고대 방식으로 철 생산해 당시 무기 제작

중원문화유산연구소 단야, 주조 실험 성공
첨가제가 철 회수율에 미치는 영향도 파악

국립문화유산연구원 국립중원문화유산연구소는 고대 방식을 통해 생산한 철로 당시 무기 제작에 성공했다고 17일 밝혔다.

단야 실험 현장

연구소는 2014년부터 괴련철을 만드는 제련(철광석, 사철, 토철 등 원료에서 일차적으로 철을 추출하는 과정) 실험을 진행하고 있다. 괴련철은 단조 철기를 만드는 소재다. 철광석의 환원 작용으로 만들어진다. 표면에 구멍이 있고, 재질이 다소 무르다.

연구소는 2022년부터 괴련철로 고대 도구 제조를 시도했다. 철을 두드려서 제품을 만드는 기술인 단야, 쇳물을 주조 틀에 부어 주조 철기를 제작하는 공정인 주조 등이다.

실험은 모두 성공했다. 단야를 통해선 충주 칠금동 인근 탄금대 토성에서 발견된 덩이쇠(鐵鋌·괴련철을 정련해 생산한 긴 사각형 쇠판)와 충주 금릉동 유적의 고리자루칼(環頭刀) 모형을 만들었다. 연구소 관계자는 "7차 제련 실험에서 생성한 괴련철을 사용해 당시 철기를 제작할 수 있었다"고 설명했다.

제련 실험을 통해 제작된 철로 만든 덩이쇠 모형

주조 실험에선 사다리꼴 형태의 주입구로 주조 틀(용범)을 만들었다. 양쪽 주입구에 모두 철물을 붓는 기존 방식이 아닌 한쪽에서 철물을 부어 다른 한쪽으로 흘러나오도록 해 완성할 수 있었다. 연구소 관계자는 "주입구 형태보다 주입방식을 변경하는 것이 주조품 생산 과정에서 기포 발생을 줄이는 데 효과적이었다"고 부연했다.

한편 연구소는 제련 실험을 통해 점토 등 첨가제 사용에 따라 얼마만큼 철이 실제로 만들어지는지도 확인했다. 석회석, 모래 등이 많이 포함된 양양산 철광석에 점토를 추가하자 철 회수율은 17.8%로 나타났다. 첨가물을 추가하지 않은 이전 실험의 30%보다 크게 낮았다. 연구소 관계자는 "첨가제가 철 회수율을 촉진하는 데 영향을 끼치지 않는다고 봐야 한다"고 말했다.

이종길 기자 leemean@asiae.co.kr