
亚太人文与艺术
Asia-Pacific Humanities and Arts
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- ISSN:3079-3629(P)
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宋代钱币冶铸中的质量管理研究
Research on Quality Management in the Casting of Coins in the Song Dynasty
引言
宋代铸钱业作为官营手工业的重要组成部分,其铸币生产权在原则上由官府垄断。然而,两宋以来民间伪铸现象屡禁不止,伪铸者往往为追求私利而降低质量标准,所铸伪币品质远不及官方法币。官府在管理钱监生产的同时,还需持续应对民间伪铸势力的挑战。值得注意的是,质量精良的官铸法币能够提高民间私铸的模仿成本,从而有效遏制伪铸行为。作为正规的铸币主体,宋代官方在原料准备和铸币生产两大环节实施了严格的质量管控措施。
钱币铸造的首要环节就是原料准备,宋代铜钱是由铜锡铅三种原料合铸而成,铜料纯度和原料含铜量是影响铜钱质量的重要因素,而铁钱一般由含碳量较高的生铁直接铸造而成,没有复杂的金属配比,其质量的检验标准就以铸成的铁钱重量为主。
一、基于炼铜工艺的铜纯度管理
宋代炼铜工艺包括火法炼铜和胆水浸铜两种。其中火法炼铜以含铜的天然氧化矿和硫化矿为原料,适用性强,是古代炼铜的主要工艺。
采矿时,每开采三十斤矿石平均能得到一斤铜矿,将铜矿用火法冶炼成精铜则主要经过三个过程。首先是焙烧,铜矿“用柴炭装叠烧两次”,通过氧化焙烧去除硫等易挥发的杂质,“火愈炽,则熔液成驼。候冷,以铁锤击碎,入大旋风炉连烹三日三夜,方见成铜”,成铜就是冰铜,若其杂质较多,需要将其粉碎成末,淘洗去浊,团成块状进一步焙烧,以此来提高冰铜的质量。其次要吹炼,冰铜是铜和铁的硫化物混合体,“次将碎连烧五火,计七日七夜。又依前动(入)大旋风炉连烹一昼夜,是谓成金瓜。金瓜者,粗浊既出,渐见铜体矣。”冰铜经过吹炼,其中的铁形成铁渣被过滤,硫被氧化成气体溢出,剩余的粗浊铜体就是粗铜。最后需精炼,粗铜经过反复的火法精炼去除铅、锡、砷、锑、金、银等高熔点杂质,“再以铜入炉火平炼成水,不留纤毫滓杂,以泥裹铁杓,酌铜入铜铸模匣中,每片各有锋窠,如京销面”,终于形成可以发解钱监的“十分净铜”。宋代的火法炼铜流程符合铜矿脱变为精铜所必须的三步化学反应,中间会形成冰铜和粗铜两种暂时的物质形态,宋代史料对两者的铜纯度并未有明确记述,不过赵华匡、周卫荣等前辈通过对古代各年号铜钱进行合金成分分析和坑冶工艺考证,认为宋代硫化矿的冶炼工艺及粗铜精炼工艺显著提高,铜矿经过反复的焙烧和精炼,铜与杂质已实现相对彻底的分离,所炼出的精铜中杂质含量极低。参考如今火法炼铜的统计数据,冰铜的含铜量一般在百分之七五以上,粗铜的铜纯度原则上达百分之九十九左右。即便宋代炼铜的熔炉条件和鼓吹技术不及现代,参考数据需要降低预期,但结合现代学者对宋代出土铜钱化学成分测试的结果,可以推测,宋人通过提前选矿、分步除杂,以及同一冶炼环节重复多次的流程设计,有效地提高了火法炼铜所得的铜料纯度。
