jié)晶水全部分解釋放掉,因結(jié)晶水需要在1000度以上才能徹底分解完。在這個(gè)前提下,只要不把陶范燒結(jié),燒得溫度越高及時(shí)間越長(zhǎng),陶范的脫水就越徹底,澆鑄時(shí)的成品率就會(huì)越高。浠水遺址的陶范與青銅時(shí)代的陶范性質(zhì)是一樣的,也是用泥料制的范及芯。所以,浠水遺址的陶范及泥芯也都經(jīng)過(guò)了高溫焙燒。不論是范還是芯,只要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,其厚度越薄越容易被燒透,澆鑄時(shí)的透氣性也越好。所以,浠水鑄鍋的泥芯內(nèi)部為空心就不足為怪了。由于泥芯與范的厚度都較薄,范的厚度不足以澆鑄后的補(bǔ)縮,就需要增加澆鑄的高度。在范的上面加一個(gè)澆口杯,即解決了澆鑄高度,又加大了補(bǔ)縮的壓力。因此,在浠水的鑄鐵遺址中出土的澆口杯,正符合浠水遺址這種較薄的陶范及泥芯的澆鑄工藝使用。這種在范的上面增加澆口杯的方法,早在商周時(shí)期的范鑄工藝中就已經(jīng)在使用。在山西侯馬的東周鑄銅遺址中,就曾出土有專(zhuān)門(mén)制作的澆口杯,其形狀及尺寸,都與浠水出土的澆口杯相近。澆口杯有兩個(gè)作用,其一,在器物的范上開(kāi)設(shè)的澆鑄口一般口徑都不大,澆鑄時(shí)銅液不容易對(duì)得準(zhǔn)確,而澆口杯的口可以盡量加大,以便于澆鑄銅液。其二,由于器物陶范的厚度有限,澆滿(mǎn)后銅液在澆口中的存量有限,不足以補(bǔ)縮,增加澆口杯后,等于提高了銅液的水位,既增加了壓力又增加了銅液的補(bǔ)縮量。所以,在鍋范的外面是有必要增加澆口杯的。7.刮板造型的技術(shù)特點(diǎn)如果說(shuō),鑄造行業(yè)中的工匠都有雕塑的技能,這似乎不大可能。所以,用雕塑的方法來(lái)塑造模具,其可能性不大,采用機(jī)械式的操作方法制模,應(yīng)是一般普通人都可以進(jìn)行操作的。在遺址中出土的范不可能是手工雕塑的,都應(yīng)是從模上翻制出來(lái)的。那么,翻范用的陶模又是怎么制作出來(lái)的呢?任何一種鑄件都有個(gè)從零開(kāi)始制模的過(guò)程,對(duì)于大型鑄鍋遺址而言,其鑄造的鍋型并非一種,更應(yīng)該從制模開(kāi)始。在浠水遺址出土的模、范及芯的表面,都能看到與口沿平行規(guī)整的弦紋,說(shuō)明這些弦紋是車(chē)出來(lái)的,不是靠手工雕塑出來(lái)的。中國(guó)的青銅范鑄技術(shù),是從更為古老的制陶技術(shù)發(fā)展過(guò)渡而來(lái),并且始終與制陶技術(shù)共存。在制陶技術(shù)中,常有用刮板造型的工藝制造器物。如自古以來(lái)至上個(gè)世紀(jì)的70年代以前制作房上的瓦,就是在一個(gè)木桶外面糊上泥料后,用一個(gè)刮板就可刮出4塊瓦的一個(gè)圓形泥桶,等陰干后摔開(kāi)就成為4塊瓦。刮板技術(shù)不但只用在制瓦上,其應(yīng)用十分廣泛,如制作種花的陶盆、裝糧食的陶甕等,也都是采用了刮板技術(shù)制作而成。在這些產(chǎn)品的表面,也多能找到刮板留下的痕跡。這種刮板技術(shù)在現(xiàn)代的鑄造工藝中,被稱(chēng)之為車(chē)板造型。在浠水遺址中出土陶范表面的弦紋,正是刮板造型時(shí)留下的痕跡,說(shuō)明這里的陶模是采用了刮板技術(shù)制模無(wú)疑。而范表面的弦紋,則是從模上帶出來(lái)的,因模與范本來(lái)就是一個(gè)幾何形狀的傳遞關(guān)系。根據(jù)范的幾何形狀及表面的弦紋,繪制了刮板造型的制模原理推想圖。在圖七中,1為木質(zhì)的刮板,刮板的刮刀形狀,制作成欲制作的鍋形的剖面邊沿的形狀。2為經(jīng)刮板刮出的泥形,即鍋的為模。3為墊板。4為工作臺(tái)。其工作原理,是在工作臺(tái)上放置一個(gè)圓形的墊板,墊板的直徑即是模的直徑,將煉制好的泥料堆在墊板上,用刮板進(jìn)行周而復(fù)始地刮削。由于刮板的底面有工作臺(tái)的面頂著,刮板的形再不可能底下來(lái);又由于有墊板頂著刮板,在刮削泥料的過(guò)程中,刮板也不可能刮到墊板的直徑里面去。因此,不需要在能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的陶車(chē)上進(jìn)行刮削,只需要有一個(gè)平面的板料作為工作臺(tái)就行。不論這個(gè)工作臺(tái)是石質(zhì)還是木質(zhì),都可以順利地進(jìn)行刮模的操作。如果需要刮出弦紋,只需要在制作刮板時(shí),在刀口上多留出或少留出一個(gè)點(diǎn),刮削時(shí)就很容易在泥模的胎上留下規(guī)整的凸弦紋或凹弦紋。8.看模、寫(xiě)范的方法模是陽(yáng)型,是用與制范的,無(wú)法用于澆鑄。