충주지역 제련로의 구조 변화와 기술적 발전에 관한 연구 - 고대~고려시대를 중심으로 - = A Study on the Structural Transformation and Technological Development of Iron Smelting Furnaces in the Chungju Region

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 충주 지역에서 확인된 고대부터 고려시대에 이르는 제철유적을 대상으로, 제련로의 구조와 치수를 정량적으로 계측·비교하여 한반도 제철 기술의 연속성과 변용을 실증적으로 규명하고자 하였다. 충주는 옥천대 지질대에 위치하며, 철광석 매장 밀도와 품위가 높고 산림 자원과 남한강 수운을 통해 연료 및 물류를 안정적으로 확보할 수 있는 지역이다. 이러한 입지적 조건 속에서 충주 일대는 원삼국·삼국·고려시대를 관통하며 제철유적이 고밀도로 분포하였고, 장기간에 걸친 철 생산이 지속된 내륙 제철의 핵심 거점으로 기능하였다.
제련로의 구조적 검토 결과, 고대 제련로는 원형 평면에 정교한 지하구조(목재·점토 복합 하부층, 사질층 다짐)와 대구경 송풍관의 직접 관입을 특징으로 하는 반면, 고려시대 제련로는 타원형 평면으로 전환되고 배재부의 구획이 단순화되어 조업 효율이 향상된 것으로 나타났다. 완오리 144-2번지 유적에서는 송풍시설과 노(爐)체가 일체로 설계되어 송풍관이 약 17°의 경사로 후면에서 삽입되고, 끝단과 노 바닥 간 간격이 약 10㎝ 유지되는 점이 확인되었다. 또한 계측 자료에 따르면 고려시대 제련로의 평균 면적은 약 1.37㎡로, 고대의 평균 2.68㎡에 비해 약 49% 감소하며, 대형화가 아닌 소형화의 경향을 보였다. 이러한 변화는 송풍 효율과 열 보존성을 높이기 위한 기술적 합리화의 결과로, 다수 병렬 가동에서 소수고효율 제련로 중심의 체계로 전환되었음을 시사한다.
종합하면, 충주는 자원·연료·수송의 세 가지 요소를 모두 갖춘 환경적 기반 위에서, 고대부터 고려시대에 이르기까지 제련 기술이 지속적·점진적으로 발전한 중심지였다. 충주 지역의 제철유적은 한반도 제철 기술의 시간적 연속성과 공간적 중심성을 동시에 입증하는 핵심 사례로, 한국 중세 제철 기술 복원의 실증적 자료로서 학술적 의의를 지닌다

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigates iron-smelting sites in the Chungju region from the Proto-Three Kingdoms to the Goryeo period, with the aim of quantitatively analyzing the structure and dimensions of furnaces and clarifying the continuity and transformation of iron-smelting technology on the Korean Peninsula. Chungju, located within the Okcheon metamorphic belt, possesses abundant iron ore deposits of moderate grade, extensive forest resources that ensured a stable charcoal supply, and the Namhan River waterway that enabled effi cient transportation. These favorable conditions fostered the concentration of iron-smelting sites throughout the Proto-Three Kingdoms, Three Kingdoms, and Goryeo periods, making Chungju a persistent inland center of iron production.
Structural and metric analyses revealed significant technological evolution. Ancient furnaces are characterized by circular ground plans, elaborate subterranean structures composed of layered clay and wooden posts, and the direct insertion of large-diameter tuyeres into the furnace body. In contrast, Goryeo-period furnaces adopted elliptical ground plans with simplifi ed slag-outlet divisions, resulting in improved operational effi ciency. The Wano-ri II site notably exhibited an integrated arrangement of the underground air-supply facility, furnace body, and tuyere system. The tuyere was inserted from the rear at an angle of approximately 17°, maintaining a distance of about 10 cm from the furnace bottom ― a design that simultaneously enhanced air-blowing effi ciency and the durability of the tuyere itself.
Based on quantitative measurements, the average furnace area in the Goryeo period was approximately 1.37 m², about 49% smaller than the ancient average of 2.68 m², while the average depth increased. This indicates a clear trend toward miniaturization and vertical deepening rather than large-scale enlargement. Such transformation reflects technological optimization aimed at maximizing air-blowing responsiveness, thermal retention, and operational effi ciency, rather than a decline in production capacity. Furthermore, operational patterns shifted from parallel operation of multiple furnaces (up to fi fteen at the Chilgeum-dong site) to small-scale, high-effi ciency systems with only one to three furnaces per site during the Goryeo period. Observations of vitrifi ed and heat-hardened inner walls at sites such as Wano-ri and Bon-ri further suggest a progressive development toward higher-temperature, blast-furnace-like operation.
In conclusion, the Chungju region functioned not merely as a source of raw materials but as a dynamic technological hub where innovations in smelting were accumulated, refi ned, and transmitted. The continuous improvement of furnace structures, from the sophisticated subterranean designs of ancient furnaces to the integrated tuyere systems of the Goryeo period, demonstrates the internal evolution of Korean iron-smelting technology rooted in regional traditions rather than exogenous infl uences. The Chungju iron-smelting sites thus provide critical evidence for understanding the temporal continuity and spatial centrality of iron production in Korean technological history. The quantitative dataset and structural analysis presented in this study off er a solid foundation for future experimental reconstructions, comparative regional research, and material analyses, contributing to a more comprehensive restoration of the technological genealogy of Korean iron production.