[잡지식] 강철을 두드리는 이유

 영화나 드라마 등에서 철을 가공하는 모습을 볼 수 있는데요, 그 중 가장 인상적인 장면 중 하나가 이렇게 빨갛게 달아오른 철을 두드리는 장면인 것 같아요.

 

 보통 보면 철 덩이를 화로에 넣어 아주 높은 온도로 가열한 뒤에 여러번 접으면서 두드리다가 어느 정도가 되면 또 두드리며 어느정도 모양을 잡아가죠.

 

 그러다보니 왜 이렇게 두드리는지 궁금해졌습니다. 계속해서 두드리는 것을 보면 모양을 잡는 것 외에도 분명 필요한 과정일 것이고, 그 이유가 있을테니까요.

 

 

1. 단조

 

 일단 두드려서 모양을 만들어 철을 가공하는 방법을 단조라고 합니다. 이와 관련해 [전통 일간 이야기]의 [철의 가공(단조)]에 간략히 설명되어 있습니다.

 

<www.culturecontent.com/content/contentView.do?search_div=CP_THE&search_div_id=CP_THE007&cp_code=cp0520&index_id=cp05200008&content_id=cp052000080001&print=Y>

 

 내용에 의하면 단조는 대장간에서 철을 반 용융 상태로 달군 뒤 망치로 두드려 원하는 형태의 철제품을 만드는 방법으로 주로 농구와 무기의 제작에 이용된다고 합니다. 물론, 산업군에서도 사용하고 있지만 제가 궁금했던 건 대장간에서 철을 두드리는 이유니까 잠시 뒤로하겠습니다.

 

 그리고 단조로 제작된 도구는 두드리는 과정에서 불순물을 제거하고, 쇠를 강하게 만드는 방법이라고 합니다. 철을 가공하기 위해 사용되는 원료는 당연히 순수한 철이 아니겠죠? 가장 처음 단계인 철광석과 코크스를 용광로 등에 넣어 가열하게 되면 '선철'이 되게 됩니다. 이 선철은 순수한 철 이외의 많은 불순물을 포함하고 있어 이 불순물을 제거하는 과정을 거쳐야 합니다.

 

 즉, 이렇게 가열하고 두드리는 행위를 통해 불순물을 제거하고 원하는 만큼의 강도를 얻는다고 볼 수 있습니다. 조금 더 살펴보면, 철 이외의 불순물 함량, 특히 탄소의 함유량이 2% 이상인 철을 '주철'이라하고, 주철을 800~900도에서 망치로 두드리면 주철에 포함되어 있는 탄소 등 각종 불순물이 빠져나오게 됩니다. 그렇게 두드려 탄소함유량이 2% 이하인 철을 '강철'이라고 합니다.

 

 그리고 가열하고 두드려 피고, 다시 가열하고 접어서 피는 과정은 단접이라고 합니다. 이 것도 아마 위와 같은 이유로 불순물 제거와 원하는 강도를 얻기 위해 반복되는 과정인 것 같아요. 그래서 여기서 조금 더 자세히 살펴보려고 했으나 원자들의 결합과 결정들의 배열과 관련된 내용이 나오기 시작해서 그만두기로 했습니다...

 

 이 단조와 비교되는 가공법으로는 '주조'가 있습니다.

 

 

2. 주조

 

 주조는 간단히 말하면 틀에 완전히 녹인 재료를 넣어 가공하는 방법입니다. 이때 사용하는 틀을 주형이라 하고, 재료가 주형의 모양대로 굳게 되면 이를 제거하여 완성된 가공품을 얻어내는거죠. 아래 사이트에 이와 관련해 설명된 내용이 있습니다.

 

<www.tlv.com/global/KR/steam-theory/casting-and-forging.html>

 

 주조법은 틀을 이용해 재료를 가공하기 때문에 비교적 복잡한 구조의 제품을 만들기 수월하다는 장점을 가지고 있습니다.