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연구과제 상세정보

한국 전통 제철기술문화의 복원과 활용을 위한 재현실험적 연구
Experimental Study to Reconstruct the Iron Making Technological Culture of Traditional Era in Korea - In the Way of Amalgamative Methods of Archaeology and Metal Engineering
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 학제간융합연구사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2014S1A5B6037922
선정년도 2014 년
연구기간 3 년 (2014년 09월 01일 ~ 2017년 08월 31일)
연구책임자 이남규
연구수행기관 한신대학교
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 김수기(용인대학교)
성정용(충북대학교)
양선아(강원대학교)
신경환(신세기에스에프에스 (주) 금속기술연구소)
김권일
조대연(전북대학교)
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 각종 문화재의 복원에 다양한 철소재가 소요되는 국가적 문제를 해결하는데 있어 전통방식에 의해 생산된 철의 공급이 필요하나 현재 우리나라의 전통제철기술은 안타깝게도 단절되어 오랜 기간 방치되어 왔다. 따라서 국가는 이에 대한 복원을 서둘러야 함에도 불구하고 아직 제대로된 대책을 제시하지 못하고 있는 안타까운 실정이어서 이러한 연구의 필요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.
    본 연구는 고고학적으로 발굴된 고대~근세의 제철관련 자료들과 금속공학적으로 분석된 결과들을 종합적으로 검토하여 파악한 제철의 원리 및 기술 정보에 기초하여 수 차례에 걸친 전통적 제철복원실험을 실시하고, 그 결과에 대해 계획적이고 치밀하게 분석하여 고대~조선시대에 해당하는 전통시대(전근대)의 제철기술을 보다 원형에 가깝게 복원하고 향후 다양한 분야에 적극 활용할 수 있도록 하는데 그 목적을 두고 있다.
    본 연구의 목적과 관련하여 고고학과 금속공학을 융합한 연구의 배경, 필요성, 연구주제의 독창성과 선행연구와의 비교에 의한 차별성 등이 있다.
  • 기대효과
  • 1) 전통 제철기술의 과학기술사적 체계화
    본 연구는 고대 및 중세의 전통제철에 대한 공학적 기초원리를 철저히 파악하고 아울러 고고학적 발굴자료들에 대한 면밀한 검토를 병행하여 제철 재현실험을 성공적으로 시행하므로써 전통 제철기술에 대한 과학기술사적으로 체계화가 가능해질 것이다.
    이러한 전통 제철문화에 대한 고고학과 금속공학의 융복합적 연구에 있어 무엇보다 중요한 의미는 당시의 실상을 두 분야의 엄밀한 과학적 방법론에 입각하여 체계적, 통합적으로 구명하는 작업에 있다 하겠다. 이러한 기초적인 과학적 원리에 입각하여 전통 제철기술의 실상이 명확이 파악되면 이후의 관련 분야 연구와 복원실험 등에서 반복되던 다양한 오류들이 근본적으로 시정될 수 있을 것이며, 보다 진전된 세부적 연구가 가능해질 것으로 기대된다.
    2) 제철사 분여 연구의 활성화
    (1) 국내 제철사 연구의 활성화
    그동안 오류로 점철되었던 제철사 연구에 있어 과학적 및 공학적 원리에 대한 이해가 증진됨으로써 이 분야 연구가 보다 활성화 될 수 있을 것이다. 특히 그에 기초하여 복원실험에서 전통적 기법에 의한 철의 생산이 가능해질 것으로 보이며 그러한 소재를 원료로 한 철기 제작기술의 연구도 실험고고학적 방식으로 보다 활발히 진행될 것이다..
    그리고 그동안 고고학적 방법론에만 의존하던 철기 전공자들도 이러한 연구를 계기로 하여 금속공학적 내용 등을 포함한 융합적 연구 방법론을 보다 적극적으로 채용할 것이다.
    (2) 동아시아 제철사 연구의 활성화
    아직 연구의 수준이나 여건이 충분하지 않은 동아시아의 연구 상황하에 한국에서 전통방식의 제철문화에 대한 연구가 고고학과 금속공학 간의 융복합적 협력체계 속에 성공적으로 이루어지게 되어 주변국의 제철사연구에 이상적인 연구모델을 제공하게 될 것이며, 중국과 일본, 그리고 더 나아가 세계 각 지역의 제철사 연구 활성화에도 크게 기여하는 큰 성과를 얻을 것으로 확신한다.