范是陰型,是用于澆鑄的型腔。所以,必須用模制作出范才能進(jìn)行鑄造。當(dāng)泥模制作完成后,必須經(jīng)過(guò)陰干及焙燒成為陶模后,才能用于制作呢范。如果不經(jīng)過(guò)燒制,在泥質(zhì)的模上翻范時(shí),當(dāng)泥料敷滿(mǎn)模面后,模表明的泥層會(huì)很快吸入水分而被沾粘,范從模上脫開(kāi)時(shí),會(huì)將沾粘的部位帶下來(lái)而損壞模面。如果只鑄造一件鑄件,就不需要燒成陶模了,制好模后進(jìn)行翻范即可。如果大量鑄造同一鑄件,就需要將模燒成陶質(zhì)模,翻范后就再不需要修整模具。當(dāng)將模燒成陶質(zhì)后,再在模上夯范就不會(huì)出現(xiàn)沾粘現(xiàn)象了。制范本來(lái)就比制模省事得多,又由于鍋的幾何形狀十分簡(jiǎn)單,制范就更顯得容易。只需在模的頂部安置一個(gè)澆鑄口形的圓木棒,用泥料敷在模表面,將澆口形的木棒一起包裹并夯緊實(shí)后,拔出澆口棒時(shí),在范的最高處就會(huì)形成一個(gè)澆鑄口。將范從模上取下來(lái),經(jīng)陰干及焙燒,使范徹底脫水后,配上泥芯就可以用于澆鑄了。仔細(xì)觀(guān)察浠水陶范可以發(fā)現(xiàn),范的表面泥料細(xì)膩,范的背面泥料粗糙,說(shuō)明翻范時(shí)使用了兩種不同的泥料,有面料與背料之分,即面料細(xì)背料粗。范的面層涉及到鑄件表面的光潔度,制范時(shí)是先在模面敷一層十分細(xì)的面料,然后再加入較粗的背料。這種作法與商周時(shí)期范鑄青銅器的工藝中用料是相同的工藝思想,細(xì)的面料是為提高鑄件表面的光潔度,而背料則是為提高范體的透氣性。這就是說(shuō),我們現(xiàn)在只看到了遺址中保存下來(lái)的陶模、陶范,而那些淘洗泥料的工藝過(guò)程,卻是我們無(wú)法看到的。這種面背分料的制作方法,幾乎貫穿著整個(gè)鑄造發(fā)展史,在直至今日的砂型鑄造工藝中也是如此。9.碳酸鐵的制作在浠水遺址中出土的泥芯,如果其表面有黑灰層,說(shuō)明是經(jīng)過(guò)澆鑄的,可確認(rèn)為泥芯。如果其表面沒(méi)有黑灰層,那就既有可能是泥芯又有可能是模,因模與泥芯一樣也是陽(yáng)型,是無(wú)法進(jìn)行澆鑄的,不會(huì)在表面留下黑灰層。當(dāng)然,沒(méi)有澆鑄過(guò)的泥芯表面,也沒(méi)有黑灰層。從鑄造原理來(lái)看,泥芯的幾何形狀應(yīng)與模完全相同,只是其尺寸稍小于模,其尺寸也只是小出了一個(gè)鍋的厚度。關(guān)于古代泥芯的制作工藝,歷來(lái)有幾種說(shuō)法。有學(xué)者認(rèn)為:“分范后母模仍保持原樣,為了使待鑄的器物有一定厚度,需利用原模,在表面刮去一層,使合范后內(nèi)泥范之間產(chǎn)生空隙,此空隙層即為待鑄銅器的厚度。”這種說(shuō)法是將模的表面刮去一層厚度后,模就成為泥芯了,這就是“刮模為芯”。這種觀(guān)點(diǎn)在學(xué)界較為普遍,但卻存在明顯的問(wèn)題。在青銅時(shí)代里鑄制青銅器時(shí),一個(gè)陶?？梢院恢瞥鲈S多套泥范,并非一模只夯制一套范。模也多是分型制模,并非制作成整體的模。如制作九鼎八簋,只需要分別制作一套鼎與簋的分型的模,就可以夯制出九套鼎范及八套簋范,并鑄制出九鼎八簋。如果需要將模刮成芯使用,那就必須制作出九個(gè)一樣的鼎模及八個(gè)一樣的簋模,因一個(gè)模只能供刮一個(gè)芯。且不談這么多模是否能制作得一樣,將陶模表面刮去一層厚度并保持均勻呈光潔的泥芯,也是不可想象的。如果將這種刮模為芯的工藝用在浠水的鑄鍋工藝中,那就意味著鑄造一個(gè)鍋就得費(fèi)掉一個(gè)模,這也一樣是不可想象的。因此,不論青銅時(shí)代還是宋代,只要鑄造兩件以上一樣的鑄件,就不可能采用這種“刮模為芯”的方法制作泥芯。浠水的鑄鐵遺址是個(gè)大型遺址,當(dāng)年鑄出一樣鍋的數(shù)量,至少是以萬(wàn)計(jì)的,就更不可能“刮模為芯”了。觀(guān)察浠水出土的泥芯表面,沒(méi)有留下刮削過(guò)的痕跡,說(shuō)明其芯不是通過(guò)刮削得到的?？煽吹狡浔砻鎸虞^為光潔,屬于夯型面,應(yīng)是用泥料填入芯盒中夯制出來(lái)的。在光潔的夯型面上一旦被刮削,就會(huì)留下明顯的刮削痕跡。如果進(jìn)行修整,又會(huì)留下修整的痕跡,再也不是原始的夯型面了。不論模、范還是芯,只要表面經(jīng)過(guò)了刮削或修整,都會(huì)留下明顯的修理痕跡,使人較容易判別。因此可以認(rèn)定,浠水出土的泥芯是在芯盒中填入泥料夯實(shí)而成的。當(dāng)用刮板制作出模后,模即可以用于制范,又可用于制芯。當(dāng)制好的模經(jīng)過(guò)陰干,焙燒成為陶模后,將煉制好的泥料敷到模的表面夯實(shí),揭開(kāi)后就是泥范。