由于火法炼铜周期长,生产效率低,无法满足宋代日益增长的铸钱需求,朝廷逐渐开始探索新的炼铜方法。元祐元年(1086),饶州张潜掌握了“胆水浸铁为铜”之法,让儿子张甲“诣阙献之”,自此饶州兴利场、韶州岑水场、信州铅山场等产铜的地方陆续开始使用胆水浸铜法炼取原铜。
胆水浸铜法所用到的原料只有胆水和铁,而宋代胆水属于自然资源,简化来讲,在地表水源流经富含硫化铜的地层矿床时,硫化铜与水充分接触,溶解生成硫酸铜,即胆水,胆水沿着地表走向流出去,就形成了所谓的“胆泉”。于是宋人“堤泉为池,疏池为沟,布铁其中,期以浃洵,铁化为铜”,在胆泉旁修筑堤坝形成蓄积胆水的池子,开辟沟渠作为胆水浸铜的场地。由于胆水浸铜法对雨水和气候的依赖性强,仅靠此法炼铜无法保障冶炼作业的全年产出,政和四年(1114)岑水场在此方法的基础上“创兴煎铜之法”,江淮荆浙福建广南路提点坑冶铸钱虔州司“措置创添煎淋碴铜等”,于是年产铜量从原来的三十余万增长至六十余万斤。此处的煎淋碴铜即胆土淋铜法,通过开采含有胆矾的矿土,将其堆积于盆槽中,用水反复浇灌浸泡,保障胆矾颗粒充分溶于水,最终形成胆水再用于浸铜。淋铜法比浸铜法多了一道制作胆水的工序,后续的炼铜原理和步骤还是一样的。所谓“古坑有水处为胆水,无水处为胆土。胆水浸铜工少利多,其水有限;胆土煎铜,工多利少,其土无穷。”在宋代这两种方法各有利弊,因时而变,随事而制。
浸铜法相当于现代的湿法炼铜,包括铜的浸出和提取两个步骤,宋代“浸铜之法,先取生铁打成薄片,目为锅铁,入胆水槽,排次如鱼鳞浸渍数日,铁片为胆水所薄,上生赤煤,取出刮洗。铁煤入炉烹炼,凡三炼方成铜,其未化铁却添新铁片再下槽排浸。”其中将生铁打成剥片是为了保证铁与胆水充分接触,生铁浸在胆水数日间通过发生化学反应,将活性更为稳定的铜置换出来,浸出的单质铜呈紫红色,附着在铁片表面,是为“赤煤”。单质铜浸出以后,就进入提取环节,宋代对铜的提取以刮洗和冶炼为主,理想状态下经过多次烹炼后提取的应该就是精铜。
但上述过程存在几个影响铜纯度的隐患。一方面,单质铜被置换出来后是疏松多孔的海绵状态,在刮取时极易混入铁屑;另一方面,亚铁离子活性强,很快便与空气中的氧气结合生成碱式硫酸铁,进而混入“赤煤”。所以胆水法炼得的铜大概率含有铁杂质。“绍圣间以铅山胆泉浸铁为之,令泉司鼓铸,和以三分真铜,所以钱不耐久。”七分胆铜与三分精铜铸造而成的铜钱不耐用,应该就是胆铜中含铁杂质的缘故,当铁含量过高时,青铜钱表面会覆以铁锈,严重影响铜钱的强度和耐蚀性。除了宋人“以胆铜所铸之钱不耐久”的现身说法以外,今人对宋代历朝铜钱中金属杂质含量进行定量测算和品质评估,发现仁宗以后所铸铜钱的铁杂质含量开始增加,时间正与将胆水浸铜法推广应用于炼铜的史料记载相呼应。而北宋时期铜钱的铁杂质含量平均0.24%,南宋铜钱中铁杂质的平均值达1.32%,这正是北宋前期以火法炼铜,而南宋铜原料主要依赖胆铜的结果。