공주 공산성은 산 전체가 성곽과 그의 관련 시설로 이루어진 백제시대 성(城)이며, 성안마을은 공산성 내에서 가장 넓은 평탄 지대를 형성하고 있다. 2005년 3월 3일부터 현재까지 시굴조사를 실시하고 있으며 2012년 제5차 발굴조사를 통하여 확인된 유적은 백제시대 건물지 8기와 축대, 추정 계단지와 도로, 배수로, 집수지 그리고 철기산포지가 있으며 통일신라시대에 조성된 유구는 건물지 4기가 확인되었다. 본 연구는 공주 공산성 철기산포지에서 출토된 ...
공주 공산성은 산 전체가 성곽과 그의 관련 시설로 이루어진 백제시대 성(城)이며, 성안마을은 공산성 내에서 가장 넓은 평탄 지대를 형성하고 있다. 2005년 3월 3일부터 현재까지 시굴조사를 실시하고 있으며 2012년 제5차 발굴조사를 통하여 확인된 유적은 백제시대 건물지 8기와 축대, 추정 계단지와 도로, 배수로, 집수지 그리고 철기산포지가 있으며 통일신라시대에 조성된 유구는 건물지 4기가 확인되었다. 본 연구는 공주 공산성 철기산포지에서 출토된 슬래그 4점과 철편 3점을 대상으로 금속학적 분석을 하였으며 그 결과를 통하여 당시 제철공정의 기술 체계를 규명하고 유적의 성격을 밝히고자 하였다. 공주 공산성 철기산포지 출토 슬래그는 대체적으로 고대 슬래그 보다 높은 전철량을 보이며, 미세조직은 반복 단조의 결과로 응축되어 있거나 거대한 입상 또는 적층 된 우스타이트 조직이 관찰되는 단야 슬래그로 확인되었다. 철편 역시 높은 전철량을 보였으며 시멘타이트와 흑연이 관찰되는 회주철 조직과 레데뷰라이트가 관찰되는 백주철 조직으로 주조 관련 철편인 것이 확인되었다. 또한 전체적으로 제철부산물의 PO 함량이 높은 경향을 띠고 있었으며 같은 유적의 저수시설 출토 마구류와 철기산포지 출토 철촉의 비금속개재물에서도 PO의 함량이 높게 분석되었다. 공산성 성안마을의 저수시설과 집수시설에서 머리뼈와 말뼈가 출토되어 매장환경에 인(P) 성분이 많이 포함되었을 것으로 추정되며 철기산포지 주변에 배수로가 같이 발견되어 수침된 퇴적물의 영향으로 인해 단야 슬래그와 유물의 비금속개재물에서 높은 PO의 함량이 관찰된 것으로 보인다. 화합물 분석 결과 G5-5 철편을 제외하고는 XRD에서 모두 우스타이트가 검출되었으며 검출되지 않은 G5-5 철편에도 우스타이트 조직이 금속현미경으로 관찰되었다. FAS계 상태도에 XRF 분석 결과를 대입하여 추정한 결과 단야 슬래그와 주조 철편인 G5-1, G5-2, G5-3, G5-4, G5-6, G5-7은 약 1200∼1300℃ 사이, 단야 슬래그지만 유리질 슬래그의 비중이 큰 G5-5는 1470∼1595℃ 사이의 온도에서 정출된 것으로 추정된다. 따라서 당시 공주 공산성 성안마을 철기산포지에서는 대체적으로 1200∼1300℃ 정도의 온도에서 조업이 수행된 것으로 추정된다. 공주 공산성에서는 제철로나 송풍관이 아직까지 확인되지는 않았으나 출토유물로 정련-단련 공정으로의 이행을 위해 생성물을 납작하게 누르는 사전 작업인 편상의 철제 유물·용도 미상의 단조 철제 유물과 주구부를 가진 도가니가 슬래그, 철편과 함께 발견되었다. 따라서 위 연구 결과를 종합하여 고려해보았을 때, 공주 공산성에서는 철기 생산지가 존재하였음을 확인시켜주고 있으며, 단조 관련 유물과 주조 관련 유물의 확인으로 제련 공정보다는 단조·주조 철기를 작업하는 완성 단계의 정련·제강·단야·용해 공정이 집중적으로 행해졌던 장소가 존재하였을 것으로 추정된다.
