圖1青銅鑄造工藝(引自中國古代金屬技術)
殷墟的鑄銅遺址從未發現冶煉爐和熔渣，說明冶煉和鑄造過程是分部位進行的。所以安陽的青銅制作工藝不包括上圖左邊第壹格的礦石開采和粗煉，但也不排除精煉。從上圖可以看出，澆註前，準備陶瓷模具的過程和熔化合金的過程是同時進行的。下面我們略述壹下各個環節的具體做法(見《考古》即將發表的《殷墟青銅禮器鑄件鑄造工藝》，本文簡單)。
(壹)模具的生產
1.建模材料的選擇和準備
這壹步是如圖1所示的泥漿材料選擇和泥漿材料處理程序。
為了了解殷墟造型材料的選擇和制作工藝，有必要對青銅器鑄造遺址出土的陶器模型進行科學檢測。到目前為止，在殷墟發現的幾處大型鑄銅遺址中，只有在苗圃以北和小閩灘東南出土的部分陶模得到了詳細的考證。試驗結果表明，殷墟陶模采用當地粘土，經淘洗、煉泥、陳腐處理，並加入河沙、蚌粉(或其他矽酸鹽物質)、植物材料等材料，主要是為了提高陶模的耐熱性和可鑄性。相比較而言，芯包含更多的填料以具有更好的耐熱性和潰散性。範濤加入的粘土量多於陶器，可能與鑄造性能的要求有關。範濤的分型面塗有精細的紅泥或煙熏，這可能是提高表面質量的壹種措施。
必須指出的是，用什麽樣的粘土，是地下生土還是河流沈積土，壹直都有討論。但是，用化學方法進行分析，很難得出直接的結論。目前，作者正在與美國威斯康辛大學的吉姆·斯托爾特曼教授合作，通過偏光顯微鏡分析範濤的物理結構，了解原料的選擇和材料的添加。從某種意義上說，這種做法更便於還原歷史的真相。當祖先對材料進行改造時，首先看到的是其物理性質的變化。例如，淘洗的主要目的是增加泥漿含量。雖然化學分析顯示氧化鈣減少了，但這不是古人的目的。換句話說，可以證明，通過氧化鈣減少的現象，可以清洗造型材料，尤其是織物。
2模具的設計和制造
模具通常是壹個封閉的實體，內部有空腔，由模具、型芯和型芯支架組成，空腔是被鑄造物體的形狀。扇形成物體的外觀，芯形成物體的內腔、洞和壹些中空部分。範與範的結合面稱為分型面。
殷墟鑄造模具的做法是用陶土鑄造，可能類似陶器。模具的形狀是根據制作模型的需要而設計的。所以較大物體的模具壹般是根據不同的零件來制作的，整體模型中不需要的部分會被省略，以節省材料和工時。有兩種方法可以在模具上制作圖案。壹種是在表面貼壹塊泥，上面刻花紋。壹種是在模具表面塑造主圖案的輪廓，然後用朱砂畫出副圖案的線條。
用模具把圖案翻過來，把圖案的細節刻在圖案上。有些圖案是直接印在或者刻在圖案上的，比如？1?肩部的圓形渦紋(如圖9所示)可視為侯馬時期壓印方法的先行者。
安陽範濤有兩種做法，即以李永娣命名的壹式範和二式範。前者分型面無榫卯，背面光滑，僅有壹條水平或垂直的凸邊，較薄，可能主要用於三家莊期和殷墟期。工字型圖案中有些圖案多為壹組窄紋，可能是嵌在外面的陶紋所用。ⅱ型主要在殷墟二期以後使用，背面凹凸不平，是指窩按壓的痕跡，分型面有榫眼和榫眼。
根據青銅器的形狀和種類不同，壹般分為縱橫兩個方向，劃分的形式比較復雜，另文詳述。用復合模型的方法制作高浮雕動物頭像，即在實物模型上留壹個空腔，在凹槽中放壹塊模型泥，用活的動物頭像壓印動物頭像，或嵌入小動物頭像模型。
