ハンマースケール

ハンマースケール（英: Hammerscale ）は、鉄を 鍛造する際に生じる薄片状または球状の副産物である（現代の同義語については、ミルスケールを参照）。ハンマースケールは、鉄鉱石の精錬と鍛造が行われた地域の考古学的発掘調査でほぼ普遍的に回収される。ハンマースケールの磁性は、その回収や、磁化率調査による大規模な地物のマッピングにも役立つ。^{[1]ハンマースケールは、}遺跡の機能など、遺跡に関する重要な情報を提供することができる。^[2]

ハンマースケールは、薄片と中空の球状の2つの形で現れます。薄片は外観とサイズが大きく異なりますが、色は濃い黒から光沢のある青または灰色まで、厚さは1〜5ミリメートルです。薄片と同様に、球状体も非常に小さいですが、サイズはさまざまです。色は灰色から濃い黒または青までの範囲です。^[3]

ハンマースケールの化学組成は論争の的となっており、大きく異なります。ほとんどの情報源は、ハンマースケールが何らかの形の酸化鉄で構成されていることに同意しています。磁鉄鉱は一般的に受け入れられている形態であり、ハンマースケールに顕著な磁性を与えています。ただし、ハンマースケールの化学組成は、鉄の精製プロセスのどの段階から得られるかによって変わる可能性があります。初期の段階の薄片や球状体の場合、組成は主に混合されますが、後期の段階の薄片はより純粋な酸化鉄形態になります。^[4]結局のところ、鉄以外のハンマースケールの化学成分は、金属酸化物を形成するイオン化酸素以外にも多岐にわたると主張する人もいます。 ^[5]

薄片状のハンマースケールは、空気中の高温の鉄が急速に酸化されることによって形成される。加熱された鉄片は酸化鉄の外側層を形成し、ハンマーによる打撃や熱収縮の違いによって元の鉄片から剥離することがある。^[6]

薄片状のハンマースケールは、鍛冶工程の複数の段階で大量に生産されます。鍛冶職人は、鍛造に必要な純鉄を作るために、まず鉄鉱石を精製する必要があります。鉱石を精錬すると、スラグと金属の多孔質混合物である「ブルーム」が生成されます。その後、鍛冶職人はブルームを繰り返し加熱してハンマーで叩き、不純物を取り除きます。この技術により、さまざまな組成のハンマースケールが作られます。精製プロセスが続くと、ハンマースケールの鉄含有量が増加します。^[4]

純鉄を鍛造する際には、加熱とハンマーによる叩き加工によってハンマースケールがさらに生成されます。この段階で生成されるスケールは青黒い色をしており、酸化鉄の含有量が多いため、より薄く、より暗い色になる傾向があります。^[6]

考古学者は、球状のハンマースケールは主に火溶接と呼ばれる工程で生成されると考えています。鍛造溶接とも呼ばれるこの技術は、2つの金属片を高温に加熱し、ハンマーなどの道具で押し付けて接合するために使用されます。この方法が成功するには、各金属片の表面が溶けている必要があります。鍛冶屋が金属片をハンマーで叩くと、金属片の間から金属が押し出され、多くの場合、溶融した噴流の形で空気中で冷却され、球状のハンマースケールを形成します。^[6]

球状ハンマースケールは、ブルーム鋼の精製中に形成される可能性もあります。酸化鉄は、原鉱石からのシリカと結合してスラグを形成します。ブルームが鍛造され、精製されると、溶融スラグが押し出されます。スラグが冷却されると、球状ハンマースケールが形成されます。^{[7] [循環参照]}

通常の鉄細工の過程では大量のハンマースケールの薄片や球状の殻が生成されるため、考古学者は鉄の鍛冶場や製錬所を特定するためにその存在をしばしば利用します。ハンマースケールはその組成と磁性により簡単に検出され、磁石で簡単に抽出できます。^[8]さらに、やはり磁性があるため、遺跡の磁化率調査を完了する際に非常に役立ちます。また、完成した鉄製品とスラグの両方が鉄細工の以前の場所で頻繁に回収されますが、ハンマースケールの方がより信頼性の高い回収物であると言えます。その大きさから、鉄製品とスラグの発見物は取り除かれたり再利用された可能性が高いのに対し、小さなハンマースケールの薄片や球体は取り除かれなかった可能性が高いです。^[9]