공주 공산성은 산 전체가 성곽과 그의 관련 시설로 이루어진 백제시대 성(城)이며, 성안마을은 공산성 내에서 가장 넓은 평탄 지대를 형성하고 있다. 2005년 3월 3일부터 현재까지 시굴조사를 실시하고 있으며 2012년 제5차 발굴조사를 통하여 확인된 유적은 백제시대 건물지 8기와 축대, 추정 계단지와 도로, 배수로, 집수지 그리고 철기산포지가 있으며 통일신라시대에 조성된 유구는 건물지 4기가 확인되었다. 본 연구는 공주 공산성 철기산포지에서 출토된 슬래그 4점과 철편 3점을 대상으로 금속학적 분석을 하였으며 그 결과를 통하여 당시 제철공정의 기술 체계를 규명하고 유적의 성격을 밝히고자 하였다. 공주 공산성 철기산포지 출토 슬래그는 대체적으로 고대 슬래그 보다 높은 전철량을 보이며, 미세조직은 반복 단조의 결과로 응축되어 있거나 거대한 입상 또는 적층 된 우스타이트 조직이 관찰되는 단야 슬래그로 확인되었다. 철편 역시 높은 전철량을 보였으며 시멘타이트와 흑연이 관찰되는 회주철 조직과 레데뷰라이트가 관찰되는 백주철 조직으로 주조 관련 철편인 것이 확인되었다. 또한 전체적으로 제철부산물의 PO 함량이 높은 경향을 띠고 있었으며 같은 유적의 저수시설 출토 마구류와 철기산포지 출토 철촉의 비금속개재물에서도 PO의 함량이 높게 분석되었다. 공산성 성안마을의 저수시설과 집수시설에서 머리뼈와 말뼈가 출토되어 매장환경에 인(P) 성분이 많이 포함되었을 것으로 추정되며 철기산포지 주변에 배수로가 같이 발견되어 수침된 퇴적물의 영향으로 인해 단야 슬래그와 유물의 비금속개재물에서 높은 PO의 함량이 관찰된 것으로 보인다. 화합물 분석 결과 G5-5 철편을 제외하고는 XRD에서 모두 우스타이트가 검출되었으며 검출되지 않은 G5-5 철편에도 우스타이트 조직이 금속현미경으로 관찰되었다. FAS계 상태도에 XRF 분석 결과를 대입하여 추정한 결과 단야 슬래그와 주조 철편인 G5-1, G5-2, G5-3, G5-4, G5-6, G5-7은 약 1200∼1300℃ 사이, 단야 슬래그지만 유리질 슬래그의 비중이 큰 G5-5는 1470∼1595℃ 사이의 온도에서 정출된 것으로 추정된다. 따라서 당시 공주 공산성 성안마을 철기산포지에서는 대체적으로 1200∼1300℃ 정도의 온도에서 조업이 수행된 것으로 추정된다. 공주 공산성에서는 제철로나 송풍관이 아직까지 확인되지는 않았으나 출토유물로 정련-단련 공정으로의 이행을 위해 생성물을 납작하게 누르는 사전 작업인 편상의 철제 유물·용도 미상의 단조 철제 유물과 주구부를 가진 도가니가 슬래그, 철편과 함께 발견되었다. 따라서 위 연구 결과를 종합하여 고려해보았을 때, 공주 공산성에서는 철기 생산지가 존재하였음을 확인시켜주고 있으며, 단조 관련 유물과 주조 관련 유물의 확인으로 제련 공정보다는 단조·주조 철기를 작업하는 완성 단계의 정련·제강·단야·용해 공정이 집중적으로 행해졌던 장소가 존재하였을 것으로 추정된다.
Gongsanseong Fortress in Gongju is a fortress constructed during the Baekje Dynasty with the entire mountain composed of the fortress wall and relevant facilities. Seongan Village within the fortress was established on the widest flat area within the Gongsanseong Fortress. Trial excavation has been ...
Gongsanseong Fortress in Gongju is a fortress constructed during the Baekje Dynasty with the entire mountain composed of the fortress wall and relevant facilities. Seongan Village within the fortress was established on the widest flat area within the Gongsanseong Fortress. Trial excavation has been carried out from 2005 to present and historical remains found through the 5th excavation in 2012 included 8 building sites, drainage system, receiving water reservoir and site with scattered ironware during the Baekje Dynasty and 4 building sites estimated to have been established during the Unified Silla Dynasty. This study executed metallurgical analysis on 4 pieces of slags and 3 iron fragments excavated from the site with scattered ironware in the Gongsanseong Fortress in Gongju in order to investigate the technological system of the steel manufacturing process through the results of the analysis and to disclose the properties of the historical remains. Slags excavated from the site with scattered ironware in the Gongsanseong Fortress in Gongju generally displayed higher total iron contents than that of the ancient slags. Moreover, there were found to be forging slag with observation of the condensed microstructure as the results of repetitive forging or enormous globular or laminated wustite structures. Iron fragments also displayed high total iron contents and were found to be casting related iron fragments having grey cast iron structure with observation of cementite and graphite, and white cast iron structure with observation of ledeburite. In addition, there was trend of high P2O5 contents in the by-products of iron manufacturing in overall. Moreover, there also were high P2O5 contents in the horse equipment excavated from the water reservoir facility of the same historical remains and in the non-metallic inclusions of the iron arrowheads excavated from the site with scattered ironware. It was assumed that they have high phosphorous(P) contents due to the burial environment from which head bones and horse bones have been excavated from the water reservoir and collection facility in the village within the Gongsanseong Fortress and that high P2O5 contents are observed in the forging slags and non-metallic inclusions of iron arrowheads due to the effects of the sedimentations immersed in the water as water drainage channels have been discovered in the area around the site with scattered ironware. As the result of chemical analysis, wustite was detected in all XRD with the exclusion of the G5-5. Wustite structure was also observed under metal microscope even in the non-detected G5-5. As the results of presumption by substituting the XRF analysis results into the FAS phase diagram, G5-1, G5-2, G5-3, G5-4, G5-6 and G5-7, which are forging slags and cast iron fragments, are estimated to have been extruded at the temperature range of 1,200∼1,300℃, while G5-5, which is also a forging slag but with large proportion of glassy slag, have been extruded at the temperature range of 1.470∼1,595℃. Therefore, it is presumed that iron works were executed with the temperature range of 1,200∼1,300℃ in general at the site with scattered ironware in the Seongan village within the Gongsanseong Fortress in Gongju at the time. Although furnace or blast pipe for iron manufacturing has not been excavated from the historical remains in the Gongsanseong Fortress in Gongju, artifacts