由於對耐火性、屈服性和潰散性的要求很高，所以型芯可能是獨立制造的，而不是像張世所說的那樣，用模具完全刮去鑄件的壁厚。特別是壹些大型器皿的型芯，往往是根據不同部位的規格，用粗砂和泥土搗成的。出土芯壹般為磚紅色，質地疏松粗糙，與精致的模具不同。腳和其他部分的盲芯通常配有粘土芯支撐物以配合模型。構成器皿空腔的型芯設有型芯頭，型芯頭的側面設有凸榫，中央設有與底模配合的凹槽。大部分有銘文的泥芯都是從泥模中翻印出來的，翻印出來的浮雕字需要雕刻和修整，在字的筆畫旁邊可以看到清晰的凹槽。它的頂面有壹個相配的榫，用來嵌入物體的泥芯中。
3.模具的幹燥、烘烤和組裝
模具制作的下壹道工序是烘幹、組裝後整體烘烤還是分別烘烤後組裝，目前仍有不同意見。組裝後，在澆註前必須再次幹燥(同時預熱)。脫模後，模具應在陰涼處自然幹燥，使水分蒸發緩慢均勻，這對控制變形和保證其密封性非常重要。小模具可能在扇窯中燒制，窯的結構與小陶瓷窯相同。這壹步的重點是烘焙過程。譚德瑞曾認為陶扇的烘烤溫度高於850度。作者和劉信義合作研究，初步認為烘烤溫度可能只有600度左右，遠遠低於陶器的燒制溫度。這也接近萬家寶修復實驗的數據。
大多數鑄造模型在分型面上都有榫頭和榫眼來配合模具。有時需要在鐵芯和風扇之間設置金屬鐵芯支架。
大型物體需要使用底層模型，核心和底層模型連在壹起。有些大型器物直接夯打底模板，如小民潭發現的大型圓形器物的底模板。
三腳架壹般在腳的上方放置壹個轉輪，壹只腳作為轉輪，另外兩只腳作為出風口。繞腳器的轉輪也放在腳上，底部風扇會使轉輪部分。
至此，整個模具制作完成。
(2)合金的熔化和制備
這個問題是整個鑄造工藝研究的薄弱環節，基本上所有的步驟都是猜測和爭議。
1談銅熔煉設備
安陽苗圃北堤、小民屯鑄銅遺址出土了大量高溫燒制的陶瓷碎片。有的表面有高溫灼燒的裂紋(圖2)，有的表面已經玻璃化，背面有泥條或混有泥土的草的痕跡。過去的學者認為這是爐的殘留物，是靠內燃加熱的。對苗圃北面出土的殘片分析表明，除1樣品中有大量的銅外，其余兩個樣品中只有少量的銅，三個樣品中均有微量的錫和鉛。
圖2小民屯東南青銅鑄造遺址出土的陶器碎片(上:前、下:後)
作者分析了兩個此類樣品，發現其中有較高的二氧化矽含量和氧化鈣含量，特別是在背面層，氧化鈣含量更高。推測碎片的原料很可能是在原生土中加入沙子和蚌粉而得到的。樣品後層燒損大，說明還加了植物莖葉，是草拌泥做的。1樣品的煆燒溫度高於900℃。有1個樣品含少量銅渣，含銅、錫、鉛三種元素。
筆者在整理安陽小民屯鑄銅遺址出土的大量這種“熔爐”的殘片時發現，大部分殘片表面都沒有附著金屬。即使燒得很厲害，表面接近琺瑯質的樣品，從外觀上也看不出任何金屬的痕跡，只有少數幾件表面附著有木炭和金屬。但在苗圃北地和小民屯的鑄銅遺址中，普遍發現壹種表面有銅液的殘留物，包括粗砂硬陶和細砂泥質，出土時為小片，無法復原(圖3)。這些碎片大多有幾層襯層，每層襯層都粘有銅液，證明已經修復使用過多次。襯面與銅液接觸部分呈灰綠色，大部分已被燒成小孔和蜂窩狀。後面多是松散的紅燒土。劉曾多次提到，許多片燜土上有冶煉渣，可能就是這樣的遺跡。苗圃北面的發掘者也認為是屬於坩堝式的熔銅工具。