因在同一個(gè)陶模上可以夯制出許多泥范,將一個(gè)泥范當(dāng)芯盒,即在這個(gè)泥范的內(nèi)腔中貼一層泥片,泥片的厚度即是鍋的厚度,再經(jīng)陰干及焙燒后就成為制芯的芯盒。將泥料填入這個(gè)芯盒內(nèi)夯實(shí),取出來(lái)即是泥芯。這種制作泥芯的方法,筆者在30年前的小型工件的復(fù)制鑄造工藝中,還常在采用。由于這種制作方法簡(jiǎn)單易行,人人都能操作,省去了制作芯盒的成本與工時(shí),常被鑄造業(yè)使用。三、青銅器和生產(chǎn)工具中國(guó)自古以來(lái)就是農(nóng)業(yè)大國(guó),古代社會(huì)主要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源是各種農(nóng)作物,而犁鏵則是農(nóng)民賴(lài)以生存的生產(chǎn)工具。現(xiàn)在的農(nóng)田已經(jīng)多在用機(jī)械進(jìn)行翻地、播種、收割等操作,而自古以來(lái)直到上世紀(jì)的50年代,中國(guó)的大多數(shù)地區(qū)還在使用鐵質(zhì)農(nóng)具進(jìn)行人工作業(yè)。在青銅時(shí)代里,人們尚且用銅鑄造各種農(nóng)具,李京華先生指出,“在龍山文化中晚期已具有鑄造銅農(nóng)具的技術(shù)能力。”從河南及湖北的考古情況看,早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已經(jīng)用鐵鑄造農(nóng)具了。進(jìn)入鐵器時(shí)代以來(lái),各地都用生鐵鑄造了大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具。如河南的漢代南陽(yáng)郡是冶鐵基地,為各縣提供較充足的鐵器,如犁、鏵、鋤等,推動(dòng)周邊各縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在窯家灣的鑄鐵遺址中,除出土大量的容器范外,還出土有犁鏵范。圖八是該遺址出土的陶范,可看出是一個(gè)犁鏵范的殘塊。犁鏵范的出土,打破了該遺址專(zhuān)門(mén)鑄鍋的性質(zhì),也符合歷史的實(shí)際。因?yàn)閱我坏漠a(chǎn)品很難維持長(zhǎng)期大量的生產(chǎn),兼鑄生產(chǎn)工具應(yīng)是該鑄造遺址的職能。從上述漢代的鑄造遺址看,都存在相同的社會(huì)職能。因此,在窯家灣鑄造遺址中出土犁鏵范,應(yīng)當(dāng)是正常的。四、凸顯的幾何形狀在浠水窯家灣的鑄鐵遺址中,還出土有大量無(wú)法確認(rèn)器型的殘范。今選一個(gè)較完整的范進(jìn)行討論。出土有圓筒式范一件,此范為燒過(guò)的陶質(zhì)(圖九)。從圖9中可以看到,此范為一頭口徑大一頭口徑小,底部的孔屬于殘破,原來(lái)應(yīng)該是沒(méi)有孔的。中間既沒(méi)有縱向合范的縫隙,亦沒(méi)有橫向合范的縫隙。在此范的內(nèi)腔中,可看到有三級(jí)不等的直徑,在內(nèi)辟表面,有約28圈完整的凸弦紋。從范腔內(nèi)留下的這些痕跡及幾何形狀看,此范沒(méi)有可能從模上翻制,而是在陶車(chē)上如車(chē)陶瓷泥坯一樣車(chē)削而成的。在此范的范腔內(nèi)壁,可看到有對(duì)稱(chēng)兩處耳孔,在此范的外面,可看到有耳范被鑲到與耳孔對(duì)應(yīng)的部位,外面用泥料將耳范包糊。與兩耳呈垂直的部位,亦有對(duì)稱(chēng)兩個(gè)大孔,范的外面亦有類(lèi)似足形的范被泥料所包糊。此范還應(yīng)該有一個(gè)泥芯和頂范或者底范合成范包,才能澆鑄出器物。但從此范的幾何形狀,還看不出此范澆鑄后的鑄件是什么用途。如這種沒(méi)有模、沒(méi)有分型、并在范內(nèi)壁上挖孔嵌附件范的制作方法,是很少見(jiàn)到的。兩個(gè)與之配套的附件范都有各自不同的幾何形狀,并不是圓形,必須從模上翻制,而從圓筒范與鑲嵌附件范的配合中我們應(yīng)當(dāng)看到,不可能專(zhuān)門(mén)為圓筒范制作配套的耳模及配套的類(lèi)似足形的模,因?yàn)檫B作為主體的圓筒范都沒(méi)有制作模具,這兩種形狀的附件范都應(yīng)該是該遺址大量使用的范,都應(yīng)該有各自固定的模。而此圓筒范則是根據(jù)現(xiàn)有的附件范設(shè)計(jì)制作的圓筒范。這些問(wèn)題都說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題,即該遺址應(yīng)當(dāng)是一處大型的鑄造遺址。因?yàn)橹挥性诖蟮蔫T造遺址中,才會(huì)有各種各樣的附件模及附件范可供互換使用。