ハンマースケール( hammer scaleとも表記)は、鉄の鍛造工程で生じる薄片状または球状の副産物です(現代の同等物については、ミルスケールを参照)。ハンマースケールは、鉄鉱石が精錬・鍛造された地域での考古学的発掘調査でほぼ必ず回収されます。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遺構のマッピングにも役立ちます。[ 1 ]ハンマースケールは、遺構の機能など、考古学的遺跡に関する重要な情報を提供することができます。[ 2 ]
ハンマースケールは、薄片と中空の球状の2つの形態で出現します。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、球状も非常に小さいですが、サイズは様々です。色は灰色から濃い黒または青までです。[ 3 ]
ハンマースケールの化学組成については議論があり、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もたらします。しかし、ハンマースケールの化学組成は、鉄精製プロセスのどの段階から得られるかによって変化する可能性があります。初期段階の薄片や球状体の場合、組成は大部分が混合されますが、後期段階の薄片はより純粋な酸化鉄の形態になります。[ 4 ]最終的に、ハンマースケールの鉄以外の化学成分は、金属酸化物を形成するイオン化酸素を超えて大きく変化すると主張する人もいます。 [ 5 ]
ハンマースケールは、高温の鉄が空気中で急速に酸化されることによって形成されます。加熱された鉄片には酸化鉄の表層が形成され、ハンマーの打撃や熱収縮の差によって元の鉄片から剥離することがあります。[ 6 ]
鍛冶工程の複数の段階で、剥片状のハンマースケールが大量に生成される。鍛造に必要な純鉄を作るには、まず鉄鉱石を精製する必要がある。鉱石の精錬によって、スラグと金属の多孔質混合物である「ブルーム」が生成される。鍛冶屋は、不純物を取り除くために、ブルームを繰り返し加熱してハンマーで叩く。この技術によって、組成の異なるハンマースケールが生成される。精製工程が続くにつれて、ハンマースケールの鉄含有量が増加する。[ 4 ]
純鉄を鍛造する際に、成形に必要な加熱とハンマー加工によって追加のハンマースケールが生成されます。この段階で生成されるスケールは青黒色を特徴とし、酸化鉄含有量が高いため、より薄く、より濃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る。鍛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、ハンマーなどの工具で押し付けて接合するものである。この方法が成功するためには、それぞれの金属片の表面が溶融していなければならない。鍛冶屋が金属片をハンマーで叩き合わせると、金属片の間から金属が押し出され、多くの場合、溶融したジェット状になって空気中で冷え、球状のハンマースケールが形成される。[ 6 ]
球状ハンマースケールは、ブルーム鋼の精錬過程でも発生する可能性がある。酸化鉄は、原料鉱石中のシリカと結合してスラグを形成する。ブルームが鍛造・精錬される過程で、溶融スラグが排出される。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る。
通常の製鉄工程で大量のハンマースケールの破片や球状の殻が生成されるため、考古学者はしばしばその存在を利用して製鉄所や製錬所を特定します。ハンマースケールはその組成と磁性のため容易に検出でき、磁石で簡単に抽出できます。[ 7 ]また、その磁性のため、遺跡の磁化率調査を行う際にも非常に役立ちます。また、製鉄所跡では完成した鉄製品やスラグも頻繁に回収されますが、ハンマースケールの方がより確実に回収できると言えるでしょう。鉄製品やスラグはサイズが大きいため、除去または再利用される可能性が高いのに対し、小さなハンマースケールの破片や球状片は除去されない可能性が高いからです。[ 8 ]
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特定するために使用できます。特に、ハンマースケールの破片が集中している領域は、鉄製品をハンマーで叩く際に破片が生成されたか、または純度の異なる段階の鉄を加熱する際に破片が剥がれ落ちたため、炉の金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、それほど決定的ではありません。[ 9 ] [ 10 ]
分布に加えて、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、考古学者が鉄加工施設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、光沢があり、大きな剥片状のものは、ほぼ例外なく完成した鉄製品をハンマーで叩いたときに発生します。訓練を受けた冶金学者は、存在するさまざまな種類のハンマースケールとその出現頻度を研究することで、施設の各部分の目的と、施設全体のより大きな目的(鍛冶場または製錬所など)の両方をマッピングすることができます。[ 11 ]
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、乾式ふるいや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しにくい。代わりに、ピットハウスなどの遺跡で何らかの鉄加工が行われていたという明確な証拠がある場合、考古学者はグリッドを作成し、遺跡から土壌を採取してさらに分析することが推奨される。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存在量を分析することができる。これは時間や専門知識の不足からまだまれな方法だが、それでも推奨されており、それが不可能な場合は、現場でハンマースケールの破片を採取するために土壌サンプルを磁石で掃く必要がある。[ 11 ]
ハンマースケールは初期の鉄器製造技術の自然な一部であるように思われるため、北ヨーロッパ、イギリス、レバントなど、世界の多くの地域で数多くの考古学的発掘調査で発見されている。[ 6 ] [ 9 ] [ 11 ] [ 12 ]
考古学的な文脈でハンマースケールについて最初に言及されたのは、1941年にハドリアヌスの長城にあるイギリスのローマ時代の砦を調査した研究である。1960年にノーフォークで行われたローマ時代の鉄工所の発掘調査でもハンマースケールが発見された。より最近の発掘調査では、上記のグリッド法を用いて、ハンマースケールの回収がより体系的に行われている。例えば、1992年の発掘調査では、グリッドを設定し、地元のサンプルを収集することによって、炉と金床の直接的な遺物がなくても、それらの以前の位置が特定された。[ 1 ]アルネ・ヨウティヤルヴィは、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竪穴住居の鍛冶場の領域を地図化するためにハンマースケールの堆積と集中を利用した3つの遺跡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隠し、ハンマースケールの分布に『影』を残した」と書いている。[ 11 ]したがって、ハンマースケールの分布は、工房内の物品の位置特定に役立つだけでなく、鍛冶職人自身がどこに立っていたかを研究者に知らせることもできます。
ハンマースケールを含む鍛冶場の発見はよく記録されており、一般的にハンマースケールの存在量が多いほど、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。西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でもハンマースケールの証拠があり、イギリスにおける初期の鉄器製造を示唆しています。[ 13 ]
{{cite web}}: CS1 maint: タイトルとしてアーカイブされたコピー (リンク){{cite web}}: CS1 maint: タイトルとしてアーカイブされたコピー (リンク)