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노계마을 제철유적 출토유물의 자연과학적 분석연구
Examination of Smelting and Smithing Slags Excavated from the Iron Production Site of the Nogye Village 원문보기

보존과학회지 = Journal of conservation science, v.31 no.4, 2015년, pp.411 - 427  

이은우 (국립중원문화재연구소) ,  이장존 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ,  채미희 (국립중원문화재연구소) ,  김은지 (국립중원문화재연구소)

초록
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노계마을(본리 324-1번지) 제철유적 발굴조사 결과 중 1, 2호 로 주변에서 확인된 수혈유구에서 출토된 제철관련 유물을 대상으로 분석을 실시하여 철 생산 시설의 성격을 밝히고자 하였다. 분석은 슬래그, 철광석, 노벽 등 32개의 시료를 대상으로 미세조직관찰, 성분 및 화합물분석을 통해 재료적 특성을 확인하였다. 1호로 내부 슬래그의 경우 위치별 분석을 실시하여 형성과정에 대한 검토도 실시하였다. 단야로로 추정되는 1호로 내부에서 출토된 슬래그는 조업과정에서 노하부에 수차례에 걸쳐 노하부에 축적된 2차 공정 생성물로 확인되며 주변의 1호 및 2호 수혈유구 슬래그의 경우 일반적인 제련슬래그와 유사한 특징을 보인다. 제련로로 추정되는 2호로 주변에 위치한 5호 수혈유구 슬래그의 경우 회수율이 높지 않은 일반적인 유출 슬래그의 특징을 보여 제련공정의 관계성이 확인된다. 철광석의 품위는 다양하며 노벽재료는 특별히 내식성을 고려하여 선택하지 않은 것으로 여겨진다. 한편 슬래그의 CaO와 같은 비철원소의 성분함량이 철광석에 비해 높게 나타나는 현상은 석회물질의 첨가 보다는 목탄재에 의한 영향이나 전체적인 철 함량의 감소에 따른 나머지 구성원소의 상대적 증가에 의한 결과와 같은 다른 요인들에 대해 고려해 볼 필요가 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of the present study is to examine the objects excavated from the archaeological site of the Nogye Village in terms of their relationships with the iron production facilities such as 1ho smithing hearth and 2ho smelting furnace. 32 samples including slags, iron ores, and wall were analyz...