关于铁杂质对铜钱的影响问题,还未有关于铁成分对铅锡青铜合金影响的定量关系相关研究成果,不过在现代工业领域,通常会将铁杂质含量控制在0.5%以下,而徽宗以后铜钱的铁杂质含量是此标准的两三倍之多。可见,胆水浸铜法标志着宋代矿冶业的发展进步,但相较于火法冶炼所产精铜,胆铜易含杂质,纯度较低。无论是出于增产逐利动机的驱动,还是受到当时提纯工艺的限制,宋人推广使用此法炼铜的同时,并未做好对铜纯度的管控,用胆铜所铸造的铜钱多质量欠佳,易腐不耐用。
二、基于料例配比的含铜量管理
宋代铜钱并非由纯铜铸造而成,而是铜、铅、锡的合金,在铸原料例中,铜含量是衡量铜钱质量的一项重要指标。从成本方面考虑,金属铅、锡相比铜更为廉价,降低含铜量可以在节省钱本的同时增加铸钱量,但从质量管理的角度出发,铜、锡是保证铜钱硬度、强度和耐用性的金属成分,铜原料例配比应该控制在合理的区间范围内,宋代就多次对铜原料例进行调整。
宋初由于铜、铅、锡原料供应不足,每年产量不过七万贯。收复江南以后,转运使张齐贤通过寻访南唐旧臣丁钊以了解前代的铸钱工艺,发现饶州永平监采用唐代开元通宝的料例,所铸钱币“肉好周郭精妙,坚实可久”。太平兴国八年(983)张齐贤奏请朝廷采纳永平监的铸原料例“岁铸三十万贯,凡用铜八十五万斤,铅三十六万斤,锡十六万斤”。及至天禧年间,除了建州丰国监铸含铜量多五两以外,基本上每个成重五斤的铜钱都含有66%的纯铜,剩余是25.53%的铅和8.51%的锡。以上是太宗和真宗时期有关铜原料例的明确记载,今人对太宗铜钱和天禧通宝实物进行合金测试,认为铜锡铅配比与文献料例记载是相当吻合的。宋初钱监铸钱时确实执行了官方的料例标准,官府对铜钱含铜量的管控是相对明确且有效的。
景祐二年(1035),工部郎中兼江南东路转运使许申建议以六成铁、三成铜,再杂以一成锡铅合铸成铜钱,但由于铁的熔点高、铜的熔点低,在铜的熔化温度下铁远未熔化,而是以固态颗粒的形式悬浮在铜液中,所以出现了“杂以铁则流涩而多不就”的问题,“增铁省铜”的料例调整以失败告终。第二年朝廷重申“依开通料例”铸钱,原料五斤三两,除去正常火耗后,每贯铜钱成重四斤十三两。此后铜、锡、铅含量各有增减,铜钱基本维持每贯五斤的成重。神宗时期废除钱禁,盗铸日多,朝廷多次强调铜钱要按标准重量管控,各铸钱监所铸钱,“每缗熟重五斤”。徽宗时期钱法大变,当十钱只相当于三枚小平钱的重量,却要按十枚小平钱的价值兑换,其含铜量比例更是不及60%。
仁宗以后铜原料例反复调整,成重基本维持在五斤左右,而徽宗时期改行当十钱,铜钱不仅重量减轻,含铜量也大打折扣。现今对这一阶段历朝铜钱进行采样,经过合金成分的比较分析后发现,真宗和神宗朝铜钱的铜含量较高,神宗以后铜钱的含锡量降低,含铅量升高。北宋铜钱中铜、锡、铅含量分别在62%—68%、6%—10%、22%—28%的区间,这一配比是宋人在用锡维持铜钱基础硬度和耐腐性的前提下,尽量多掺用廉价铅的同时保证一定含铜量的结果。另外,历朝铜钱合金组成的集中性也很好,但相比之下,徽宗时期要稍差一些。样本结果分布集中说明钱监在进行铜钱的批量铸造时,料例与含铜量的管控较为稳定。
