3∼6세기의 고대 호남지역은 외부에서 유입된 철 소재에 대한 정련 및 단야 공정을 중심으로 철기생산이 이루어진 것으로 보고 있다. 나주 복암리 유적의 정련 및 단련단야 공정 슬래그 및 단야노지(鍛冶爐址)의 발굴은 호남 지역 최초로 철기 생산과 관련된 노가 발견되었다는 점에서 그 의미가 크다. 제철기술은 고대 사회의 발전에 중요한 역할을 하는 기술적 요소이다. 따라서 나주 복암리 정련 및 단야 관련 유적 슬래그를 현대적인 금속학적 분석을 통하여 살펴보았다. 고대 철은 저온환원법이라고 알려진 방식으로 얻어졌는데, 이때 철의 환원은 철의 ...
3∼6세기의 고대 호남지역은 외부에서 유입된 철 소재에 대한 정련 및 단야 공정을 중심으로 철기생산이 이루어진 것으로 보고 있다. 나주 복암리 유적의 정련 및 단련단야 공정 슬래그 및 단야노지(鍛冶爐址)의 발굴은 호남 지역 최초로 철기 생산과 관련된 노가 발견되었다는 점에서 그 의미가 크다. 제철기술은 고대 사회의 발전에 중요한 역할을 하는 기술적 요소이다. 따라서 나주 복암리 정련 및 단야 관련 유적 슬래그를 현대적인 금속학적 분석을 통하여 살펴보았다. 고대 철은 저온환원법이라고 알려진 방식으로 얻어졌는데, 이때 철의 환원은 철의 융점(1535℃)보다 낮은 온도에서 발생한다. 고대 제철로의 철생산은 노에 목탄(산화철, 융제와 함께)을 넣어 환원분위기 조성한다. 철광석로부터 슬래그를 배출한다. 이러한 결과물로서 괴련철을 얻는다. 괴련철은 균질하지 않고 내부에 많은 슬래그를 포함하고 있어 순수한 금속 철을 만들기 위해선 담금질이 필요하다. 이러한 저온환원법에서 생성된 슬래그에는 철 생산 과정이 남게 된다. 슬래그에 함유된 전철량 (Total-Fe) 및 조재량(SiO2+Al2O3+ CaO+MgO)을 통해 고대 철 생산의 효율을 추정할 수 있고 금속현미경의 미세조직에 따라 제철 슬래그, 주물슬래그, 단야 슬래그로 구분하여 고대 철 생산 공정을 파악할 수 있다. 또한, 주사전자현미경(SEM)은 샘플의 표면 이미지를 관찰하고 원료를 연구할 때 중요한 정보가 되는 원료의 형태, 구조, 표면관찰을 하였고, 에너지분산분광계(EDS)를 통하여 슬래그의 성분을 파악였다. X선 회절분석(XRD)를 이용하여 화합물상태를 구분할 수 있다. 본 연구는 5∼7세기 나주 복암리 유적에서 나온 단야공정슬래그(폐기장의 1호 부정형 수혈, 3호 단야 로와 4호 주구(周溝))를 대상으로 금속학적 분석을 실시하였다. 고대 철 생산의 전철량은 30∼50%, 조재량은 17∼40%으로 나주 복암리 슬래그의 성분 분석 결과와 비교했을 때 나주 복암리 슬래그의 전철량이 더 높고, 조재량은 더 낮은 결과 치를 나타낸다. 나주 복암리의 철 생산 공정은 정련 및 단련단야의 철 생산 과정으로 저온환원법에서 생산된 괴련철(sponge iron, 塊鍊鐵) 또는 선철(pig iron, 銑鐵)의 빈공간 사이에 있는 슬래그를 제거한다. 이러한 정련 공정을 통하여 다량의 철 성분이 슬래그에 잔류되어 전철량이 높게 된 것으로 사료된다. 나주 복암리의 전철량 성분은 58∼64%이다. 조재 성분(SiO2+Al2O3+CaO+MgO)은 슬래그의 유동성을 좋게 해주어 슬래그와 금속 철의 분리를 원활하게 하고, 제철시 용융온도를 낮춰주어 작업을 쉽게 이루어 질 수 있도록 한다. 나주 복암리의 철 생산 과정은 정련 및 단야 공정으로 제철 공정과 같은 철광석에서 금속철을 분리하기 위한 조재 성분의 보충이 불필요하여 고대 조재량에 비해 낮아 진 것으로 사료된다. 나주 복암리의 조재량 성분은 6∼17%이다. 화합물과 미세조직을 관찰한 결과，슬래그 1, 슬래그 3, 슬래그 4, 슬래그 7, 슬래그 8, 슬래그 9의 미세조직은 회색장주상의 Fayalite가 나타나고 Magnetite와 입상의 Wüstite 상이 나타나 는 것으로 보아 정련 및 단야 작업 중에 발생 한 정련 및 단야슬래그로 판단된다. 철광석 10의 미세조직은 다각형의 마그네타이트(Fe3O4)와 기지 조직으로는 유리질이 관찰되었다. 노벽 6, 노벽 11의 미세 조직에서도 다각형의 마그네타이트의 자철광 일부가 노벽의 유리질 기지에서 관찰되었다. 또한, XRD 결과에서 뮬라이트(3Al2O3·2SiO2)와 크리스토발라이트(SiO2)의 고온 지시 광물이 확인되었다. 900℃이상의 고온지시 광물을 통해 노의 소성온도가 높았을 것으로 추정해 볼 수 있다. 단조박편 2와 단조박편 5는 단조박편으로 단련단야 작업 과정에 중요한 정보를 나타낸다. 미세조직 관찰 결과에서 단조박편 2의 단조박편은 내부층에 나뭇잎 형태의 뷔스타이트 조직이 뚜렷하게 나타나는데, 이는 단련단야 전반 단계에 해당한다. 단조박편 5의 단조 박편의 미세조직은 단련단야 후반 단계로 반복 단조가 진행 되면서 내부층의 뷔스타이트가 응집되어 압착된 형태의 미세조직이 관찰된다. 이상의 결과를 통해 나주 복암리 유적에서는 철 소재를 정련 하여 생산된 중간 소재를 가지고 단련단야 가공하여 최종 철제품을 생산하였던 철 생산 기술이 시행하였던 것으로 보여 진다.
3∼6세기의 고대 호남지역은 외부에서 유입된 철 소재에 대한 정련 및 단야 공정을 중심으로 철기생산이 이루어진 것으로 보고 있다. 나주 복암리 유적의 정련 및 단련단야 공정 슬래그 및 단야노지(鍛冶爐址)의 발굴은 호남 지역 최초로 철기 생산과 관련된 노가 발견되었다는 점에서 그 의미가 크다. 제철기술은 고대 사회의 발전에 중요한 역할을 하는 기술적 요소이다. 따라서 나주 복암리 정련 및 단야 관련 유적 슬래그를 현대적인 금속학적 분석을 통하여 살펴보았다. 고대 철은 저온환원법이라고 알려진 방식으로 얻어졌는데, 이때 철의 환원은 철의 융점(1535℃)보다 낮은 온도에서 발생한다. 고대 제철로의 철생산은 노에 목탄(산화철, 융제와 함께)을 넣어 환원분위기 조성한다. 철광석로부터 슬래그를 배출한다. 이러한 결과물로서 괴련철을 얻는다. 괴련철은 균질하지 않고 내부에 많은 슬래그를 포함하고 있어 순수한 금속 철을 만들기 위해선 담금질이 필요하다. 이러한 저온환원법에서 생성된 슬래그에는 철 생산 과정이 남게 된다. 