三、讨论
（一）殷墟熔铜器具的材料和工艺
以上的分析显示，殷墟出土坩埚和熔炉残块中含较多粉砂和孔隙，粘土较少。这种材质的耐火材料也曾用于制作英国史前和罗马时期的坩埚（图4-16）[23]。霍华德（H.Howard）用薄片岩相法发现一些英国史前时期的坩埚常含60%～80%的石英颗粒，粘土含量较低[24]。由于石英以SiO2为主，纯SiO2的熔点很高（1670 °C），故这种含石英较多的坩埚比较能够耐高温，而且这些石英通过和基体进一步反应在某种程度上形成一种缓冲，可提高熔融相的粘度，保持坩埚的刚性。另外，高粉砂对粘土体积比可以降低坩埚胎体的收缩率，由于基体与石英之间的连接不是很紧密，存在一定的空间，故石英的高温相变导致的体积变化也不会造成问题。不过，这种坩埚粘土粘结力差、强度低[25]，因此由这种高硅的胎体制作的坩埚往往较小。
殷墟出土的坩埚和熔炉的材质与陶范非常相似（图4-17）。就像我们在第二章对陶范材料的分析中指出的，中原地区至迟从二里头时期就已经开始选用经过淘洗的黄土，具有高粉砂、低粘土、高孔隙率等特性的材料制作陶范。这种材料可以降低陶范在干燥和受热过程的收缩率，提高陶范的抗热震性，并助于在浇注过程中从铜液中吸收气体以降低铸件的孔隙率。
图4-16 英国罗马时期坩埚的显微照片
图4-17 殷墟陶范的显微照片
由此可见，殷墟制作熔炉和坩埚的原料也来自黄土，通过淘洗降低粘土含量，提高了孔隙率。与陶范不同的是，坩埚和熔炉的耐火材料中还夹杂有较多的植物纤维，如稻草或秸秆，这些有机质燃烧后留下的孔洞可以提高坩埚和熔炉的隔热性能[26]。这是因为对于这些熔铜器具来说，明显需要更高的耐火度。二里头、郑州商城等其他先秦铸铜遗址也出土了草泥质炉壁残块，这些炉壁残块从外观上看与孝民屯炉壁残块十分相似，应该是使用了类似的耐火材料。
（二）先秦熔铜器具的演变
1.坩埚
前面已经提到，殷墟出土的“熔炉”与“坩埚”并不属于“坩埚炉”的组成部分。“坩埚”残片多为小片，均内凹但弧度不明显，有的残块有口沿，内部都附着铜渣，甚至是口沿处也有铜渣，推测可能是较浅的敞口的容器。“坩埚”残片外侧的受热程度低，多呈砖红色，而内侧明显烧结、颜色发黑表明金属料和木炭是在坩埚里加热，因此坩埚是单独使用的内燃式的熔铜器具。这种坩埚的断面看起来与埃及青铜时代晚期的熔铜坩埚[27]非常相似（图4-18）。
图4-18 埃及Qantir-Piramesses青铜时代晚期的熔铜坩埚口沿残块
图4-19 二里头瓢形器、徐家坝船形杯与土耳其、英国船形坩埚比较
1二里头瓢形器（82YLIVH9出土）
2徐家坝船形杯 3土耳其的特洛伊Ⅳ遗址出土的船形坩埚（公元前2000年） 4英国Breiddin遗址出土的船形坩埚（公元前1005—前110）(https://www.daowen.com)
类似的坩埚还有二里头遗址出土的两件带流瓢形器[28]（图4-19，1），内表面均为灰色烧结层覆盖，表面有铜渣残留，背部糊草拌泥，从一件残片推测其长径约25厘米。梁宏刚认为这两件容器为一种小型熔炉，虽然它们均为残件，完整厚度不详，但应该有相当厚度，这样可以保持熔融的铜液不至于过快冷却，也能保持熔炉外壁温度不会太高，便于手持进行浇注[29]。李京华认为它们是小型熔炉，上部应该加有炉口圈，既可以熔铜，也可以作为浇包[30]。而廉海萍等认为这两件是浇勺，青铜液先在坩埚中熔化，再移入浇勺中注入陶范上端的浇口杯[31]。重庆彭水徐家坝遗址出土的一件商周时期的船形杯（图4-19，2）上面有铜渣，经过分析是青铜熔炼渣[32]。其形状与二里头瓢形器相似，可能既用于熔铜，又用于浇注。