五、水陶范能否是鑄銅的陶范?在中國(guó)北方,有不少商周的范鑄遺址,經(jīng)科學(xué)發(fā)掘,出土了大量的陶模、陶范、泥芯等鑄造遺物。這些遺址多是鑄銅的遺址,出土的陶范除可看到青銅器的器形外,與浠水陶范相同的,就是表面都具有黑灰層。在鑄銅的陶范表面黑灰層的化學(xué)成分中,都存在Sn與大量的Pb,這是從國(guó)內(nèi)外學(xué)界對(duì)各遺址出土陶范黑灰層的化學(xué)成分分析中得到的常識(shí)。鑄銅的陶范黑灰層還有一個(gè)共同明顯的特征,就是黑灰層都非常薄。浠水的陶范表明黑灰層十分厚。這一反?，F(xiàn)象,說(shuō)明浠水陶范可能不是鑄銅的陶范,其性質(zhì)很可能為鑄鐵。為證實(shí)鑄鐵范之間的共性,我們做了鑄鐵范的模擬試驗(yàn)。我們用當(dāng)?shù)氐哪嗔现瞥商辗逗?采用了牌號(hào)為HT20-40的灰鐵澆鑄了一個(gè)圓鐵餅,將澆鑄后的陶范與出土的陶范都做了化學(xué)成分的檢測(cè)?；瘜W(xué)成分檢測(cè)表為北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所做的化學(xué)成分分析,浠水陶范與模擬試驗(yàn)的陶范表面都沒(méi)有測(cè)到Pb與Sn,首先可以說(shuō)明被測(cè)的陶范不是澆鑄銅器的范。范表面的Si及A1,屬于泥料中的正常元素,Ca及S屬于在埋藏環(huán)境中常容易聚合又容易流失的不穩(wěn)定元素,而含F(xiàn)e14.1%則應(yīng)是澆鑄帶來(lái)的成分,不可能來(lái)自泥土中。所以,浠水的陶范可以認(rèn)定為鑄鐵的范。從化學(xué)成分檢測(cè)表中可以看到,模擬試驗(yàn)的陶范表面含鐵量也在12%以上,其它成分的變化率與浠水的陶范接近,完全不同與鑄銅的陶范。因此,從模擬試驗(yàn)的角度看,浠水陶范也應(yīng)是鑄鐵的范無(wú)疑。六、分型制模、分模制范及分型嵌范的應(yīng)用除上述陶范鑄造普通的鍋外,浠水遺址還鑄造帶有三足的鍋。如前述不但出土了足范,而且還存在大小及形狀各不相同的幾種足范。在圖一中就有兩種不同的足范,可以看到,足范是由兩塊對(duì)開(kāi)的陶范組成,說(shuō)明足范是單另制模制的范,與鍋范不在同一模上制出。如果與鍋同時(shí)鑄造成一件整體,就必須采用分型制模、分模制范及分型嵌范技術(shù)。所謂“分型制?！?是指將一個(gè)完整器物的型分開(kāi)制模的工藝技術(shù)。如鑄制一個(gè)鼎,將鼎的腹部足部及耳部都分別制模,是將鼎的型分開(kāi)制模,這就屬于分型制模。在分別制的模上制范,就屬于分模制范。分型嵌范是指先在分開(kāi)制的模上制出器物附件的范后,再將附件范安置在器物的主體模上,加入泥料將附件范與主體范夯成了整塊的范的一種工藝技術(shù)。這樣制作的范解決了一些附件無(wú)法脫模的問(wèn)題。顯然,浠水帶足的鍋是采用了這些范鑄中的工藝技術(shù)。在圖一〇中的足范雖然是與鍋范為整體的范,從黑色箭頭所指之處可以看到,足范的頂端與鍋范的腹腔為同一個(gè)平面,但在足的型腔內(nèi)可以看到有一條明顯對(duì)合縫的痕跡,而在足范的外面卻是無(wú)縫的完整范。在一個(gè)模的前提下正常造型制范,是不可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象的。前面講到鍋的幾何形狀十分簡(jiǎn)單,范應(yīng)為一個(gè)整范,沒(méi)有必要分型,也就不會(huì)出現(xiàn)范縫。足范的內(nèi)腔有明顯的范縫,說(shuō)明足范是單另制作的,與鍋的主體范不是同一個(gè)模。這些現(xiàn)象說(shuō)明,帶足的鍋范是采用了分型制模、分模制范及分型嵌范的工藝技術(shù)。其具體的操作,是先分別制成鍋模與足模,在足模上先制作出足范,待陰干一段時(shí)間使足范有了一定的強(qiáng)度,將三套提前對(duì)合好了的足范安置在鍋模的相應(yīng)部位,加入泥料將足范包裹連同制作鍋范一次夯實(shí),即成為帶有三個(gè)足的鍋范了。這樣制作鍋范有諸多的好處,其一,分型制模即分別制作模具,都變得簡(jiǎn)單化而容易操作;其二,制鍋范時(shí)是帶足還是不帶足,自由選擇性強(qiáng);其三,鍋有大小,足亦有大小,鍋與足大小的互換配套操作十分方便等等。這種分型制模、分型嵌范的工藝操作方式,對(duì)于一個(gè)大型的鑄鍋?zhàn)鞣欢?應(yīng)是十分有利于市場(chǎng)運(yùn)作的。七、范面為泥面的芯座在前面的論述中,講到的泥芯上存在芯頭,范面存在芯座,合范后,是范面的芯座卡住泥芯的芯頭,使得泥芯被固定在范包中。由于泥芯的尺寸小與范腔的尺寸,范與芯之間保持著均勻的間隙。這個(gè)問(wèn)題既有青銅時(shí)代的考古依據(jù),同時(shí)又有本遺址出土實(shí)物的考古依據(jù)。