[작업2] 고대 강철 제조법

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일단 들어가기전 강철이란 무엇이며 강철을 만드는 법에 대해 말해야할것 같습니다. 

철에는 탄소함유량에 따라 순철,연철,강철,주철로 나뉘어 지는데 탄소가 없고 다른 이물질도 적어 철의 순도가 99.99%이면 순철, 탄소함유량이 0.1%이하면 연철,0.1~1.7%이면 강철,1.7이상이면 주철(선철)이라고 합니다. 이 탄소함유량은 철의 성질을 좌우 하는데 탄소함유량이 높으면 강도는 강해지지만 인성,신장률이 낮아지고 반대로 함유량이 낮으면 강도는 약해지지만 인성,신장률은 높아집니다. 쉽게 말해 탄소함유량이 높으면 높을수록 단단해지지만 그런만큼 탄성이 약해 쉽게 깨어질수있다는 거지요. 그래서 나이프나 도검류로 적당한것은 단단하지만 그러면서도 적당히 인성과 신장률이 높은 강철을 최고로 쳣습니다. 연철로 만들면 휘어지고 주철로 만들면 부러지져 버리니 뭐든 적당한 강철이 최고인것이지요. 

그러면 이 강철을 만들기 위해서는 어떤 방법이 있었을까요? 방법은 2가지인데 하나는 연철에 탄소함유량을 늘려 강철로 만드는것이고 다른 하나는 선철에 탄소함유량을 낮추어 강철로 만드는 법이었습니다. 전자를 만들려면 먼저 연철이 나와야하고 후자를 만들려면 선철이 나와야하지요. 

그럼 연철과 선철은 어떻게 만드느냐!! 뭐..딱히 없습니다. 자연상태에서 만들어지는 철광석을 낮은온도, 한 600~1000도 정도에서 가열해서 반용융철로 만들어 단련하면 연철이 되고 용광로에서 높은 온도, 한 1200~1500도 정도에서 가열하면 선철이 됩니다. 이는 완전 철이 녹은 상태냐 아니냐에 따른것인데 철광석을 그럭저럭 뜨거운온도(400도)이상에서 가열하면서 목탄,숯(응? 같은거던가? ㅡ.ㅡ;;)을 넣어 주거나 그걸 재료로 해서 가열해주면(즉 반용융철,용융철에 숯을 넣어주거나 처음부터 목탄,숯을 재료로 가열해주거나) 목탄,숯에 포함되어있는 탄소가 철을 환원시켜 탄소함량을 높여주는데 반용융철은 용융철에 비해 덜 환원되기에(표면정도만 환원됨) 탄소함량이 낮고 용융철은 철이 대부분 환원되기에 탄소함량이 높습니다. 요는 철광석을 어떤 온도에서 가열되는가에 따라 연철이 되고 선철이 되는 것이지요. 물론 철광석은 이후 죽어라 두드려서 불순물을 제거하고 탄소함유량을 고정시킵니다. 

인류가 가장 먼저 사용한 철은 연철이고 가장 먼저 강철을 생산하기 시작한 방법도 연철에서 강철을 만드는 법이었습니다. 아무래도 철을 완전히 용융시키는 온도까지 도달하는 용광로를 만들기 어려웠기 때문이지요. 청동을 제련하던 화로에서 철을 제련하여 연철을 만드는 것이 아무래도 쉽고 그 시기도 빨랐습니다. 연철에서 강철을 만드는 방법은 별것없습니다. 아까 철광석에서 연철을 만드는 법을 소개했을겁니다. 그거 반복하면됩니다. 옙 졸라 캐노가다에 단조로운 방법이 아닐수없지만 연철을 목탄으로 달구든 달구어진 연철에 숯가루를 뿌리든 연철에 탄소를 보급(?)해준후 죽어라 두드리면 되는 방법이니 기술적으로 가장 쉬운방법이었지요. 화로의 온도도 철이 완전 액체가 될필요도 없고 눅진눅진해질 정도(800~1000도)만 올려주면 되었으니 일하는 사람은 캐노가다로 죽어나는 방법이지만 딱히 거창한 장비 필요없고 하이테크 기술이 필요없는 방법이라 인류가 가장 먼저 강철을 생산하는 방법이 이 방법이었습니다. 물론 이 방법은 표면경화열처리가 되어 표면만 강철이 되는 경우가 많았기에 전체적으로 강철을 만들려면 여러번 숯을 넣어주고 여러번 두들기기를 반복해야 내부까지 강철로 만들수있었다고 합니다. 그야말로 근성으로 만들어야 하는 방법이지요. 게다가 만들어진 강철도 내부와 외부의 탄소함유량이 조금씩 달랐습니다. 하지만 기술적으로 가장쉬운 방법이었지요. 

