국립중원문화유산연구소, 『고대 제철기술 복원실험 결과보고서』 발간

 국가유산청 국립문화유산연구원 국립중원문화유산연구소는 2022년부터 2023년까지 추진한 고대 제철기술 복원실험(12~14차)의 성과를 종합한 결과보고서를 발간했습니다. 이 실험은 제련(철 생산), 주조(쇳물 주입), 단야(철 가공)의 고대 공정을 재현하고 산출물을 과학적으로 분석하여 당시 기술 수준을 검증하는 방식으로 진행되었습니다.

1.  제련 실험 (12~14차): 괴련철 대신 선철 생산 확인

제련 실험은 충주 칠금동 유적 31호 노(爐)의 두 개 송풍관을 재현하여 노 내부에 바람을 공급하는 방식으로 진행되었습니다.

• 송풍 방식의 효과: 두 개 송풍관 방식은 노 내부의 온도와 산소 공급량을 증가시켜 철 생산 반응을 촉진하는 주요 요소로 작용함을 확인했습니다.

• 산출물 분석: 생성된 철재(슬래그, 부산물)를 분석한 결과, 원래 생산을 목표로 했던 괴련철 (단조 철기의 소재, 무른 특성) 대신 탄소 함량이 높아 딱딱한 성질을 가진 선철 (4% 이상 탄소 함유, 부식 시 부서지기 쉬움)이 생산된 것으로 확인되었습니다.

  • 제련(Smelting): 철광석을 녹여 사용할 수 있는 철을 만드는 과정입니다.

2.  주조 실험 (6차): 용해로 구조 개선 및 양질의 철부 생산

주조 실험은 경주 황성동 유적의 용해로를 재현하여 주조철부 (도끼 모양 도구)의 생산 공정을 복원하는 것을 목표로 했습니다.

• 구조 개선: 이전 실험에서 쇳물 출탕(배출) 시 출탕구가 자주 막혔던 문제점을 해결하기 위해, 출탕구 쪽 노 내벽의 두께를 얇게 조정하는 등 용해로 구조를 개선했습니다.

• 성과: 구조 개선 결과, 쇳물 유동성을 확보하여 표면에 기포가 거의 없는 양질의 주조철부 2개를 성공적으로 생산했습니다.

  • 주조(Casting): 쇳물을 주조틀에 부어 주조 철기를 제작하는 공정입니다.

3.  단야 실험 (5차): 문화유산 수리 현장 적용 가능성 확인

단야 실험을 통해 고대 철 생산 기술로 제작된 철물의 문화유산 수리 현장 적용 가능성을 확인했습니다.

• 실제 적용: 2020년 8차 제련 실험에서 생산된 철 소재를 사용하여 종묘 정전에서 수습된 누리개정 (서까래 고정 못)과 장쇠 (지붕 작업용 사슬)를 수리하고 원 위치에 복원했습니다.

  • 단야(Forging): 철을 두드려서 제품을 만드는 기술입니다.

 보고서 공개 및 향후 계획

이번에 발간된 보고서는 국립문화유산연구원 국가유산 지식이음 누리집에서 누구나 열람할 수 있습니다. 국립중원문화유산연구소는 앞으로도 고대 제철기술 복원의 완성도를 높이는 추가 실험들을 진행하고 그 과정과 성과를 지속적으로 공개하여 국민의 관심과 이해를 높여 나갈 계획입니다.