Abstract
In the present article, we have analyzed five slags excavated from the Unified Silla period iron smelting site, i.e., location 4-2 of the Inje Bupyeong-ri site, to investigate the iron smelting process. The total Fe content of the slag excavated from the Inje Bupyeong-ri site ranged between 3.65 and 23.78 wt%, lower than that of typical slag, and deoxidation agent of the slag ranged between 65.92 and 88.96 wt%, higher than that of typical slag. These results suggest that the recovery rate of iron was significantly high. Furthermore, cristobalite was detected in most of the samples, and the furnace temperature, estimated by substituting the analyzed data into the FAS and FCS state diagrams, was confirmed as 1,600℃ or more. These results suggest that the operation at the Inje Bupyeong-ri site was performed at a temperature capable of producing cast iron by completely melting the carbon-containing iron. Observation of the microstructure showed that the iron fragments excavated at the Inje Bupyeong-ri site were identified as white cast iron. Steadite from the ternary iron-carbon-phosphorus system was observed in the white cast iron structure. These results show that indirect smelting was performed when the iron smelting by-products were produced. Based on the analysis results, it was confirmed that the Inje Bupyeong-ri site was the indirect smelting site in the Unified Silla period.
본 연구에서는 인제 부평리유적 4-2지구 통일신라시대 제철유적에서 출토된 슬래그 5점에 대해 분석을 수행하였으며 그 결과를 통하여 당시의 제철공정을 밝히고자 하였다. 인제 부평리유적출토 슬래그의 전철량은 3.65~23.78%로 고대 제철에서 일반적으로 나타나는 전철량보다 상당히 낮았다. 조재량 또한 65.92~88.96%로 매우 높아 철과 슬래그의 분리가 원활하게 이루어졌을 것으로 보이며 그로 인해 철의 회수율이 상당히 좋았을 것으로 추정된다. 화합물 분석결과 대부분의 시료에서는 크리스토발라이트가 검출되었으며 FAS 상태도와 FCS 상태도에 분석된 데이터를 대입하여 추정한 노 내 온도 또한 1600℃ 이상으로 나타나 탄소를 포함한 철이 완전히 용융되어 주철을 생산하기에 충분한 온도로 조업이 이루어졌음을 확인하였다. 미세조직 관찰 결과 철편에서는 백주철 조직이 관찰되고 백주철 조직에서 철-탄소-인의 3원계 공정인 스테다이트가 함께 관찰되었다. 이는 제철부산물이 생성될 당시 주조 공정을 위한 간접제련이 이루어졌다는 증거가 된다. 분석결과를 토대로 인제 부평리유적은 철광석을 용해하여 선철을 생산한 간접제련유적인 것을 추정하였다.