including plate shaped iron-artifacts used for the preliminary work of flatly compressing the products manufactured for execution of iron refining process and forging process, forging iron artifacts with unknown use, and crucible with separate pouring spout were excavated along with the slags and iron fragments. Therefore, the above research results indicate that there would have been production facility for ironware in the historical remains within Gongsanseong Fortress in Gongju. Moreover, it is presumed that there existed a venue at which intensive processes of smithing and melting at the completion stage of making forging and casting iron artifacts were executed rather than smelting processes on the basis of confirmation of the presence of forging related artifacts and casting related artifacts in the aforementioned sites.
Gongsanseong Fortress in Gongju is a fortress constructed during the Baekje Dynasty with the entire mountain composed of the fortress wall and relevant facilities. Seongan Village within the fortress was established on the widest flat area within the Gongsanseong Fortress. Trial excavation has been carried out from 2005 to present and historical remains found through the 5th excavation in 2012 included 8 building sites, drainage system, receiving water reservoir and site with scattered ironware during the Baekje Dynasty and 4 building sites estimated to have been established during the Unified Silla Dynasty. This study executed metallurgical analysis on 4 pieces of slags and 3 iron fragments excavated from the site with scattered ironware in the Gongsanseong Fortress in Gongju in order to investigate the technological system of the steel manufacturing process through the results of the analysis and to disclose the properties of the historical remains. Slags excavated from the site with scattered ironware in the Gongsanseong Fortress in Gongju generally displayed higher total iron contents than that of the ancient slags. Moreover, there were found to be forging slag with observation of the condensed microstructure as the results of repetitive forging or enormous globular or laminated wustite structures. Iron fragments also displayed high total iron contents and were found to be casting related iron fragments having grey cast iron structure with observation of cementite and graphite, and white cast iron structure with observation of ledeburite. In addition, there was trend of high P2O5 contents in the by-products of iron manufacturing in overall. Moreover, there also were high P2O5 contents in the horse equipment excavated from the water reservoir facility of the same historical remains and in the non-metallic inclusions of the iron arrowheads excavated from the site with scattered ironware. It was assumed that they have high phosphorous(P) contents due to the burial environment from which head bones and horse bones have been excavated from the water reservoir and collection facility in the village within the Gongsanseong Fortress and that high P2O5 contents are observed in the forging slags and non-metallic inclusions of iron arrowheads due to the effects of the sedimentations immersed in the water as water drainage channels have been discovered in the area around the site with scattered ironware. As the result of chemical analysis, wustite was detected in all XRD with the exclusion of the G5-5. Wustite structure was also observed under metal microscope even in the non-detected G5-5. As the results of presumption by substituting the XRF analysis results into the FAS phase diagram, G5-1, G5-2, G5-3, G5-4, G5-6 and G5-7, which are forging slags and cast iron fragments, are estimated to have been extruded at the temperature range of 1,200∼1,300℃, while G5-5, which is also a forging slag but with large proportion of glassy slag, have been extruded at the temperature range of 1.470∼1,595℃. Therefore, it is presumed that iron works were executed with the temperature range of 1,200∼1,300℃ in general at the site with scattered ironware in the Seongan village within the Gongsanseong Fortress in Gongju at the time. Although furnace or blast pipe for iron manufacturing has not been excavated from the historical remains in the Gongsanseong Fortress in Gongju, artifacts including plate shaped iron-artifacts used for the preliminary work of flatly compressing the products manufactured for execution of iron refining process and forging process, forging iron artifacts with unknown use, and crucible with separate pouring spout were excavated along with the slags and iron fragments. Therefore, the above research results indicate that there would have been production facility for ironware in the historical remains within Gongsanseong Fortress in Gongju. Moreover, it is presumed that there existed a venue at which intensive processes of smithing and melting at the completion stage of making forging and casting iron artifacts were executed rather than smelting processes on the basis of confirmation of the presence of forging related artifacts and casting related artifacts in the aforementioned sites.
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