圖3小民屯東南鑄銅遺址出土的坩堝殘片(上:前，下:後)
這不禁提出壹個問題？1?7?1?遺址中的“熔爐”和“坩堝”碎片與金屬熔化有什麽關系？
鄭州南關外商代早期鑄銅遺址出土壹座熔煉爐殘底，爐身上部缺失，只留下壹個直徑約1.60-2.60米的近橢圓形坑，坑內填滿了銅渣、爐墻塊、炭屑、大口、坩堝片和燜土塊。作者推測這是壹個熔銅爐，熔銅的過程是先放木炭，再放坩堝，最後燒火熔銅。
洛陽北窯西周青銅器鑄造遺址出土了近千件“爐碎”。表面開裂甚至玻璃化，部分還粘有木炭和銅粒，背面有混有草泥的爐圈。而所謂的“竈臺”有鍋底，裏面有兩層銅渣，是用紅燒粘土做成的，與上述坩堝碎片非常相似。很難想象，不同質地的所謂“爐膛”和“爐圈”屬於同壹個爐的不同部位。
北窯鑄銅遺址還出土了兩座燒窯。窯墻平而立，內壁燒結成流體狀，外壁為燜土，窯頂封閉平頂，窯頂中央偏北處設圓柱形煙道(圖4)。該窯雖仍為橫孔形升焰窯，但其燃燒室和燒成室的結構配置接近馬蹄形半倒焰窯，加熱效果好。發掘報告中沒有提到這個窯的用途，但很可能與熔化金屬有關，因為如果是焙燒窯，壹般燒起來也就幾百度，達不到讓窯壁燒起來的程度。
因此，景之春教授和吉姆·斯托爾特曼教授提出，真正的銅熔煉器皿可能是坩堝，而不是陶瓷熔煉爐，換句話說，坩堝是與熔融金屬直接接觸的，熔煉爐是對坩堝進行加熱的裝置，以滿足高達1200-1300℃的澆註要求。拜爾娜先生曾經設想過這樣壹種熔銅器具，在陶瓷窯內放置壹個外熱式的大坩堝，坩堝壁的出銅口做得很薄，用壹根管道與窯壁相連，這樣在熔化時就把管道堵住了；待銅液熔化後，打開管道，用棍子刺穿坩堝壁，銅液即被放出進行澆註(圖5)。華覺明曾懷疑其坩堝尺寸過大，無法保證合金的熔化。如果坩堝被戳破，很難保證在熔化過程中不會熔穿。盡管有以上的疑惑，但筆者還是認為這個想法還是很有可能的，因為可以達到更高的溫度，也可以解釋為什麽很多爐碎片沒有附著在銅液表面，很可能是窯壁碎片。但由於在陶瓷熔化爐碎片的燃燒層中也檢測出了大量的銅，因此不能否認其作為熔化爐的可能性。
為此，作者和斯托爾特曼教授分別提取了大量樣本。為了詳細分析這兩種碎片的化學成分、顯微結構和制作方法，荊誌春和嶽占偉著手在安陽進行復原實驗，計算出這種窯具所能達到的最高溫度，以作進壹步的探討和深入研究。
圖4河南洛陽北窯地下升焰水平窯洞
圖5拜爾娜設想的銅熔爐示意圖
2爆炸
鼓風設備的應用和改進對冶金技術的發展至關重要。
在安陽所有的銅鑄造地點都發現了陶土管(圖6)。毫無疑問，少數泥管表面有銅渣，與青銅鑄造有關。侯馬銅鑄遺址也出土過類似的遺物，認為是吹制的工具。周元也有類似的發現。在Telekot的《冶金史》壹書中，有埃及金匠用陶嘴吹管的材料(約1460B。c，如圖7所示)。不過這個陶土管的用法可能和這個埃及吹管不太壹樣，不太清楚怎麽用。
圖6小民屯東南青銅鑄造遺址出土的陶管。
圖7埃及金匠用陶吹管吹火助熔(引自《中國古代金屬技術》，326頁，圖8-20)。