주제어

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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 국립중원문화재연구소에서 2014년도에 실시한 노계마을(본리 324-1번지) 발굴조사 결과 중 유일한 철 생산 관련 시설로 확인된 1호 및 2호 로 주변에서 확인된 수혈유구 슬래그에 대한 집중적인 분석을 실시하여 제철유물과 철 생산 시설과의 관계성을 자연과학적 분석 내용을 중심으로 검토해 보고자 하였다. 또한 슬래그 외에 유적에서 출토되는 철광석 및 노벽 등의 제철조업과 관련된 유물의 분석을 통해 제철유적의 성격 규명을 위한 자료를 확보하고자 하였다.
  • 00wt%에 크게 미치지 못하므로 사철의 사용가능성은 낮은 것으로 여겨진다. 또한 유적 내에서도 사철은 확인되지 않고 철광석이 다수 출토되었다는 고고학적 정황도 이를 뒷받침한다.
  • 이에 본 연구에서는 국립중원문화재연구소에서 2014년도에 실시한 노계마을(본리 324-1번지) 발굴조사 결과 중 유일한 철 생산 관련 시설로 확인된 1호 및 2호 로 주변에서 확인된 수혈유구 슬래그에 대한 집중적인 분석을 실시하여 제철유물과 철 생산 시설과의 관계성을 자연과학적 분석 내용을 중심으로 검토해 보고자 하였다. 또한 슬래그 외에 유적에서 출토되는 철광석 및 노벽 등의 제철조업과 관련된 유물의 분석을 통해 제철유적의 성격 규명을 위한 자료를 확보하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철성분이 높은 슬래그는 어떤 경우에 나타나는가? 213wt%로 크게 다르지 않은 것으로 나타난다. 이처럼 철성분이 높은 슬래그는 용해를 수반하는 주철제련에서보다는 저온환원법에 의한 괴련철의 제련과정에서 주로 나타나며(Park, 2004) 회수율이 낮은 조업에서 생성된 슬래그로 볼 수 있다. 하지만 제련공정이 아닌 단야와 같은 후속공정에 의해 생성되는 슬래그도 높은 철함량을 갖기 때문에(Choi, 2015) 슬래그의 출토상황, 형태 및 미세조직 등 다양한 요인을 함께 고려해야 한다.
당시의 제철기술을 연구함에 있어 슬래그의 활용성이 높은 이유는? 마지막으로 생성된 슬래그는 활용도가 낮아 대부분 생산된 장소 주변에 폐기되기 때문이다. 이러한 이유로 당시의 제철기술을 연구함에 있어 슬래그의 활용성은 상당히 높은데 사용된 재료와 슬래그가 생성될 당시의 환경 등 다양한 정보를 제공하는 중요한 자료가 되며 사용된 원료, 기술 및 지역적 차이점에 대한 내용 등 다양한 분야의 연구에 있기 때문이다(Talycote, 1962). 국내의 경우 슬래그를 중심으로 한 제철 유적 출토유물에 대한 연구는 1980년대 이후로 증가하기 시작하여 여러 연구자들에 의해 실시되었는데 원료의 종류(Choi et al, 1994), 기술체계(Park, 2004) 등 연구의 다양성 및 자료 축적 면에서 많은 성과를 이루었으며 제철유적에 대한 발굴조사가 증가함에 따라 제철관련 유물의 자연과학적 분석도 증가하는 추세이다.
제철유적에서 출토되는 부산물 중 슬래그가 대부분을 차지하는 이유는? 제철유적에서는 흔히 다양한 제철조업 부산물이 출토되는데 그 중 슬래그가 대부분을 차지한다. 그 이유로는 첫째, 고대 제철조업은 기술의 부족으로 인해 철 회수율이 높지 않아 상당량의 원료성분이 철로 환원되지 못하고 슬래그로 형성되었다. 둘째, 슬래그는 부식되는 철과 달리 화학적으로 안정하며 자연요인에 의해 쉽게 형태가 변형되는 노벽과 달리 물리적으로 긴 세월동안 유지될 수 있는 조건을 갖추고 있기 때문이다(Serneels, 2003). 마지막으로 생성된 슬래그는 활용도가 낮아 대부분 생산된 장소 주변에 폐기되기 때문이다. 이러한 이유로 당시의 제철기술을 연구함에 있어 슬래그의 활용성은 상당히 높은데 사용된 재료와 슬래그가 생성될 당시의 환경 등 다양한 정보를 제공하는 중요한 자료가 되며 사용된 원료, 기술 및 지역적 차이점에 대한 내용 등 다양한 분야의 연구에 있기 때문이다(Talycote, 1962).
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참고문헌 (24)

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  2. Cho, H.K., Cho, N.C., and Kang, D.I, 2013, Scientific Analysis of Slags and Furnace Wall collected from Iron Production Site at Suryong-ri Wonmorongi in Chunju, Journal of Conservation Science, 29, 139-147. (in Korean with English abstract) 

  3. Choi, J., Kim S.C., and Doh, J.M., 1994, Metallography of Iron Slags excavated from Bongsan-dong, Yeosu City in the Period of the 16th to 19th century, Journal of the Korean Conservation Science for Cultural Properties, 3, 13-18 (in Korean with English abstract). 

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  20. Shin, K.H. and Choi, Y.M., 2012, Metallurgical study on the archaeological objects produced by ancient Korean iron production, Korea Cultural Properties Investigation and Research Institute Association, 616-634. (in Korean) 

  21. Serneels, V. and Crew, P., 1997, Ore-Slag Relationships from Experimentally Smelted Bog-Iron Ore, Early Ironworking in Europe, archaeology and experiment Plas Tan y Bwlch, 78-82. 

  22. Serneels, V. and Perret S., 2003, Quantification of smithing activities based on the investigation of slag and other material remains, Archaeometallurgy in Europe, Proceedings of the International Conference, 1, 469-478. 

  23. Tylecote, R.F., 1962, Metallurgy in Archaeology, London, Edward Arnold LTD. 

  24. Yoon, D.S., 1986, Slags produced by ancient iron manufacture, Publish of National Academy of Sciences of Korea, 25. (in Korean) 

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