슬래그에 함유된 전철량 (Total-Fe) 및 조재량(SiO2+Al2O3+ CaO+MgO)을 통해 고대 철 생산의 효율을 추정할 수 있고 금속현미경의 미세조직에 따라 제철 슬래그, 주물슬래그, 단야 슬래그로 구분하여 고대 철 생산 공정을 파악할 수 있다. 또한, 주사전자현미경(SEM)은 샘플의 표면 이미지를 관찰하고 원료를 연구할 때 중요한 정보가 되는 원료의 형태, 구조, 표면관찰을 하였고, 에너지분산분광계(EDS)를 통하여 슬래그의 성분을 파악였다. X선 회절분석(XRD)를 이용하여 화합물상태를 구분할 수 있다. 본 연구는 5∼7세기 나주 복암리 유적에서 나온 단야공정슬래그(폐기장의 1호 부정형 수혈, 3호 단야 로와 4호 주구(周溝))를 대상으로 금속학적 분석을 실시하였다. 고대 철 생산의 전철량은 30∼50%, 조재량은 17∼40%으로 나주 복암리 슬래그의 성분 분석 결과와 비교했을 때 나주 복암리 슬래그의 전철량이 더 높고, 조재량은 더 낮은 결과 치를 나타낸다. 나주 복암리의 철 생산 공정은 정련 및 단련단야의 철 생산 과정으로 저온환원법에서 생산된 괴련철(sponge iron, 塊鍊鐵) 또는 선철(pig iron, 銑鐵)의 빈공간 사이에 있는 슬래그를 제거한다. 이러한 정련 공정을 통하여 다량의 철 성분이 슬래그에 잔류되어 전철량이 높게 된 것으로 사료된다. 나주 복암리의 전철량 성분은 58∼64%이다. 조재 성분(SiO2+Al2O3+CaO+MgO)은 슬래그의 유동성을 좋게 해주어 슬래그와 금속 철의 분리를 원활하게 하고, 제철시 용융온도를 낮춰주어 작업을 쉽게 이루어 질 수 있도록 한다. 나주 복암리의 철 생산 과정은 정련 및 단야 공정으로 제철 공정과 같은 철광석에서 금속철을 분리하기 위한 조재 성분의 보충이 불필요하여 고대 조재량에 비해 낮아 진 것으로 사료된다. 나주 복암리의 조재량 성분은 6∼17%이다. 화합물과 미세조직을 관찰한 결과，슬래그 1, 슬래그 3, 슬래그 4, 슬래그 7, 슬래그 8, 슬래그 9의 미세조직은 회색장주상의 Fayalite가 나타나고 Magnetite와 입상의 Wüstite 상이 나타나 는 것으로 보아 정련 및 단야 작업 중에 발생 한 정련 및 단야슬래그로 판단된다. 철광석 10의 미세조직은 다각형의 마그네타이트(Fe3O4)와 기지 조직으로는 유리질이 관찰되었다. 노벽 6, 노벽 11의 미세 조직에서도 다각형의 마그네타이트의 자철광 일부가 노벽의 유리질 기지에서 관찰되었다. 또한, XRD 결과에서 뮬라이트(3Al2O3·2SiO2)와 크리스토발라이트(SiO2)의 고온 지시 광물이 확인되었다. 900℃이상의 고온지시 광물을 통해 노의 소성온도가 높았을 것으로 추정해 볼 수 있다. 단조박편 2와 단조박편 5는 단조박편으로 단련단야 작업 과정에 중요한 정보를 나타낸다. 미세조직 관찰 결과에서 단조박편 2의 단조박편은 내부층에 나뭇잎 형태의 뷔스타이트 조직이 뚜렷하게 나타나는데, 이는 단련단야 전반 단계에 해당한다. 단조박편 5의 단조 박편의 미세조직은 단련단야 후반 단계로 반복 단조가 진행 되면서 내부층의 뷔스타이트가 응집되어 압착된 형태의 미세조직이 관찰된다. 이상의 결과를 통해 나주 복암리 유적에서는 철 소재를 정련 하여 생산된 중간 소재를 가지고 단련단야 가공하여 최종 철제품을 생산하였던 철 생산 기술이 시행하였던 것으로 보여 진다.
The iron production in the Honam region from 3rd century to 6th century, carry out the refining and forging of iron which utilized smelt material imported from outside the Honam region. Naju Bogam-ri remains of iron production facilities and slag found in the first time Honam region is significant. ...
The iron production in the Honam region from 3rd century to 6th century, carry out the refining and forging of iron which utilized smelt material imported from outside the Honam region. Naju Bogam-ri remains of iron production facilities and slag found in the first time Honam region is significant. Iron production technology in the development of ancient societies played an important role. Therefore, we analyzed slag of the remains of iron manufactured on ancient times using modernized analysis tools. Iron was obtained in ancient times by what is known as the low temperature reduction process, reduction takes place at a lower temperature than that at which iron fluxes (1,536℃). The conditions in the ancient smelting furnace had to be very reductive and this was achieved by filling the furnace with charcoal (with iron oxide and fluxes). It had to have an exit to evacuate the slag from the gangue (1,100∼1,200℃). The result of this operation is the bloom iron. This product was not very homogenous and contained a lot of slag so hammering was necessary to build up the metal. Thus, Slag