雖然我們不知道具體是什麽時候開始的，但是這種氣囊鼓風機在古籍中是有記載的。商代雖無羌或其他吹制者的遺存，但編附錄11中有“”二字，壹般出現在爵、章、鼎上，且似皮，故應為“羌”的古文字，甲骨文《編》中也有。
在清朝，劉？1?據雲七《礦政略》記載，這種皮包是用壹整張黑山羊皮縫制而成，腹部只留壹個小洞，塞進壹根竹筒，約有兩三寸深。使用時，將皮包放在腳上，用腳踩在上面。壹手托住皮頭，從上往下按，風就會從竹筒裏噴出來，可以用來煮飯，也可以用來冶煉。這種皮風包的原始形態至今仍在許多原始民族中使用，如民族學調查中見到的藏族皮包(圖8)，由通風管、皮包和封閉裝置組成，操作者用手控制吹風。印度也有類似的材料，和藏民用的很像(圖9)。這種工具非常適合小規模冶煉，輕便，制作方便。
圖8藏皮(引自王公碩士論文)
圖9印度使用的安全氣囊
目前無法得知安陽時期氣吹的器械和動作形式，但據記載，早在戰國時期就使用了多次氣吹。以當時安陽的合金冶煉溫度和規模來看，很可能已經使用了多臺鼓風機，商代的鼓風機可能比藏民使用的皮子還要復雜。
3合金的制備
商代青銅合金的制備是在專門的鑄造場地或作坊裏進行的。到了商代晚期，他已經掌握了銅錫鉛三元合金的熔煉技術。當時的工匠對青銅合金比例與機械性能的關系有著深刻的認識，對操作有著嚴格的控制，因此可以根據不同的用途，刻意采用不同比例的合金。同時，原料供應是否充足，社會風氣的變化，等級地位的高低，都可能影響青銅器的合金比例。
然而，到目前為止，殷墟青銅器的合金制備技術問題仍未解決。在苗圃北部的鑄銅遺址出土了壹塊長方形的銅塊，有學者推斷是作為鑄造青銅器的備用材料。這個銅塊是不是人故意生產的低錫合金錠？還是澆註錫青銅時多余熔融金屬的結塊？這個銅塊中的錫是人為有意識添加的，還是冶煉含錫銅礦石時帶入的？仍有待決定。由於沒有發現錫錠，殷墟出土的大量錫青銅是如何合金化的，有待進壹步研究。殷墟小屯村E16號坑出土兩件鉛錠。兩個鉛錠的金屬部分含有高純度的鉛和微量的鋅和砷。鉛錠的存在表明青銅合金是直接用金屬鉛制備的。。近年來，在萊陽的壹口商代水井中發現了壹個大的橢圓形金屬塊。將有助於分析和檢測。
(3)澆註
澆註是將熔化的銅合金註入模具型腔的過程。為提高充型能力，可采取預熱模具、過熱澆註、制備充型能力強的合金等措施。
預熱模具是提高充型能力的措施之壹。商代青銅器修復時，萬家寶將模具預熱至300-400℃，馮福根等人將模具預熱至400-500℃，澆註時模具溫度為200-300℃，均取得了滿意的效果。
無論是純銅還是銅合金，液體溫度越高，流動性越好，填充能力越強，反之亦然。因此，澆註溫度高於熔點。現代鑄造技術稱這種溫差為過熱溫度。殷商時期鑄銅的澆註溫度至今未見報道。試鑄時萬家寶的熔化溫度為1350℃，馮福根等人的熔化溫度為1200℃，澆註溫度為1100~1200℃。根據洛陽北窯西周銅鑄遺址的熔爐溫度為1200 ~ 1250℃，說明馮福根等人的試鑄更接近真實情況。另外，過熱溫度越高，銅合金的吸雜能力越大，容易造成鑄件產生氣孔。所以過熱溫度的控制要恰到好處。
