13년 1회차

진정강(Killed steel)은 완전 탈산(deoxidation)한 강을 의미한다. 제강 과정에서 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 망간(Mn) 등의 강력한 탈산제를 충분히 첨가하여 용강 내 산소를 완전히 제거한 강종으로, 응고 중 가스 발생이 거의 없어 건전한 조직을 얻을 수 있다.

반면 반진정강(semi-killed steel)은 부분 탈산, 비진정강(rimmed steel)은 탈산제를 전혀 첨가하지 않은 강이다.

• 탄소(C)가 없는 강: 탄소 부재로 오답이다.
• 탈산제를 첨가하지 않은 강: 탈산제 미첨가로 오답이다.
• 캡을 씌워 만든 강: 무관한 용어이다.

변형된 형상이 가열로 원래 모양으로 되돌아가는 현상은 형상기억효과다.

특정 합금은 소성변형을 받아도 특정 온도로 가열되면 결정구조 변화(역변태)를 통해 원래 기억된 형상으로 복원된다.

• 석출경화효과는 미세한 석출물로 강도를 높이는 현상이라 형상 복원과는 다르다.
• 시효현상효과는 시간 경과에 따라 성질이 서서히 변하는 현상으로 형상 복원과는 무관하다.
• 자기변태효과는 형상이 아니라 자성 성질이 변하는 현상이다.

포정반응(포정점)이 정답이다. Fe-C 평형상태도에서 냉각 중 고용체(δ)와 융체(L)가 함께 반응하여 성질이 다른 하나의 고용체(γ)를 새로 만드는 반응을 포정반응이라 한다.

이 반응은 고온 영역에서 δ고용체와 잔류 융체가 만나 γ고용체로 바뀌는 것으로, 두 상이 만나 제3의 고용체가 생기는 점이 특징이다.

• 공정점은 융체가 냉각 중 두 개의 고체(고용체)로 동시에 분리되는 반응이라 이 문제의 반응식과 다르다.
• 공석점은 고체 상태의 고용체가 냉각 중 두 개의 다른 고체로 분리되는 반응으로 액체(융체)가 관여하지 않는다.
• 편정점은 액체가 냉각 중 조성이 다른 고체와 액체로 분리되는 반응으로 이 문제의 반응식과 방향이 다르다.

켈멧(kelmet)이 정답이다. 켈멧은 구리(Cu)에 납(Pb)을 첨가한 베어링합금으로, 얇은 강대금(steel back)에 접착시켜 바이메탈 구조의 베어링으로 사용한다.

납 성분이 자기윤활 작용을 주어 고속·고하중 베어링에 적합하며, 강대금이 강도를 보완해 준다.

• 백동은 구리에 니켈을 첨가한 내식성 합금으로 구리-납계 베어링합금과는 조성이 다르다.
• 베비트메탈은 주석 또는 납을 주성분으로 하는 연질 백색합금으로 구리-납계와는 별도의 계통이다.
• 화이트메탈 역시 주석·납 계열의 연질 합금으로 강대금 접착용 구리-납계 합금과는 다르다.

베릴륨(Be) 동이 정답이다. 베릴륨을 첨가한 구리합금은 시효경화를 통해 동합금 중 가장 높은 강도와 경도를 얻을 수 있다.

또한 내식성과 도전성, 내피로성이 우수해 스프링, 베어링, 전기접점, 전극재료 등 정밀·고신뢰성 부품에 사용된다.

• 인청동은 구리에 주석과 인을 더한 합금으로 스프링성은 있으나 강도·경도가 베릴륨동에 미치지 못한다.
• 니켈청동 계열은 강도보다 내식성 위주의 특성을 가져 이 문제가 요구하는 최고 강도·경도와는 거리가 있다.
• 규소동은 강도는 있으나 도전성이 상대적으로 낮아 전기접점용으로는 베릴륨동만큼 우수하지 않다.

'주조 균열이 크므로 사형 주물에 적합하다'가 틀린 설명이다. 라우탈 합금은 오히려 주조 균열이 적고 주조성이 우수하기 때문에 사형 주물뿐 아니라 다양한 주조법에 적합하며, "주조 균열이 크므로"라는 표현은 이 합금의 특성과 정반대다.

라우탈(Lautal) 합금은 Al-Si 계 합금으로, 알루미늄에 규소를 첨가하여 주조성과 기계적 성질을 개선한 합금이다.