1.范口的黑灰層在圖一一中,圖左邊的陶范是河南殷墟出土的,從形制看很象是一個(gè)青銅簋的范?？煽吹絻蓚€(gè)白色箭頭所指之處的尺寸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一般正常青銅容器的口沿尺寸。因此,這不可能是青銅器的口沿,這就是用來(lái)夾泥芯的芯座。在模上設(shè)置芯頭的工藝,在古今的鑄造工藝中一直普遍在應(yīng)用,并非宋代的發(fā)明,在商代早期的范鑄工藝中,已經(jīng)采用了這種工藝技術(shù)。圖右邊為浠水遺址出土的陶范,白色箭頭所指之處,是一周轉(zhuǎn)折的棱角部位,從棱角以外到邊沿,可看到范的這一部位屬于造型面,保持了紅燒土的本色,但在下面的型腔表面,卻有一層較厚的黑灰層。這一現(xiàn)象說(shuō)明,黑灰層是經(jīng)過(guò)了鐵液的多次充型,而黑灰層以外的口沿部位,沒(méi)有接觸過(guò)鐵液,始終保持了紅燒土的本色?？谘氐倪@一部位沒(méi)有形成黑灰層的原因只有一種可能,那就是鐵液流不到此處。在充型時(shí),鐵液是無(wú)孔不入的,哪里有空腔鐵液就會(huì)流到哪里?？梢钥吹綇目谘叵旅娴霓D(zhuǎn)折處截然分開(kāi)了兩種顏色,說(shuō)明范口沿沒(méi)有黑灰層的部位為芯座,合范時(shí),范的芯座緊緊夾著泥芯的芯頭,芯頭與芯座之間的縫隙,不足以流入鐵液。因此,造成了現(xiàn)在我們看到的現(xiàn)象。一般而言,只要有一點(diǎn)點(diǎn)縫隙,鐵液就會(huì)流入的,鐵液在澆鑄時(shí)的充型性能遠(yuǎn)比銅液好。這塊范的芯頭處沒(méi)有留下一點(diǎn)鐵液充型的痕跡,說(shuō)明這塊范與泥芯的配合十分嚴(yán)密。2.水陶范的一般應(yīng)因原理所發(fā)生的矛盾環(huán)在先秦諸多的范鑄遺址中出土的陶范表面,凡是澆鑄過(guò)的范,皆可看到有一層黑灰層。這層黑灰層都十分薄,稍微被刮就會(huì)被刮透,其原因是先秦陶范多是一次性澆鑄所致。而在浠水遺址中出土的陶范,其范面的黑會(huì)層皆較厚,不是輕易刮得透的。黑灰層厚度的形成,取決與受鐵液高溫沖擊時(shí)間的長(zhǎng)短。當(dāng)鐵液充滿(mǎn)型腔時(shí),由于范溫與鐵液之間存在巨大的溫差,又由于鑄件的壁厚較薄,鐵液會(huì)在約10分鐘的時(shí)間內(nèi)凝固成為固態(tài),同時(shí)也在不斷地降溫?，F(xiàn)代工業(yè)中將400度以下稱(chēng)為低溫,對(duì)于薄壁件而言,從鐵液進(jìn)入型腔到溫度降到低溫,一般要不了10分鐘,而低溫對(duì)范面不能造成改變顏色。陶范本有著較好的高溫性能,輕易不會(huì)被低溫改變表面的顏色。表面黑灰成的形成,是由于金屬與陶范表面發(fā)生了分子遷移。對(duì)于一次澆鑄而言,其分子遷移的速度及數(shù)量都是有限的,不會(huì)形成浠水陶范這么厚的黑灰層。所以,我們認(rèn)為浠水陶范多是經(jīng)過(guò)了反復(fù)澆鑄所致。圖一二是浠水遺址中出土的一塊小型鍋陶范的正背兩個(gè)面,其范面的幾何形狀,酷似漢代的焦斗?？煽吹椒睹婢哂屑s2mm厚的黑灰層,說(shuō)明這塊陶范曾經(jīng)過(guò)多次澆鑄。白色箭頭所指之處,可看到有一條明顯的裂紋,在右邊的圖中,可看到白色箭頭所指之處,是同一條裂紋裂透到了背面,但被后來(lái)糊上的泥料所蓋住,后糊的泥料是完整的,表面沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)裂,并又被燒制成了陶質(zhì),呈現(xiàn)了紅燒土的顏色。后糊泥的目的較為明確,是為了將裂紋固定好,使其不致散落或繼續(xù)再開(kāi)裂。十分明顯,這樣操作的目的,是為了達(dá)到將這塊陶范能夠反復(fù)使用的目的。3.足范的安裝部位和外部環(huán)境分型嵌范技術(shù),在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的青銅器上常能見(jiàn)到。如鼎蓋上的捉手、編鐘上的乳釘、戰(zhàn)國(guó)鏡的鈕等等,多是采用的這種工藝技術(shù)。這種技術(shù)的具體操作,是先分別制作出局部的模如捉手模乳釘模等,并將其制作成局部的范,如捉手范、乳釘范等附件范,將附件范安置在住體模上加入泥料再夯成整體范。發(fā)明這種工藝的目的,是為解決那些無(wú)法脫模的附件。在浠水遺址鑄的鍋中有帶三足的鍋,如果將這種鍋形制作成整模,夯范后也脫不了模。所以,足作為附件也延用了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的范鑄工藝,采用分型嵌范工藝鑄足。圖一三為浠水遺址出土的另一個(gè)鍋范與足范的結(jié)合部位,在四個(gè)黑白箭頭所指之處,可以分別說(shuō)明四個(gè)問(wèn)題。