generated from low-temperature reduction will remain in the iron production process. From The contents of Fe and The modified rate (SiO2+Al2O3+CaO+MgO) containing to the iron slag, we can presume the extent of refinement technology of ancient times. It is possible to distinguish smelting ash, forging ash and casting ash using a metallurgical microscope. The use of scanning electron microscopy (SEM) is proposed to observe surface images of the slag to determine their morphological, microstructural and topographic characteristics to obtain valuable information on the materials studied. The study also proposes chemical analysis of the elements in the slag by X-ray microanalysis(EDS) which provides both qualitative and quantitative information. And X-ray diffraction analysis recognize the chemical compound of slag. This study contain analysis result of slag excavated from No.1 Irregular pits and No.3 Smithery hearth, No.4 Pit. We can know the characterization of the slag excavated from the Purifing and forging remains in Bogam-ri, Naju The total Fe content of Bogam-ri, Naju, can be observed most 58∼64% and The modified rate is most 6∼17% by chemical analysis results. Ancient the total Fe content is 30∼50% is, The modified rate is 17∼40%. the product of low temperature reduction process was not very homogenous and contained a lot of slag so hammering was necessary to build up the metal. In this process, Iron content in the slag was increased higher. Because of this, total Fe content is the increased higher. The modified rate is an ingredient that helps the fluidity of slag and the separation of metals. The modified rate in refining and forging processes is not necessary for function. For this reason, the content of The modified rate is low. As a result of XRD and the microstructure analysis, Fayalite，Magnetite, Wüstite was widely detected in the slags (slag 1, slag 3, slag 4, slag 7, slag 8, slag 9). We could know the refining ash and the forging ash produced during refining and forging work from these results. Microstructure of iron ore 10 was observed in the magnetite and glassy. Microstructure of Furnace wall 6 and 11 was observed in the magnetite and glassy. In the XRD results, Cristobalite and Mullite of temperature minerals were detected. Due to this reason, the furnace temperature of 900 degrees or more would have been. The microstructures of oxide layer in the hammer scale 2 and 5 were found to have crucial information about ancient iron forging process treatment. The microstructure observed in hammer scale can be distinguished by the forging process. First, the microstructure of the oxide layer in the hammer scale 2 created by the forging process is Wüstite (FeO) in the form of leaves. Latterly, the microstructure of the Wüstite(FeO) in the hammer scale 5 is observed to be in the form of a flat shape formed by a repeating forging process. These results, Naju Bogam-ri remains were the production technology of iron refining process and forging processes.