さらに、考古学的遺構内のハンマースケールの分布は、遺構の各領域の機能を部分的に判断するために使用できます。特に、ハンマースケールの破片の濃度が高い領域は、鉄製品をハンマーで叩くときに破片が生成されたか、さまざまな純度の段階の鉄を加熱するときに破片が折れたため、炉床の存在を示唆しています。対照的に、確認された鍛冶場または製錬所内に大量のスラグが存在することは、廃棄物の山を示している可能性がありますが、決定的ではありません。^{[10] [11]}

分布以外にも、ハンマースケールの特定のサンプルの化学組成と物理的特性は、考古学者が鉄細工の目的を判断するのに役立ちます。特に、球状のハンマースケールなどの特定のサンプルは、鉄の精製プロセスの特定の初期段階でのみ生成され、製錬活動の証拠となります。より認識しやすく、光沢のある、より大きな薄片状のものは、完成した鉄製品をハンマーで叩いたときにのみほぼ例外なく発生します。存在するさまざまな種類のハンマースケールとその普及率を研究することで、訓練を受けた冶金学者は、遺跡の各エリアの目的と、遺跡全体のより大きな目的（つまり、鍛冶場または製錬所）の両方をマッピングできます。^[12]

ハンマースケールはサイズが小さく、色が濃いことが多いため、乾式または湿式ふるい分けなどの単純な考古学的プロセスでは発見が困難です。代わりに、竪穴住居などの遺跡で何らかの鉄細工が行われていたという明確な証拠がある場合、考古学者は格子を作り、その場所から土壌を採取してさらに分析することを勧められます。これにより、訓練を受けた冶金学者がハンマースケールの種類と構造物内でのその蔓延を分析できます。これは時間や専門知識の不足のためまだまれな方法ですが、それでも推奨されており、それが不可能な場合は、土壌サンプルに磁石を当てて、現場でハンマースケールの破片を採取する必要があります。^[12]

ハンマースケールは初期の鉄細工技術の自然な一部であるように見えるため、北欧、イギリス、レバントなど世界中の多くの地域で行われた数多くの考古学的発掘調査で発見されています。^{[6] [10] [12] [13]}

考古学の文脈でハンマースケールについて言及されている最古の文献は、1941年に行われた、ハドリアヌスの長城にあるイギリスのローマ建築の砦に関する研究である。 1960年にノーフォークで行われたローマの製鉄所跡の発掘でも、ハンマースケールが見つかった。最近の発掘では、ハンマースケールの回収は、上記のグリッド法を用いて、より体系的な方法で行われている。例えば、1992年の発掘では、グリッドを設定して現地のサンプルを収集することで、炉と金床の直接の遺跡がなかったにもかかわらず、それらの元の位置を特定した。^{[1] Arne Jouttijärviは、ハンマースケールの堆積物と濃度を使用して、現代のデンマークとノルウェーにある}ヴァイキング時代のピットハウスの鍛冶場の領域をマッピングした3つの場所について書いている。例えば、彼は「鍛冶屋自身が立っている床を覆い、ハンマースケールの分布に『影』を残した」と書いている。^[12]したがって、ハンマースケールの分布は、工房内のアイテムの位置を特定するのに役立つだけでなく、学者に鍛冶屋自身がどこに立っていたかを伝えることもできます。

ハンマースケールを含む鍛冶場の発見は十分に文書化されており、一般的にハンマースケールの多さは発見物が鍛冶場であると特定するのに十分であると考えられています。ウェストバークシャーのアッパーバックルベリーにある青銅器時代の遺跡にもハンマースケールの証拠があり、イギリスで初期の鉄細工が行われていたことを示唆しています。^[14]