这类敞口、厚壁、带流口的熔铜器具在西方青铜时代常有发现，泰利柯特曾对西方早期坩埚作过分类，其中J型即为船形坩埚，如出土于土耳其的特洛伊Ⅳ遗址[33]和英国布雷丁遗址[34]（Breiddin）的船形坩埚就与二里头瓢形器和徐家坝船形杯十分相似（图4-19）。另外，古埃及底比斯新王朝时期的雷克米尔（Rekhmirē）墓中壁画上，有古埃及人用带流口的敞口坩埚来熔铜、浇注的画面[35]（图4-20）。由此可见，这类坩埚应该既可以熔铜，是内加热式的坩埚，又设置流口便于浇注。
图4-20 埃及底比斯Rekhmirē墓的壁画（约公元前1500年）
因此，孝民屯和二里头、徐家坝的坩埚都可能是一种小型熔铜器具。但是，孝民屯坩埚的强度低，背部多有脱落，这种坩埚是否可以用于浇注，又为何可以多次修补使用，是值得进一步探讨的问题。
2.熔炉
熔炉残块的发现量远远大于坩埚残片，这说明熔炉应该是殷墟最主要的熔铜器具。这些熔炉残块多位于熔炉的上部，内部一般不见明显的铜渣，多呈灰色，表明还原气氛比较强烈。熔炉多为泥条盘筑而成，从较大的残块可以看出熔炉为圆柱状。
二里头、郑州商城、洛阳北窑、周原、侯马、新郑等铸铜遗址也发现了大量草泥质炉壁残块。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[36]。洛阳北窑的熔炉由炉缸和炉圈结合而成，炉径多在0.9～1.1米之间，最大直径1.6～1.7米，最小约0.5～0.6米之间[37]。周原李家、周公庙和孔头沟铸铜遗址都发现了泥条盘筑的炉壁残块，在齐镇东南还发现了一座竖炉，炉前还有出渣坑和操作坑，但由于炉内未发现铜渣，无法确定是炼铜炉还是熔铜炉[38]。侯马的熔炉由下部的炉盆和上部的炉圈组成，有的炉圈还分为口圈和腹圈，炉盆口径为0.2～0.3米，炉高约0.3米（图4-21），李京华称其为“二节炉”和“三节炉”[39]。新郑的熔铜炉由炉口、炉腹、炉缸和炉基四部分组成，炉径约为0.2米，有的炉高为0.5米左右[40]。
图4-21 侯马的二节炉和三节炉
1.2顶吹风式，3.4侧吹风式
此外，郑州商城出土了陶大口尊和陶缸（图4-22）。大口尊是将灰色泥质陶大口尊的口部打掉，在腹部和底部外面涂上掺有沙土的草拌泥，内壁多黏附铜渣和木炭。缸在外壁涂抹草拌泥后使用，内壁多黏结厚薄不等的铜渣[41]。发掘者将其称为熔铜“坩埚”，李京华称其为“陶胎炉”[42]，并认为是熔铜器具，而华觉明认为这些大口尊可能是盛铜器具，用于浇注[43]。另外，盘龙城也出土了较多大口缸，徐劲松等用泥条盘筑法复制大口缸，并进行了熔铜和浇注试验[44]。这种大口缸内部并未发现烧炼痕迹，是否与熔铜有关是值得商榷的。
图4-22 郑州商城陶大口尊和陶缸
1.陶大口尊（C5.3T302②∶83）
2.陶缸（C5T59①35—1）
先秦铸铜遗址所出的熔铜器具与所铸造的青铜器的大小和生产的规模有关。如二里头遗址目前出土的青铜器共一百余件，器壁匀薄，器形较小，这种小规模的铸铜活动所需要的熔铜器具相对较小，用瓢形坩埚和小熔炉即可满足[45]。而商周青铜器数量庞大，器形大小不一，小则几厘米高，大可达1米多高，铸造不同大小的青铜器所用的熔铜器具亦有相应的差别。尤其是在殷墟，小型青铜器的铸造可使用坩埚一类的熔铜器具，有附件或附饰的青铜器大都采用了分铸法，浇铸这些附件或附饰所用的青铜液相对较少，也可以使用坩埚来浇注。而殷墟的中型青铜器可以用熔炉一类的熔铜器具，熔炉也分小、中和大型，可适用于铸造不同大小的青铜器。大型青铜器，如殷墟已知最大的青铜器，高133厘米、重达833公斤的司母戊大方鼎，就需要多个大型熔炉一起进行熔铜浇注。