上面的黑色箭頭所指之處,有一條明顯的縫隙,這是因?yàn)樽惴妒怯勺笥覂蓧K范對(duì)合而成的,這縫隙鑄后留在鑄件上的痕跡就是范痕。這條范痕說(shuō)明,足范與鍋的主題范不可能在同一模上夯成,足是先單另夯制的。上面的白色箭頭所指之處,可看到有較厚的黑灰層,并且黑灰層是疊壓在足范的口沿面上,說(shuō)明此范經(jīng)過(guò)了多次澆鑄后才又安裝的足范。下面的白色箭頭所指之處,可看到主體范與足范之間是十分緊密的,沒(méi)有縫隙。如果說(shuō),在主體范上挖個(gè)孔將足范嵌入,其縫隙應(yīng)該較為明確。而目前足范與主體范如此緊密的配合,說(shuō)明是采用了分型嵌范工藝的結(jié)果,即在主體范上挖出個(gè)稍大一些的孔,再填入泥料一點(diǎn)點(diǎn)夯緊實(shí)的。下面的黑色箭頭所指之處,可看到一大片碎草桿的痕跡,說(shuō)明主體范的泥料里加入了大量的碎草桿。在范料中加入碎草桿的目的,是為了防止范體出現(xiàn)裂逢。如果經(jīng)過(guò)了整體烘范工藝,范體中的碎草桿應(yīng)該呈現(xiàn)黑色?，F(xiàn)在看到的是碎草桿的痕跡雖然清楚,但與范體其它部位的顏色一致,說(shuō)明這些含有碎草桿的部位沒(méi)有經(jīng)過(guò)烘范,應(yīng)是澆鑄前臨時(shí)糊上去的泥料。這樣看來(lái),浠水遺址鑄造有足的鍋至少有兩種制范方法,一種是直接在模上采用分型嵌范的方法夯制鍋范,另一種則是在多次使用過(guò)的范體上開(kāi)口加入足范。綜合以上分析可以認(rèn)為,此范的足是后加上去的,是在范的底部安裝足的部位挖出孔,再將足范定準(zhǔn)位置后,加泥料夯成整體范待鑄。因?yàn)榉睹孑^厚的黑灰層說(shuō)明此范經(jīng)過(guò)的多次澆鑄,而足的內(nèi)墻卻沒(méi)有黑灰層,說(shuō)明這個(gè)足范沒(méi)有經(jīng)過(guò)澆鑄,是臨時(shí)安裝上去的。如這樣帶足的范一但澆鑄后,在脫掉鑄件時(shí),足范必然會(huì)破損,不然足無(wú)法脫出。主體范是否也隨之破損?還需要進(jìn)一步研究。從這塊主體范的現(xiàn)象看,也應(yīng)被破損,因?yàn)閺淖憧诘膬A斜度可知,足不是直立的而是向外撇的,那么三個(gè)足都會(huì)同樣向外撇,即使鑄后先將足范掏掉,主體范上三個(gè)孔的距離,會(huì)小于三個(gè)足最大處三個(gè)點(diǎn)的距離。4.澆口杯澆鑄青銅的量表在現(xiàn)代鑄造中,也常使用澆口杯。只要型腔沒(méi)有足夠的厚度,就需要設(shè)置澆口杯,用于在型腔以外補(bǔ)充壓力及補(bǔ)充金屬液。圖一四是山西侯馬東周時(shí)期的鑄銅遺址出土的澆口杯,可看到上面的澆鑄口是長(zhǎng)圓形,下面的進(jìn)水口小是長(zhǎng)條形。因這個(gè)澆口杯是澆鑄青銅器用的,一般青銅器的壁都較薄,所以下面的進(jìn)水口多是長(zhǎng)條形。上面設(shè)置的大口,一是為了澆鑄銅液時(shí)容易對(duì)準(zhǔn)口,二是口徑大了儲(chǔ)存的銅液多,可起到補(bǔ)縮的作用。這個(gè)澆口杯的幾何形狀與浠水遺址的澆口杯雖然不一樣,但它們的功用及性能卻是一樣的。八、分型嵌范的應(yīng)用浠水鑄鍋陶范的工藝技術(shù),是延用數(shù)千年來(lái)逐步發(fā)展而來(lái)的工藝技術(shù),屬于中國(guó)傳統(tǒng)范鑄技術(shù)的延續(xù),并非浠水地區(qū)的發(fā)明。如鍋?zhàn)愕姆中颓斗都夹g(shù),就是繼承了青銅時(shí)代的范鑄工藝技術(shù)。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期鑄造青銅器時(shí),就大量采用了這種工藝技術(shù)。如戰(zhàn)國(guó)時(shí)期有許多編鐘的兩個(gè)面都具有較長(zhǎng)的乳釘,這些乳釘都與鐘表面呈垂直狀態(tài)形成倒八字形,如果在這樣的模上翻范,從鑄造的造型原理上講,會(huì)由于模上的乳釘呈現(xiàn)了倒拔模的狀態(tài),會(huì)使得夯實(shí)后的泥范無(wú)法脫模。在這種幾何形狀的設(shè)計(jì)前提下,為達(dá)到目的,春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的先民發(fā)明了分型嵌范技術(shù),解決了這種幾何形狀的鑄件在模上制范后無(wú)法脫模的問(wèn)題。圖一五中的范,是在河南的一個(gè)范鑄遺址中發(fā)掘出土春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期一塊編鐘范的殘件,可以看到范表面有一層黑灰層,說(shuō)明此范曾澆鑄過(guò)編鐘。