小型器皿要用澆包鑄造，大型青銅器可能用澆包和通道鑄造。苗圃北地鑄銅遺址出土了壹座半地穴式工棚，底部有壹個長方形大底模板，如前圖16所示。同時，還保留了幾個有流向的灰色發亮的流動面，推測是銅液流動的通道。通過這些現象可以猜測，如果當時把鋼包放在地上，在澆鑄時捅開，銅液就可以從通道註入到棚底的模具中。小民屯青銅鑄造遺址出土的壹件大型圓形器物的底模也位於半墓室的F43，可見這壹推測是合理的。在鑄造大型物件時，有可能已經采用了天宮吳凱中所包含的凹槽註射法，同時使用4到8個澆註包進行凹槽註射。
(4)後澆處理
荀子？6?1新疆國章上說“刑正，金，工冶精，火精，車裂之刑是之。但是，不削皮不削尖是斷不了繩子的。剝下來磨壹磨，就舔盤子，舔牛馬，頓時就聽見了。”這段話不僅指青銅鑄劍，在先秦青銅器制作中也具有普遍意義。他把這個裝置鑄造成兩個階段:鑄造和鑄造後處理。
其中，前四句概括了古代青銅冶煉和鑄造工藝的四大要素，即模具必須形狀正確，尺寸準確，合金要用優質的銅和錫制成，工匠要有熟練的技藝，合金的熔煉和澆註要做得恰當。這反映了人們對先秦時期冶煉鑄造技術要點的認識，經常被人們引用。但後壹段提到的比例遠低於前者，說明人們並沒有把鑄後處理放在應有的重要位置。事實上，鑄造後處理對器件的最終質量起著關鍵作用，通常包括剝離、清潔和打磨。脫模後有局部缺陷的鑄件需要修補。
物件澆鑄冷卻後，用力敲擊即可取出，泥芯由於附著在裝置上，難以取出，需要用工具鑿出。然後用錘子、鋸子、鑿子和刮刀去除澆口、飛邊、毛刺和肉。使用的工具包括壹些金屬工具，如銅雕、銅雕針等。
殷墟青銅器的修補有兩種。壹種是所謂的熔補，即將熔化的銅直接澆在需要修補的孔洞或裂縫上；另壹種是鑄造，如果是青銅器的零件或附件，比如足或？1?7等。，由於各種原因，不是鑄的就是斷的，所以要在殘料上做個模型，然後澆上去和車身焊接。
鋼坯成為具有良好外觀的成品，回火起著重要的作用。很多青銅禮器上的磨損痕跡依然清晰可辨，應該是由厚石和薄石制成。小民屯鑄銅遺址出土了數千塊大小、粗細、形狀各異的磨石。青銅器表面的打磨和修整有粗砂巖和細砂巖兩種材料，也可見這壹工藝工作量之大。殷墟青銅鑄造遺址的木炭經常隨石頭壹起出來。打磨後，可以用木炭在水中打磨器皿，使青銅器發亮。
那麽，鑄造過程中，後期鑄造加工的工作量占多少呢？由於缺乏記載，僅出土實物和冶煉鑄造遺存難以確認。華覺明根據乾隆二十四年施壹誌、德成編著的《欽定工部規則第九十五卷》的記載進行統計計算，作出爵和？1?7級禮器，鑄造階段的勞動消耗僅占總勞動消耗的4.20% ~ 5.30%。如果鑄造勞動量為1，前期準備的勞動量為7.07 ~ 8.92，鑄造後的勞動加工量高達10.29 ~ 15.09。即使排除內旋合口、刻年號、古青銅器燒制等技術，仍高達6.29 ~ 10.18。可以推斷，商代青銅禮器形制復雜，只用銅器和石器操作，根據器的復雜程度接近6 ~ 10的範疇，如司母戊鼎、司母戊丁鑫等，或者需要更多。
也許正是因為後期的鑄造加工如此復雜，才迫使鑄造者壹代又壹代地想方設法改進工藝。殷墟青銅禮器的鑄造工藝發達，鑄銅工藝嚴格，可能與此有關。在壹定條件下，不利因素的壓力是推動流程更替的重要動力。了解這壹點，有助於我們理解技術進化的本質以及相關因素之間的辯證關系。