    (3) 전통 제철문화 복원 실험의 표준방식 및 매뉴얼 제공
    그동안 졸속하게 진행되어 실패를 반복하던 국내의 제철 복원실험은 공학적 원리에 기초한 제철로의 축조, 적정한 송풍 방식의 채택, 각 단계별 공정의 표준화 등이 제대로 이루어지지 않아 아까운 예산만 낭비하는 결과를 초래하였다. 이제 고고학과 금속공학의 융합적 방법론에 입각하여 제철 복원실험의 기준이 제공될 수 있게 되어 그러한 문제점들은 크게 개선될 것으로 전망된다. 그리고 이를 기반으로 전통제철 조업의 기본 매뉴얼이 작성되어 이를 간편히 활용할 수 있게 될 것이다.
    (4) 전통과학기술사의 중요 교육자료로 활용
    전통 기술 중에서도 각 시대 마다 최첨단의 하이테크 위치에 있었던 제철기술은 그 무엇 보다 과학기술사 분야의 역사적 교육에 있어 대단히 중요한 위치를 점하고 있다. 특히 전세계의 제철사에 있어 동아시아적 특성으로 인해 가장 선진적인 위치에 있었던 고대의 제철문화 연구성과는 자라나는 청소년들에게 과학적 지식과 자긍심을 불어넣어주기에 충분하다.
    그 외에 포스텍 강철대학원 같은 우리나라 제철교육의 본산에서는 보다 수준 높은 제철사 교육이 특강 형식으로라도 이루어질 수 있도록 유도하고자 한다.
    (5) 제철문화 축제의 제철조업 기준 및 학술적 기반 제공
    그동안 울산, 창원, 김해 등에서 지자체 자체의 노력으로 제철문화 축제가 열려왔고 현재도 계속 추진 중에 있다. 이 축제의 하이라이트는 단연 제철 복원작업이 차지하고 있다.
    하지만 이러나 작업은 일종의 퍼포먼스에 불과한 수준의 것들로서, 기존의 연구성과를 참조한다고는 하지만 전문연구자들의 충분한 자문을 결하고 있고, 심지어는 고고학적 근거를 무시한 채 지극히 편의주의적이고 왜곡된 형태로 진행되고 있어 오히려 국민들을 호도하는 측면도 있었다.
    이러한 상황에서 이번 연구를 통해 전통 체철의 과학적 원리가 제대로 파악되면서 기존의 잘못된 제철문화 축제가 그에 기초하여 정상적인 제철 복원작업을 실시할 수 있게 될 것이고, 그를 통해 참여하는 국민들도 올바를 지식을 얻게 될 것이다.
    (6) 전통기술 장인 양성 및 무형문화재의 제철장의 선정과 점검에 활용
    고대 제철의 과학적 원리가 제대로 파악되면서 이러한 현행의 제반 문제들이 상당히 해결되었다고 생각된다. 그리고 더 나아가 연구를 통해 복원된 고대 및 전통 제철기술을 기준으로 장차 이 분야의 인간문화재를 지정하고, 이를 통해 우수했던 우리의 조상들의 장인정신을 보존하고 선양해나가는 노력을 부단히 해야할 것이다.
  • 연구요약
  • 이번 연구의 구성은, 한국연구재단의 이 부분에 대한 제한적 조건에 맞출 수 밖에 없어, 기본적으로 고고학과 금속공학 분야의 전문가들이 중심을 이루나 실제작업에 있어 제련 및 단련단야 전문의 국가 무형문화재급 장인들과 이 분야에 종사하는 인부들도 함께 참여하며 부분적으로 유관분야의 전문가나 장인들도 연구협력자로 동참하게 될 것이다.
    먼저 인적 구성에 있어 책임 및 공동연구원 6인(고고학 분야 4인, 공학분야 2인) 가운데 책임연구원(고고학)과 공동연구원 갑(금속공학)은 1980년대 초부터 양분야의 융합적 연구체제를 구축하여 이미 30여년간 우리나라는 물론 일본의 제철 및 철기생산 유적에서 출토된 각종 시료들을 분석하여 왔으며, 그 연구 결과 우리나라 전통 제철의 다양한 기술들을 구명하였다. 그리고 2000년 이후 부터 제련유적을 중심으로 하면서 40여개소의 각 시대 각종 단계 제철유적 자료들을 분석하였고 그 결과 그림 4에서 보는 바와 같은 한국 고대 제철공정 종합적 체계도의 기본적 흐름을 파악할 수 있었고 작년까지의 씨앗형 연구 과정에서 기타 공동연구원들과의 연구 협력을 보태어 신뢰할 수 있는 수준의 완성된 체계도를 작성할 수 있었다.