그에 반해 선철을 만드는 방법은 좀 많이 어려웠습니다. 아무래도 화로의 온도를 1200도 까지 올려야 했고 순수한 철은 그 온도에서도 완전 용융되지 않기에 탄소를 함께 넣어주어 철의 용융온도를 1200도 정도까지 낮추는 기법도 알아야했으니까요. ....몰랐으면 1500도정도 까지 온도를 높이는 수뿐이고.... 하여간 철광석을 높은온도에서 탄소와 함께 넣어주면 철이 녹아나오는데 그걸 식히면 탄소함유량이 높은 선철이 되었습니다. 이 선철을 강철로 만들기위해선 어떻게 하느냐면... ....뭐... 이것도 별것없습니다. "오로지 저온(그래봐야 400도 이상_)에서 가열한후 공기를 불어 넣어 주면서 무식하게 철을 두들기면 됩니다." 이를 탈탄법이라하는데 고대 중국에서는 백련법이라 불렀다네요. 이렇게 하면 선철에 함유된 탄소가 산소랑 만나 일산화탄소,이산화탄소가 되어 날아가버리기에 철의 탄소함유량을 낮출수있었지요. .....뭐...이렇게 보니 연철->강철 선철->강철 만드는 방법은 그닥 다를 바없네요. 오로지 남자의 로망!! 땀과 근성으로 두드리고 또 두드릴뿐!!!. ...인생 뭐있나. 이렇게 해서 탄생한 강철은 연철->강철이든 선철->강철이든 큰차이는 없었습니다. 보통 연철->강철만드는 법으로 만든 강철은 아무래도 탄소함유량이 좀 낮았고(저탄소강) 선철->강철만드는 법으로 만든 강철은 탄소함유량이 좀 높았던게(고탄소강) 차이라면 차이랄까... 라곤해도 서로 무쟈게 많이 두들기면 연철->강철도 고탄소강이 되고 선철->강철도 저탄소강이 되니 아예 차이가 없다고도 말할수있을련가요. 어짜피 강철은 강철입니다. 쩝. 

전자인 연철->강철은 전세계에서 쓰다가 유럽은 15세기 선철을 만드는 방법을 알때까지 사용했고 동양은 중국에서 선철제조법을 발견하면서 선철->강철을 만드는 방법을 사용했습니다. 온도를 높일수있는 가마와 무엇보다 복동식 풀무의 개발,그리고 숯과 철광석을 함께 넣어주면 철이 용융되는 온도가 낮아진다는걸 발견한것이 선철을 만들수있었던 비결이었지요. 근데 중국인들이 보니까 어짜피 쇠빠지게 두들기기는 매한가지걸랑요. 그래서 생각해낸것이 기원전 1세기에 초강법을 고완해 냅니다. (흠좀...솔직히 고대 중국인들의 기술력은 인정할건 인정해야할듯.) 초강법. 뭐. 획기적이라면 획기적인데 방법자체는 별거 없습니다. "두들겨서 탄소뺄거 차라리 완전 녹여서 휘저어 주어 탄소빼는게 낫겟다"지요. 완전 녹은 선철을 죽어라 작대기로 휘저어 주면 용융된 선철 표면이 산소와 만나 탄소가 산소와 함께 날아가 버립니다. 이런식으로 강철을 "대량"생산하는 방법이 초강법이었지요. 여기에 보조적으로 황토나 갯벌흙을 넣어주는데 넣어주는 이유는 별거없습니다. "그렇게 하면 흙이 덜 저어도 되게 만들걸랑요" 황토나 갯벌흙이 탄소가 산소를 만나게 하는데 도움을 주기에 넣어주면 좀더 시간과 노력이 단축되었습니다. 흙속의 규산질이 탄소를 제거하는데 도움을 준다네요. 흠.. 이걸 생각하면 드라마 주몽이 얼마나 전국민을 상대로 사기를 쳣는지 알수있을듯.(모팔모도 죽어라 두들겼으면 강철만들었다. 비결이 황토는 무슨ㅡ.ㅡ;;) 