《宋会要辑稿》有一条料例规则:“铸钱每铸一贯,省用铜二斤八两,铅一斤一十五两,锡三两,炭五斤。”不计火耗的情况下铜钱成重四斤十两,含铜量比例约54%。虽未明确标注适用年份,但依据上下文内容以及已知数据推断,大致为两宋之际的情形,最晚延至绍兴时期。南宋初高宗常称赞大中祥符及崇宁以来的钱币精良,“欲尽如旧制,不较工料之费”。当时锡的用量和火耗情况并未载明,可以确定的是每贯铜钱重量减轻,实际仅值七百七十文小平钱。及至南宋中期,每贯当二钱重量四斤五两,“视旧制,铜少铅多,钱愈锲薄矣”。铜钱的铜、锡含量呈减少趋势,铅含量相对增多,这种合金配制的波动变化表明当时的铜钱料例已无定制。而金属铅和铜在液态下存在一定的饱和溶解度,过量的铅会从基体中析出,形成独立的铅体颗粒,进而导致铜钱的硬度与耐磨性下降。当前出土的南宋铜钱也确实更容易出现腐蚀、断裂或铜铅分层的现象。可见当时已缺少严格的含铜量管控,铸钱质量水平显著下降。
三、颁布标准钱样
古代铸钱的基本原理就是将金属原料液体浇注到与铸币形制相同的铸型空腔中,待其冷却凝固后铸造成型。浇注的铸型根据材质的不同分为陶范、泥范、石范和铜范等,泥范、石范每次浇铸后需重新制作,铜范虽可重复使用但制作周期长,而且容易与铸件粘连导致脱模困难。为了保证铸币形制,浇注前需要进行精细繁琐的刻范制模工序。叠铸法在汉代广泛使用于铸钱,将多件铸型叠合一列,共用一个浇口浇注,一次可得到多个铸件,铸钱效率提高很多。魏晋南北朝时期,开始用钱样印制的方法制造钱范,隋唐时期就是用蜡质钱样即“钱蜡样”来印制泥范的。宋代对钱范材料和铸范方法进行改进,以母钱翻砂铸钱,并由此延伸出生产和检查铸币的钱样制度,有效提升了铸钱工艺和铸币质量。
制作并颁布钱样是宋代铸造新钱之前的必要流程,一般由工部所属的文思院设计初始钱模,呈送皇帝审定。绍兴元年(1131)工部进呈“真篆当二、小平铜、铁钱牙样,诏下铸钱司。” “牙样”就是象牙雕刻的铜、铁钱样。绍兴二十七年(1157)高宗颁降铸钱式,御札称:“大小钱样付卿。乌背者制作频精,与开元、崇宁所铸相似,然恐费工难办。素背者似可作式样。”其中“乌背”指钱币背面经特殊打磨或涂层处理后有乌黑色泽,由于加工精细,工艺复杂,所需成本高昂;“素背”就是钱币背面未经额外处理的素面状态,工艺简单,可批量铸造,但防伪性和美观度较低。“乌背者”和“素背者”就是不同品相铜制样钱的代称。以上记载呈现了备制钱样的两个流程和两种材质。宋代工部进呈皇帝的钱样用象牙雕刻,这类钱样仅作皇帝审核的依据,用以确定钱币的初始形制、文字和尺寸标准。审批合格之后,文思院或铸钱司再依牙样翻铸成铜样,交由皇帝二次审定,审定无误才可颁发给各钱监。这里的铜样即祖钱,是后续钱监翻铸母钱的依据,牙样和祖钱决定了铸币的版本和样式,不参与实际的铸造和流通。