    이제는 단위별 기술들에 대한 재현실험을 반복적으로 실행하여 그간의 연구성과로 도출된 이와 같은 제철공정 체계도의 타당성과 신뢰성 여부를 검증하고 보다 세부적인 기술적 사항들을 파악해야하는 상황에 놓여 있다.
    이러한 목적을 달성하기 위한 전략의 수립에 있어 어떠한 전문가들의 구성체제를 갖출것인가가 무엇보다 중요한 우선적 과제라 할 수 있으며, 그러한 인식하에 상술한 바와 같이 고고학, 금속공학의 분야 뿐만 아니라 실제로 제철조업에 대한 경험을 풍부하게 갖춘 제철 장인들과 인부들은 물론 송풍관 등의 제작을 위한 도예가 등과의 긴밀한 협력관계를 이미 구축해놓은 상태이다. 또한 제철실험의 장소로 충북 음성의 철박물관 시설을 사용하기로 이미 약정이 되어 있어 인적 구성과 장소 이용 등 기본 전략 구사의 기본적 조건은 이미 충분히 갖추어져 있다.
    또한 앞서 설명한 바와 같이 본 연구는 기본적으로 고고학과 금속공학을 기본 축으로 하고 제철 장인들의 경험과 know-how, 도예가의 요업적 기술을 적극활용하며 진행할 예정이며, 이에 덧붙여 문헌기록의 내용이나 민속자료도 부분적으로 참고할 예정이다.
    이러한 융합적 노력은 이제까지 이 분야에서 이루어진 전례가 없는 것으로서 각 분야의 주체들에게 연구의 목표와 방향을 제시한 후 1개월간 개별적으로 검토, 분석한 후 집중적인 워크샵을 통해 종합화와 체계화를 도모할 예정이다.
    또한 이러한 지식의 공유와 연구방법론의 융합화는 1회성으로 끝나는 것이 아니라 매 단계별 혹은 매년 단위로 워크샵이나 세미나를 실시하여 의견의 조정과 통합화 및 체계화를 위해 노력할 것이다.
    뿐만 아니라 이번 연구의 참여자 외에 국내외의 이 분야 전문가들 의견도 수렴하여 매 단계의 작업과 분석 둥에 적극 활용하므로써 지적 체계와 방법론의 지속적인 쇄신도 추구하고자 한다. 이러한 부단한 발전을 위한 모색 과정에서 연구자들간의 학문적 우의도 더욱 돈독히 다져나갈 것이다.
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 본 연구는 현재 단절된 상태의 우리나라 전통제철기술을 복원하여 이 분야의 과학기술사를 철저히 구명(究明)하고, 이를 기초로 고건축의 복원과 기타의 분야에 소요되는 전통철물의 원활한 공급과 관련 콘텐츠의 적극적 활용을 위해 기획되었다.
    3년간의 연구에서는 여러 계열의 전통제철기술 공정 중 철제련(괴련철생산)→단야(정련→단련→성형)공정을 복원하는 것을 목표로 3차례의 철제련복원실험과 단야복원실험을 진행하였다. 이에는 35년간의 융합적 연구에서 얻은 이론을 기반으로, 고고학과 금속공학 전공자, 역사민속학 전공자, 제철장인 등 다양한 분야의 전공자들이 융합연구팀을 구성하여 연구를 진행하였으며, 그 외에도 도예·옹기장인 및 제철유적 발굴자 등이 연구협력자로 참여하였다. 복원실험 과정에는 고고학, 문화재보존학, 금속공학 분야의 대학생 및 대학원생들이 참여하여 융합적방법론에 입각한 실험과 분석을 반복하면서 실험고고학을 학습할 수 있는 기회가 되었다.
    그리고 본 연구팀에서 실시하는 복원실험 이외에도 울산과 여주 등 지역축제의 제철시연에 주도적으로 참여하여 연구성과를 시민들에게 알렸을 뿐만 아니라 그 결과를 연구에 적극 활용하여 제반 문제점들을 원만히 개선해 나아갈 수 있었다. 이러한 점들은 중앙과 지방의 메스콤을 통해 국민들에게 크게 전달되기도 하였다.