在此范的范面,共有九個(gè)乳釘紋分為三排,白色箭頭所指之處,可看到中間一排最左邊一個(gè)乳釘紋是完整的、獨(dú)立的、方形的枚范,被嵌入在這塊編鐘范中。其實(shí)在這塊范中,九個(gè)乳釘紋都是完整的、獨(dú)立的、方形的枚范。如果說(shuō),提前制作好了一批枚范,然后在鐘范的范面挖出方形的凹坑,將這些制作好的方形枚范一個(gè)個(gè)嵌入到鐘范的范面,并嵌得如此規(guī)整,這是手工不可能做到的。出土的這塊編鐘范是因在埋藏環(huán)境中受到擠壓,枚范與鐘體范之間開(kāi)裂產(chǎn)生縫隙,我們才能看得見(jiàn)枚范是單獨(dú)制作的。如果此范沒(méi)有受到擠壓,其范面就很可能沒(méi)有縫隙。在同時(shí)期的山西侯馬東周鑄銅遺址中,出土有單個(gè)的枚模,可以用于制作單個(gè)的枚范,并且在其它一些范鑄遺址中,也出土有制作方法完全相同的鐘范。其具體的制作方法,是先在枚模上翻出許多枚的單個(gè)范,講枚范安置在鐘模的相應(yīng)部位,加入泥料夯成整塊的鐘范,這樣就不存在脫不了模的問(wèn)題了,在翻出的范面上,自然存在枚的型腔。浠水帶足的鍋范,也是先翻制出足范,將足范安置在鍋的模上的相應(yīng)部位,加入泥料夯成鍋的整體范,也就不存在由于三個(gè)足都外撇而脫不了模的問(wèn)題了。浠水的這種翻范的制作方法,與戰(zhàn)國(guó)時(shí)期鑄造編鐘的翻范方法,從技術(shù)上看是一脈相承。在侯馬的鑄銅遺址中還出土有一些足的單個(gè)模,與足模相對(duì)應(yīng)的足范也出土了有相當(dāng)?shù)臄?shù)量。在浠水遺址中,亦出土有相當(dāng)數(shù)量的足范,這種足范的制模及制范工藝的設(shè)計(jì)思想與操作的工藝,無(wú)疑源于春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的青銅范鑄工藝技術(shù)之中。九、從傳統(tǒng)工藝到硬模鑄造的歷史演變中國(guó)的范鑄技術(shù)從新石器時(shí)代開(kāi)始,經(jīng)過(guò)了夏商周三代的延綿發(fā)展,至戰(zhàn)國(guó)晚期青銅時(shí)代結(jié)束,這之間經(jīng)歷了數(shù)千年的技術(shù)發(fā)展。從新石器時(shí)代最簡(jiǎn)單的單合范鑄造,到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期復(fù)雜的分鑄組裝,從各個(gè)歷史時(shí)期的青銅器表面留下的鑄造痕跡中,都可看到各種范鑄工藝的特征。除此之外,在商至戰(zhàn)國(guó)的范鑄遺址出土的陶范中,也可看到范鑄工藝的發(fā)展過(guò)程。戰(zhàn)國(guó)以后隨著青銅時(shí)代的結(jié)束,大批量青銅器的鑄造基本結(jié)束。西漢以后天下一統(tǒng),國(guó)家再不需要大規(guī)模的軍事用銅,鑄銅的范鑄工藝多應(yīng)用于鑄錢(qián)與鑄鏡,其目的是為了發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)。因此,西漢以后范鑄工藝技術(shù)在快速退化,那些復(fù)雜的多合范的鑄造工藝已進(jìn)入歷史而離我們?cè)饺ピ竭h(yuǎn),一些器形十分簡(jiǎn)單的小體積鑄件如錢(qián)與鏡等,則成為主要的鑄造對(duì)象而得到了技術(shù)上的再發(fā)展。因此,在河南發(fā)掘漢代范鑄遺址出土的范中,多為鑄造鐵質(zhì)工具如犁鏵、馬扣、鐵錘等的陶范甚至鐵范。由于受鑄件器形的簡(jiǎn)單化及品種數(shù)量少的限制,范鑄工藝技術(shù)在戰(zhàn)國(guó)的基礎(chǔ)上急速衰退,除發(fā)展了疊鑄技術(shù)外,幾乎再?zèng)]有創(chuàng)新。泉界認(rèn)為,鑄錢(qián)工藝采用范鑄技術(shù)至六朝,以后就逐漸采用了砂型鑄錢(qián),因唐初的開(kāi)元通寶錢(qián)已明顯為砂型鑄造了。不但如此,發(fā)掘出土唐代早期的4個(gè)永濟(jì)鐵牛,一個(gè)單件就重達(dá)50～70噸,其體積龐大,從制范、修范、烘范、合范等工藝看,也都明顯是范鑄工藝難以操作的。從鑄鏡的工藝看,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期規(guī)范了鑄鏡工藝后,歷經(jīng)兩漢、三國(guó)至隋唐,始終采用了范鑄工藝。到唐代晚期,銅鏡質(zhì)量明顯越來(lái)越差。從各地出土的銅鏡看,北宋還在采用范鑄工藝鑄鏡,而在南宋的銅鏡中,已基本再見(jiàn)不到范鑄工藝的痕跡了。至此,范鑄工藝技術(shù)在中國(guó)鑄造行業(yè)的應(yīng)用,基本已退出了主流工藝。