• 시효경화성이 있는 합금: 정확하며, 이 합금은 시효경화 처리로 강도를 높일 수 있다.
• 규소를 첨가하여 주조성을 개선한 합금: 맞으며, 규소 첨가로 융점을 저하시키고 유동성을 향상시켜 주조성을 개선한다.
• 구리를 첨가하여 피삭성을 좋게 한 합금: 맞으며, 구리를 첨가하면 경도와 피삭성이 증가한다.

전성(展性)은 금속이 두드리거나 압력을 받아 엷은 박(箔) 형태로 펼쳐질 수 있는 성질이다. 보기 1의 광택 촉진은 금속의 광택성과 무관하고, 보기 2의 용해 접합은 납땜 같은 가공 기술이지 전성의 정의가 아니며, 보기 4의 원소 첨가는 합금 제조로 전성과 별개의 개념이다. 따라서 정답은 3번이다.

A_cm선은 냉각할 때 γ고용체(오스테나이트)에서 시멘타이트(Fe₃C)가 석출되기 시작하는 온도선이다. 과공석강 영역에 있으며, 온도가 내려갈수록 γ의 탄소 고용 한도가 줄어들어 초석 시멘타이트가 석출된다. γ에서 α(페라이트)가 석출되기 시작하는 선은 A₃선이다.

18-8 스테인리스강은 크롬(Cr) 18%와 니켈(Ni) 8%를 주요 합금원소로 함유한 오스테나이트계 스테인리스강의 표준 규격이다. 크롬은 내식성을 부여하고 니켈은 오스테나이트 조직을 안정화시켜 상온에서 우수한 인성과 용접성을 제공한다. 1번과 2번은 니켈과 망간의 조합으로 18-8 규격이 아니고, 3번은 크롬과 니켈의 비율이 역순이므로 모두 옳지 않다.

Al-Si계 합금에 금속나트륨, 수산화나트륨, 플루오르화 알칼리, 알칼리염류 등의 변질제(modifier)를 첨가하면 공정 조직에서 침상의 Si 결정을 미세한 입자로 변화시켜 조직을 미세화하고 공정점(eutectic point)을 낮추는데, 이를 개량 처리(modification)라 한다.

• 시효 처리: 석출 강화를 위한 열처리이다.
• 실루민 처리: 알루미늄 표면의 산화층 생성이다.
• 용체화 처리: 고온에서 용질을 용해시키는 공정이다.

이들은 각각 다른 목적과 원리를 가진다.

주철은 철과 탄소의 합금으로서 탄소 함유량이 2% 이상인 철합금을 말하며, 실용되고 있는 주철의 탄소 함유량은 3.2~3.8% 범위에 있다. 이 범위 내에서 주철은 주조성이 우수하고 기계적 성질이 안정적이어서 엔진 블록, 기어, 파이프 등 다양한 주물 제품으로 널리 사용된다. 0.5~2.0% 범위는 강(steel)의 탄소 함유량 영역에 해당한다.

인바(Fe-36% Ni)는 상온 부근에서 열팽창계수가 매우 작아 줄자·표준자·시계추 등에 쓰인다. 센더스트는 고투자율 자성재료, 초경합금은 WC계 절삭공구재다. 바이탈륨은 Co-Cr계 내열·의료용 합금이다.

납(Pb)을 첨가하여 절삭성을 개선한 황동 합금은 리드 브라스(lead brass)이다. 리드 브라스는 구리-아연 합금인 황동에 납을 2~3% 정도 첨가하여 절삭 가공성을 대폭 향상시키며, 스크류, 나사, 시계용 기어 등 정밀가공이 필요한 부품에 널리 사용된다. 문츠메탈은 고아연 황동(Cu 60%, Zn 40%)으로 냉간 가공성이 우수하고, 틴 브라스는 주석을 첨가한 황동, 실루민은 알루미늠 합금이므로 모두 납 첨가 황동과는 다르다.

'강의 연신율은 그다지 감소시키지 않으나 강도, 경도, 인성을 감소시킨다'는 망간이 연신율 감소 없이 강도·경도·인성을 동시에 감소시킨다는 내용인데, 망간은 오히려 강도와 경도를 증가시키면서 인성(충격값)은 유지하는 특성을 가진다. 따라서 강도와 경도를 감소시킨다는 설명은 망간의 실제 영향이 아니다.

나머지는 모두 탄소강에 포함된 망간(Mn)의 실제 영향이다.