    3년간의 연구 결과 전통철제련 관련 핵심기술은 상당 부분 복원이 되었다고 판단되며 향후 세부적 기술 개선이 남아 있는 상태이다. 이와 같은 성과를 통해 제련로의 재사용 등 양산체제로의 전환을 시도할 수 있게 되었다. 1차 철제련복원실험 결과는 저서로 발간되었으며, 2·3차 철제련복원실험과 단야복원실험 결과도 발간 준비 중에 있다. 세부적 기술 사항들은 4편의 논문과 수차례의 국내외 학술대회를 통해 발표하였으며, 이 분야의 학술교류 범위를 국제적으로 확대해 나가고 있다.
    이러한 연구가 한국연구재단의 부당한 평가로 인한 지원중단으로 불행하게 후속연구가 불가능해졌으나, 기 구성된 한국전통제철기술연구단은 향후 다양한 방법을 통해 제대로 실험을 진행하지 못한 선철의 제련과 초강의 생산 및 주조철기의 생산과 같은 보다 진전된 제철기술의 복원을 위해 지속적으로 노력할 예정이다.
    그리고 이와 같은 연구는 국가적 차원에서 절실히 필요한 것인 만큼 이에 대한 지속적 연구지원이 이루어져야 할 것이다.
  • 영문
  • The purpose of this research is to reconstruct the history of ancient Korean iron technology which is currently disconnected and to throughly investigate the history of korean science and technology. Based on this research, it has been attempted to provide supply of traditional iron hardware which can be used for restoring ancient buildings and other structures and to use cultural contents for a variety of areas.
    During the three years of research program, three iron smelting and refining experiments were carried out respectively with the aim of reconstructing iron smelting process (bloomery iron production) and refining process (refining → refined forging → forming). In this research, based on the theory and experience obtained from 35 years of collaborative work, our team was composed of researchers from a variety of fields such as archeology, metallurgy, history and folklore as well as iron craftsmen. In addition, pocelain potters, Onggi potters, and field archaeologists participated as research collaborators. University students and graduate students from the department of archeology, Korean history, conservation of cultural properties, and metal engineering also participated in the experiments, and through continuous experiments and analysis, it provided a desirable opportunity to learn experimental archeology by using the collaborative methodologies.
    In addition to these experiments conducted by our research team, we also participated in local festivals such as Ulsan and Yeoju festival, and it was possible to inform local residents the outcome of the research, and to discuss and correct the technical issues which was raised during the experimental works. It has also been widely communicated to the people through such central and local mass media.
    While, as a result of three years of research, it is considered that most of the fundamental factors which were related with iron smelting technologies have been reconstructed, it is necessary to improve technical details in the future. Through these achievements, it became possible to attempt the mass iron production by re-using the built smelting furnace.
    The results of the 1st iron smelting experiment were published in the book, and the results of 2nd and 3rd iron smelting experiments and the refining experiments were also being prepared. The detailed technical information was presented through four papers and a number of domestic and international academic conferences. In addition, the scope of academic interactions in our research is expanding internationally.
    Unfortunately, we have been unable to conduct follow-up research due to the stopping of support due to the unfair evaluation of the National Research Foundation. In the future, we will continue to make efforts to reconstruct more advanced iron production technologies such as pig iron smelting, and the production of parched iron and cast iron, which have not been properly tested.
    Finally, in order for this kind of research to proceed appropriately, national support is desperately required. And thus, continuous research support should be provided.
연구결과보고서
  • 초록
  • 본 연구는 현재 단절된 상태의 우리나라 전통제철기술을 복원하여 이 분야의 과학기술사를 철저히 구명(究明)하고, 이를 기초로 고건축의 복원과 기타의 분야에 소요되는 전통철물의 원활한 공급과 관련 콘텐츠의 적극적 활용을 위해 기획되었다.
    3년간의 연구에서는 괴련철 계통과 선철 계통 등 여러 계열의 전통제철기술 공정 중 철제련(괴련철생산)→단야(정련→단련→성형)공정을 복원하는 것을 목표로 각각 3차례의 철제련복원실험과 단야복원실험을 진행하였다. 이에는 본 연구에 참여한 고고학 전공자와 금속공학 전공자가 35년간의 융합적 연구에서 얻은 중범위이론(middle range theory)을 기반으로, 고고학과 금속공학 전공자, 역사민속학 전공자, 제철장인 등 다양한 분야의 전공자들이 융합연구팀을 구성하여 연구를 진행하였으며, 그 외에도 도예·옹기장인 및 제철유적 발굴자 등이 연구협력자로 참여하였다. 복원실험 과정에는 고고학, 문화재보존학, 금속공학 분야의 대학생 및 대학원생들이 참여하여 융합적방법론에 입각한 실험과 분석을 반복하면서 실험고고학을 학습할 수 있는 기회가 되었다.