浠水遺址鑄鍋屬于地方特色產(chǎn)品,采用當(dāng)時(shí)的范鑄工藝鑄鍋,應(yīng)該是當(dāng)時(shí)唯一的選擇。唐代以前就已經(jīng)有了砂型鑄造工藝,砂型是用型砂造型,其型腔屬于含水較大的濕型,澆鑄后需要打破型腔取出鑄件,其工藝也較簡(jiǎn)單。但是,砂型鑄造的鑄件表面光潔度達(dá)不到我們?nèi)粘３床说囊?需要進(jìn)行鑄后的表面加工。但由于鍋是采用了白口鐵鑄造,沒(méi)有加工性能,所以,不適宜砂型鑄造。直至上個(gè)世紀(jì),鑄鍋還一直采用了一種被鑄造界稱(chēng)之為“硬模鑄造”的工藝,這種工藝界于范鑄工藝與砂型鑄造工藝之間,屬于干型鑄造。之所以沒(méi)有采用砂型鑄造,而采用硬模鑄造的原因,一是為保證鍋表面的光潔度,二是為了硬模可以反復(fù)使用,從而降低生產(chǎn)成本。這種鑄鍋的“硬模鑄造”工藝技術(shù)是從什么時(shí)候開(kāi)始的,一直沒(méi)有見(jiàn)到文獻(xiàn)的記載?？磥?lái),從傳統(tǒng)的范鑄工藝發(fā)展過(guò)渡到硬模鑄造工藝,當(dāng)是在北宋以后開(kāi)始的。所以,由此可以反推出,宋代采用傳統(tǒng)的范鑄工藝鑄鍋,應(yīng)是歷史的必然。一水鑄遺址的fps從目前出土鑄造的金屬文物看,中國(guó)的鑄造技術(shù)延續(xù)到今天,已有約5000年以上的發(fā)展史。在鑄造工藝技術(shù)發(fā)展中,包括有石范鑄造、陶范鑄造、銅范鑄造、鐵范鑄造、砂型鑄造及熔模鑄造等。數(shù)十年的田野考古中,發(fā)掘了商代至漢代大型的鑄造遺址多處,它們集中在河南、陜西及山西,這些范鑄遺址全部分布在北方黃河流域的廣大地區(qū)。從時(shí)代來(lái)看,早的為商代晚期,晚的有在王莽以后的東漢時(shí)期。因此,以上三省也是中國(guó)青銅器出土量最多的大省。在出土的商周青銅器中,有些青銅器甚至有對(duì)應(yīng)的陶范出土。如殷墟出土了商代的方彝、乳釘紋簋及圓鼎,殷墟的鑄銅遺址亦都分別出土了方彝、乳釘紋簋及圓鼎的陶范。再如山西的侯馬出土了許多青銅器的陶范,同時(shí)山西也出土了與這些陶范器形相對(duì)應(yīng)的青銅器。在上述遺址中,戰(zhàn)國(guó)以前的遺址是以鑄造青銅器為主,漢代以后的遺址是以鑄造錢(qián)幣、銅鏡及工農(nóng)具為主。如殷墟遺址出土的陶模、陶范,代表了中國(guó)商至西周范鑄工藝的最高水平。又如侯馬東周鑄銅遺址及白店鑄銅遺址中出土的陶模、陶范,代表了中國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期范鑄工藝的最高水平。再如河南溫縣的范鑄遺址出土的疊鑄范,以及附近遺址出土的工具范,則代表了漢代以后鑄造各種鐵質(zhì)工具的最高水平。與上述地區(qū)相比,在江南廣大的楚文化地區(qū),亦出土了大量先秦的青銅器,特別是在湖北地區(qū)出土的青銅器尤其為多。如商代盤(pán)龍城遺址出土的青銅器群、擂鼓墩出土的曾侯乙青銅器群、棗陽(yáng)地區(qū)出土的九連墩青銅器群等,毫無(wú)疑問(wèn)都應(yīng)該有相應(yīng)的范鑄遺址進(jìn)行鑄造。但由于在楚地未發(fā)現(xiàn)與鑄造有關(guān)的陶模、陶范,學(xué)界曾有說(shuō)法認(rèn)為盤(pán)龍城的青銅器,是在北方鑄造好后運(yùn)到南方使用的。長(zhǎng)期以來(lái),考古工作者一直盼望著在湖北能發(fā)現(xiàn)商周時(shí)期的范鑄遺址。然而數(shù)十年來(lái),一直未在江南發(fā)現(xiàn)大型的范鑄遺址,只是發(fā)現(xiàn)了多處大型銅礦的采掘及冶煉遺址。浠水窯家灣鑄鐵遺址距離長(zhǎng)江3公里,位于長(zhǎng)江北岸。遺址附近的巴河河床中有大量鐵沙,自古至今,人們一直在巴河中淘鐵沙煉鐵。除此之外,距江南鄂州的程潮鐵礦隔江相望。從地面的遺存堆積及占地面積看,浠水遺址的規(guī)模是巨大的,時(shí)間延續(xù)了數(shù)百年。從工藝技術(shù)看,浠水遺址采用的是商周以來(lái)傳統(tǒng)的范鑄技術(shù)。我們可以透過(guò)浠水的范鑄遺址,看到中國(guó)傳統(tǒng)的范鑄技術(shù),在奴隸社會(huì)中鑄造青銅器,在漢代鑄造國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的錢(qián)幣,及發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的鐵農(nóng)具,中國(guó)古老的范鑄工藝技術(shù),始終與中國(guó)古代社會(huì)的政治經(jīng)濟(jì)緊密相關(guān)。在沒(méi)有新的遺址被發(fā)現(xiàn)以前,浠水大型鑄鐵遺址,可以認(rèn)為是中國(guó)傳統(tǒng)范鑄工藝