이 방법은 한국,일본등 동아시아지역으로 퍼져나갔고 뭐 동아시아에서 강철을 대량으로 생산할수있게 만드는데 일조합니다. 다른 지역에서는 죽어라 때려서 강철만드는데 동아시아는 "그까이꺼 뭐~ 적당히 용광로에 녹여서 휘~휘~ 저어주면 그만이지..뭘 그리 힘들게 만드나?"이니 말입니다. 문제라면 사실 초강법으로 만드는 강철은 좀 "질"이 안좋았습니다. 하여간 예나 지금이나 메이드인 차이나는 질이 문제입니다. 질이. 흠흠..어쨋든 초강법으로 대량생산된 강철들은 사실 저어주는 시간을 못맞추면 연철,선철이 되기 쉬웠고 그많은 철들을 한꺼번에 저어주다보니 어떤부분은 연철이고 어떤부분은 강철이고 어떤부분은 선철인 경우도 많았습니다. 아무래도 전체적인 질이 일정치 못했던것이지요. 그리고 이런식으로 대량의 철을 휘저어 주는 방법은 아무래도 세밀하게 탄소함유량을 조절하기가 어려웠습니다. 요는 "걍 두들겨서 만드는 강철이 질적으로는 최고다"지요. 그것이 연철->강철 이든 선철->강철이든 말입니다. 해서 동아시아에서는 이렇게 만들어진 강철을 또다시 두들겨서 조절해 잘좋은 강철로 만들어 사용했지요. 걍 휘저어만든걸 그대로 사용하기도 했지만. 어쨋든 초강법으로 강철을 생산하는 것은 후대 명,청대까지도 그대로 사용된것으로 보입니다. 명대의 천공개물이란 백과사전에 소개된 강철제조법은 한대의 초강법에서 약간 변형된 방법이었다고 하니말이죠. 물론 수차를 이용한 풀무등이 개발되어 소개되어있었지만 기본적인 틀은 같았다고 합니다. 물론 중간 진나라(3~5세기)때 연철과 선철을 섞어 강철을 만드는 관강법과 같은 방법도 개발되었지만 가장많이 강철을 생산하는 방법은 역시 초강법이었다 하네요. 

서양의 경우 그리스시대에는 목탄으로 철을 반용융상태로 만들어 연철을 만들고 이걸로 도구를 만들어 사용하였습니다. 아테네나 코린트,테베같은 큰도시의 경우 대기업가가 운용하는 대규모 공장이 큰거리에 모여있었다고 합니다. 덕분에 목탄의 소모량이 많아져 주변 나무가 다 베여가 홍수로 고역이었다는 이야기도 있더군요. 이후 연철을 강철로 제조하는 기법이 발명되고 로마시대에 들어서는 철의 소모가 많아지면서 피레네,알프스,코르시카,엘바,영국의 몬마우스샤 데인숲,슈다이엘말그데,게룬덴지방등 로마의 유명한 철생산지이자 철제련지가 속속히 새워졌다 합니다. 이는 로마의 군사력을 뒷바침하는 원동력이 됫다고도... 

이후 암흑시대에 접어들면서 일시적으로 강철제조법이 단절되었는데 덕분에 게르만민족들은 대부분 예전 자신들이 생산하던 방식으로 철을 만들수 밖에 없었습니다. 이들이 만드는 강철제무기생산방식을 모양단접이라고 하는데 이는 기본적으로 로마,그리스시대의 강철제조법과 같았습니다. 작은 철조각들을 마구마구달궈서 뻘겋게 만든후 쇠빠지게 두들겨서 탄소를 흡수하게 만든어 강철을 만든다음 각 강철조각들을 또다시 두들겨서 이어붙여 철판을 만든후 무기를 만드는 방식이었습니다. 문제라면 아무래도 온도가 그리스,로마시대보다 낮았는지 아니면 숯을 철표면에 뿌리는걸 몰랐는지 오로지 목탄을 태워만들어진 일산화탄소만으로 철을 만들어서 대부분 표면만 강철이 되었기에 강도는 떨어졌다랄까요. 아니..덕분에 이렇게 만들어진 무기들은 겉은 강도가 강한 강철이,그리고 내부는 인성이 강한 연철이었기에 도검으로써 딱좋은 상태가 만들어 지긴 합니다만. ....물론 순수강철제 무기보다 강도가 약해서 더 두껍고 폭도 넑게 만들어야 했지만요. 뭐....이는 중세 중기를 넘어가면서 다시 그리스,로마시대의 제련법을 답습하고 코르시카 단조법,가다랑 단조법등 독특한 여러 단조법이 탄생되면서 사라졌습니다. 아참 코르시카단조법,가다랑단조법등 단조법은 조금씩 차이가 나지만 기본적으로 연철->강철제련법이라고합니다. 

이후 14,15세기로 넘어가면서 독일 라인강지역 지이겔란드 지방에서 고로법이 발견되면서 유럽도 선철을 만들게 되면서 강철을 대량생산해내기 시작합니다. 고로법은 수차를 이용한 풍로로 온도를 높이고 수차의 강력한 힘을 이용한 풍로의 강력한 공기이동은 목탄의 탄소를 빠르고 많이 철에 공급함에 따라 철이 탄소를 흡수하는 속도가 높아져 자연적으로 철의 용융점이 1200도 정도로 낮아져 용융되어 선철이 되는 방식이었습니다. 이 고로법은 이후 19세기 베서머용강법, 지멘스-마르탱평로법, 토머스 염기성 제강법등이 개발될때까지 서구의 확장의 원동력이 되었다고 합니다. 

[강등된 회원입니다.]

역시 불이 문제였군요

[바위군]

게임공략인줄

[†아우디R8]

오오 나중에 보기 좋게 만들어서 봐야지 ㅎㅎ