    그리고 본 연구팀에서 실시하는 복원실험 이외에도 울산과 여주 등 지역축제의 제철시연에 주도적으로 참여하여 연구성과를 시민들에게 알렸을 뿐만 아니라 그 결과를 연구에 적극 활용하여 제반 문제점들을 원만히 개선해 나아갈 수 있었다. 이러한 점들은 중앙과 지방의 메스콤을 통해 국민들에게 크게 전달되기도 하였다.
    3년간의 연구 결과 전통철제련 관련 핵심기술 가운데 괴련철 계통 공정은 상당 부분 복원이 되었다고 판단되며 향후 세부적 기술 개선이 남아 있는 상태이다. 이와 같은 성과를 통해 제련로의 재사용 등 양산체제로의 전환을 시도할 수 있게 되었다. 1차 철제련복원실험 결과는 저서로 발간되었으며, 2·3차 철제련복원실험과 단야복원실험 결과도 발간 준비 중에 있다. 세부적 기술 사항들은 4편의 논문과 수차례의 국내외 학술대회를 통해 발표하였으며, 이 분야의 학술교류 범위를 국제적으로 확대해 나가고 있다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 연구결과 활용 방안
    □ 고건축물 등 중요문화재의 복원에서 소요되는 전통철물의 원활한 공급
    ○ 현재 경주 황룡사 복원사업에 소요되는 대량의 전통철물을 공급하는데 적극적으로 활용
    ○ 전국의 국보 및 보물급 건축문화재 수리복원에 필요한 전통철물의 공급

    □ 제련복원실험 현장을 전통제철기술에 대한 대중적 교육 및 전시의 장으로 활용
    ○ 2·3차 전통제련복원실험 당일 실험현장을 외부에 공개하고, 해설요원 및 안내 패널을 배치하여 일반인들이 전통제철기술에 대한 이해를 높일 수 있는 기회를 마련.
    - 언론 및 실험장으로 이용되는 <철박물관> 홈페이지를 통해 미리 실험 일정을 홍보.
    ○ 2·3차 전통제련복원실험 후 조업장을 전시장으로 조성하여 <철박물관> 관람객들이 상시적으로 관람할 수 있도록 함.
    - 원료, 시설, 제련 부산물 등으로 구분하여 전시장 조성하고, 안내 패널을 배치.

    □ 제련, 정련·단련단야, 철기제작 등 전통제철 프로세스를 지역축제 등 시민 참여의 장에서 활용할 수 있는 콘텐츠로 개발
    ○ 2015년 10월 여주오곡나루축제에서 정련단야 예비실험 진행
    ○ 2016년 5월, 2017년 5월 울산쇠부리축제에서 제련, 정련·단련단야, 철기 제작 등 연속적인 제철작업 진행
    - 전통제철 공정 및 문화에 대한 시민들의 이해를 높이기 위해 해설요원 및 안내 패널을 배치하고 원료에서부터 각 단계에서의 생산품 전시
    - 축제 기간 동안 진행된 제철복원실험은 울산쇠부리축제의 핵심 프로그램으로 평가받고 있고 지속적으로 발전시켜 나갈 계획임.

    □ 온라인상에 실험 동영상 게시
    ○ 실험성과의 사회적 공유와 한국 고대 제철기술 및 문화에 대한 대중적 이해를 높이기 위해 실험 과정을 촬영한 영상을 편집하여 유튜브에 게시.
  • 색인어
  • 전통제철기술, 철제련, 고고학, 금속공학, 융합적 연구, 중범위이론, 역사민속학, 실험고고학, 제철장인, 도예가, 옹기장인, 제철로, 풀무, 송풍관, 철광석, 배소, 목탄, 조재제, 황토, 패각, 철재, 환원괴, 반환원괴, 괴련철, 초강, 선철, 주조철기, 단야, 정련, 단련, 성형공정, 철정, 철겸, 철모, 단조박편, 훼라이트, 펄라이트, 세멘타이트, 그레파이트, 고탄소, 저탄소
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