徽宗时朝廷变易钱法,多次审定并颁布钱样,来规范铸钱标准。崇宁四年(1105),崇宁监初铸当十钱,钱文由徽宗御书,“诏颁其式于诸路,令赤仄乌背,书画分明”,时人评价“其次漉铜,制作皆极精好”。大观年间,蔡京复相,再次推行当十钱,朝廷恢复了京畿地区两个铸钱监的建制,任命转运使宋乔年提举京畿铸钱司,宋乔年铸造了“乌背漉铜钱”呈献给徽宗,“漉铜”是一种高纯度精炼铜料,“乌背漉铜钱”工艺精良,铜含量高,徽宗随即下诏把此钱的工艺和样式作为诸路铸钱的参考标准。同时为了铸造夹锡钱,朝廷“遂降钱式及锡母于铸钱之路”,以铁锡合金的“锡母”作为夹锡铁钱的铸母。当时崇宁东监铸造三种样钱,分别是五文足重的锡质母钱、乌背铜样钱和漉铜样钱,宋乔年核算了各类样钱的铸造成本,发现乌背钱的工艺要求高、铸造效率低,上供户部的净收入少,于是“以漉铜钱下诸路令依样铸”。
钱样作为铸钱的标准依据,每一个钱样对应一版铸币,而各钱监所用原料有异、工匠技术有别,加上铸造过程中的一些人为事故或不可控因素,相同版别的铸币尚且有优劣之分,不同版别铸币的工艺和质量更是无法保证。为了减少铸造差异,维持铸币质量的稳定,朝廷在颁布钱样时,需尽量避免频繁更换样钱或大量翻铸母钱。淳熙十一年(1184)“进呈耿延年状:翻铸到淳熙十一年钱样。上曰:‘且用旧样,不必频改。’”淳熙年间,蕲春监生产的铸币“字画精细,轮郭坚明”,是公认的精品,然而到了淳熙末期,蕲春监“习久生弊”,工艺技术不及当初,铸币变得“粗恶”不堪。官方铸币质量下降使得民间盗铸成本降低,于是铁冶司翻铸新样以应对盗铸,然而“季别一样,自铸工不能记忆,民间何由辨认。”维持铸币价值、打击盗铸的根本在于保持优良的铸钱工艺和铸币质量,而不是轻易地变更钱样。叶适认为“若徒翻样增铁以自别异,深所未可”,建议“只以蕲春监淳熙七、八、九年钱样为准,务令精好,更不添两数及四季翻样。”维持钱样的稳定性与统一性是提升铸币质量的前提。
钱样制铸钱就是审定钱样、部颁样钱、刻制祖钱,然后翻铸母钱以铸造子钱的过程。其中涉及多个标准钱样,下面将参考鲍康《大钱图录》对清代钱样、祖钱、母钱和样钱的一段描述来对这些概念和相关流程做以梳理:“每改元铸新钱,先选圣洁之象牙刻作钱样,呈钱法堂侍郎鉴定,然后以精铜凿成祖钱。其穿孔非钱局人不能凿,再用祖钱翻砂铸母钱。以后开铸,则悉用母钱印范。颁发各省者,亦谓之母钱。外省呈进者为样钱。”其中提及的铸钱机构和职官与宋代不同,但各标准钱样之间的相互关系和产生顺序基本一致。在宋代,钱样是进呈皇帝审批用的,由文思院用象牙或木材等雕刻而成;祖钱是由钱样翻铸而成的,因为由精铜凿成,也称雕母;母钱是依祖钱翻砂铸成的第二代钱模,别称铸母,直接用于翻砂铸造子钱。子钱就是最后产出的上供內帑、流通市场的铸币;样钱是钱监从所铸的一批子钱中随机取样呈进,以备后续质量核验的样本。前期“钱样→祖钱→母钱”构成了一套严谨的样本复刻流程。钱样制为钱监铸钱提供生产样式的同时,也为规范铸币品质提供了一种具象化的质量标准。
四、依样铸钱和检验