The iron production in the Honam region from 3rd century to 6th century, carry out the refining and forging of iron which utilized smelt material imported from outside the Honam region. Naju Bogam-ri remains of iron production facilities and slag found in the first time Honam region is significant. Iron production technology in the development of ancient societies played an important role. Therefore, we analyzed slag of the remains of iron manufactured on ancient times using modernized analysis tools. Iron was obtained in ancient times by what is known as the low temperature reduction process, reduction takes place at a lower temperature than that at which iron fluxes (1,536℃). The conditions in the ancient smelting furnace had to be very reductive and this was achieved by filling the furnace with charcoal (with iron oxide and fluxes). It had to have an exit to evacuate the slag from the gangue (1,100∼1,200℃). The result of this operation is the bloom iron. This product was not very homogenous and contained a lot of slag so hammering was necessary to build up the metal. Thus, Slag generated from low-temperature reduction will remain in the iron production process. From The contents of Fe and The modified rate (SiO2+Al2O3+CaO+MgO) containing to the iron slag, we can presume the extent of refinement technology of ancient times. It is possible to distinguish smelting ash, forging ash and casting ash using a metallurgical microscope. The use of scanning electron microscopy (SEM) is proposed to observe surface images of the slag to determine their morphological, microstructural and topographic characteristics to obtain valuable information on the materials studied. The study also proposes chemical analysis of the elements in the slag by X-ray microanalysis(EDS) which provides both qualitative and quantitative information. And X-ray diffraction analysis recognize the chemical compound of slag. This study contain analysis result of slag excavated from No.1 Irregular pits and No.3 Smithery hearth, No.4 Pit. We can know the characterization of the slag excavated from the Purifing and forging remains in Bogam-ri, Naju The total Fe content of Bogam-ri, Naju, can be observed most 58∼64% and The modified rate is most 6∼17% by chemical analysis results. Ancient the total Fe content is 30∼50% is, The modified rate is 17∼40%. the product of low temperature reduction process was not very homogenous and contained a lot of slag so hammering was necessary to build up the metal. In this process, Iron content in the slag was increased higher. Because of this, total Fe content is the increased higher. The modified rate is an ingredient that helps the fluidity of slag and the separation of metals. The modified rate in refining and forging processes is not necessary for function. For this reason, the content of The modified rate is low. As a result of XRD and the microstructure analysis, Fayalite，Magnetite, Wüstite was widely detected in the slags (slag 1, slag 3, slag 4, slag 7, slag 8, slag 9). We could know the refining ash and the forging ash produced during refining and forging work from these results. Microstructure of iron ore 10 was observed in the magnetite and glassy. Microstructure of Furnace wall 6 and 11 was observed in the magnetite and glassy. In the XRD results, Cristobalite and Mullite of temperature minerals were detected. Due to this reason, the furnace temperature of 900 degrees or more would have been. The microstructures of oxide layer in the hammer scale 2 and 5 were found to have crucial information about ancient iron forging process treatment. The microstructure observed in hammer scale can be distinguished by the forging process. First, the microstructure of the oxide layer in the hammer scale 2 created by the forging process is Wüstite (FeO) in the form of leaves. Latterly, the microstructure of the Wüstite(FeO) in the hammer scale 5 is observed to be in the form of a flat shape formed by a repeating forging process. These results, Naju Bogam-ri remains were the production technology of iron refining process and forging processes.
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