宋初改进钱范材质,用普通的砂土混合炭灰或黏土制成含砂量较多的泥范,由于每副泥范都是双面型板的叠铸范盒,每版八列,每列八枚,所以当工匠用母钱在“沙模”上印出“模印”后,每副泥范就有六十四个额定“模印”,可以铸造六十四枚钱币。宋代以母钱翻砂铸钱,“其用工之序有三:曰沙模作;次曰磨钱作;末曰排整作”。铸钱之前要先对原料品质进行鉴别和分级,从源头做好质量管控,工匠、设备与原料准备就绪后开始铸钱:工序一,拿“兜杓”将熔化了的金属熔液倾注到各版共用的浇口中,熔液经过自然流动进入六十四个“模印”空腔,待冷却后打开范盒就可以看到与母钱形制相同的坯钱。工序二,从浇道上将坯钱撅落并贯串到一起,坯钱经过“风车”磨磋和“水轮”淘洗后,再进一步擦拭和研磨,最终得到轮廓规整、质地精密、钱文清晰、色泽晶莹的子钱。工序三,每千文子钱穿结为一贯,称重符合标准后就可以收纳入库。为了与民间伪铸钱币做以区分,钱监会采用深峻字口、精细砂型等工艺改进方法来提高仿制难度,部分铸币还会加铸星月纹或特殊背文。
宋代铸钱的每道生产工序都有对应的质量管理措施。第一道工序中用到的砂质范盒柔韧不易开裂,而且透气性好,便于清晰复制母钱纹路的同时,可以有效排出浇铸时产生的气泡,减少钱文偏移、钱体砂眼等不良缺陷的出现概率。第二道工序类似如今的抛光工艺,目的是改善坯钱的粗糙度,消除肉眼可见的杂质、毛边等物理缺陷,该工序的最后会对改善效果进行评价,方法就是从轮廓、质地、钱文、色泽四个方面进行质量检验,所谓“肉好周郭,坚泽精紧。文劲银钩,色莹玉填”就是质量合格与否的定性标准。从上节料例配比中可以发现,宋代习惯去预算每千文钱的原料重量、火耗和成品钱净重,第三道工序中要求子钱以贯或缗为单位进行排整,就是为了方便去校对成品钱的重量,校对标准就是当朝料例中规定的定量数据。
以上只是钱监对新钱重量和样式的自检,后续还有“转运提点铸钱司巡历所至”的抽检和“州差官”常规性的看拣,检验合格后,钱监才可以起发新钱。“国朝故事,诸监所铸钱,悉入于王府,岁出其奇羡,给之三司,方流布于天下。”宋代新钱按纲押运京师,交由内藏库和左藏库收纳。崇宁四年(1105)朝廷立钱纲验样法,即抽样检验钱监送纳中央的新钱,具体如何抽检并没有说明。不过可以参考《庆元条法事类》中关于钱纲抽样的记载,钱监上供钱“每纲于所装钱内取样,不得拣选”,样钱由监官与纲梢管押人共密封、签字画押。所取样钱分三部分:“一百文”通过“急脚递”快速传送至京城工部;一贯留在本州作为“住样”存档,以备日后查验对照,方便责任追溯;另有一贯随纲,若中途转运,需在装发当天将原本随纲的样钱重新加印密封,以防止押运人调换钱纲。到京后,随纲样钱与工部的“一百文”进行对照,“以样比验交纳”,如果两者不符,由钱监所属的铸钱司或州府进一步查验核实,并追究相关人员的责任,不合格新钱全部发还钱监验认。这里的样钱是进呈样,中央验收新钱时对照进呈样进行质量核验,相较而言,前文提及的钱样、祖钱和母钱属于下颁样,钱监铸钱时依下颁样进行生产和初检。宋代就是通过下颁样和进呈样来实现铸钱到交纳的全过程质量管理。
综上所述,保证原材料质量和严格钱样制度是实现成品铸币符合质量标准的必要条件。这不仅勾勒出宋代铸币技术演进的内在逻辑,亦折射出国家货币制度在技术条件、资源供给与治理效能交互作用下的复杂形塑轨迹。
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