• 고온에서 결정립 성장 억제: 결정립 미세화로 고온에서의 결정립 성장을 억제한다.
• 주조성 개선 및 황(S)의 해 감소: 주조성 개선 및 황화물(MnS) 형성으로 황의 해로운 영향을 감소시킨다.
• 담금질 효과 증대: 담금질성 증대로 경화능을 크게 한다.

Cr은 담금질성을 크게 높이는 원소로, 함유량이 많아지면 공기 중에서 냉각만 해도 경화되는 자경성이 생긴다. 이 때문에 고Cr 공구강·고속도강에서 자경성을 주는 대표 원소로 쓰인다.

도면에 표기된 SR 기호는 구(球)를 나타내는 치수 보조기호로, 구의 반지름을 의미한다. 단순 반지름은 R, 참고치수는 치수를 괄호로 묶어 표시, 원호의 길이는 치수 위에 ⌒ 기호로 표시하므로 그림의 SS3 표기와는 다르다.

센터리스 연삭(centerless grinding)은 공작물을 센터로 고정하지 않고 두 개의 연삭숫돌 사이에서 가공하는 방식으로, 국제표준기호로 GCL로 표기한다. GI는 내면연삭, GE는 외면연삭, GCN은 원통연삭을 나타내며, 센터리스 연삭은 고정센터 없이 진행되기 때문에 CL(centerless)이 붙는다.

SNCM은 니켈-크롬-몰리브덴강으로, S는 강(Steel), N은 니켈(Ni), C는 크롬(Cr), M은 몰리브덴(Mo)을 뜻한다. KS 강종 기호의 C가 늘 탄소를 뜻하는 것은 아니며, 합금강 기호에서는 크롬을 가리킨다.

대상물의 일부만 강조하여 도시해야 할 때, 특히 구멍, 홈, 돌기 등 한 부분의 모양을 표현하는 것으로 충분한 경우에 사용하는 투상도는 국부 투상도(partial view)이다.

국부 투상도는 전체 형상을 모두 나타낼 필요 없이 필요한 부분만 별도로 확대하거나 강조하여 표시하는 방법으로, 도시 영역을 제한하면서도 세부 사항을 명확히 전달할 수 있다.

• 보조 투상도: 표준 투상면이 아닌 특수한 방향에서 본 상태를 나타낸다.
• 회전 투상도: 비스듬한 형상을 정면으로 회전시켜 표현한다.
• 부분 확대 투상도: 특정 부분을 더 크게 확대하여 나타내는 방식이다.

이들은 각각 다른 목적을 갖는다.

"시선을 평행하게 연결"하며 "실제의 면과 같은 크기"의 투상도를 얻는 투상법은 정투상법이다. 정투상법(정사영)은 물체를 바라보는 위치에서 투상면에 수직인 평행광선을 쏘아 투상하므로 시선이 평행하며, 투상면과 물체의 면이 평행할 때 원래 크기 그대로 표현된다.

• 투시도법: 시점(눈의 위치)에서 발산하는 광선을 사용하므로 평행이 아니다.
• 사투상법: 입체를 한 화면에 표현하기 위해 각도를 기울이거나 축소하므로 실제 크기와 다르다.
• 등각투상법: 입체를 한 화면에 표현하기 위해 각도를 기울이거나 축소하므로 실제 크기와 다르다.

바르게 그린 것은 지시선 화살표가 구멍 중심선과 윗면 외형선이 만나는 점을 가리키고, 꺾인 수평선 위에 Φ15를 적은 그림입니다.

단면에 나타난 구멍의 지름을 지시선으로 기입할 때는 화살표 끝을 구멍의 중심선과 외형선의 교점에 대야 어떤 구멍의 치수인지 분명해집니다.

• 화살표가 구멍 안 중심선 중간(외형선이 없는 빈 곳)에서 끝나는 그림: 화살표가 닿는 선이 없어 틀립니다.
• 화살표가 윗면과 구멍 오른쪽 벽이 만나는 모서리를 가리키는 그림: 중심선이 아니라 구멍 벽 모서리를 지시해 틀립니다.
• 화살표가 해칭된 재료 단면 속에서 끝나는 그림: 구멍이 아닌 재료 부분을 가리켜 틀립니다.

평면도는 뒤쪽 가로 띠 아래로 좌우 두 다리가 내려오고 가운데 홈이 앞쪽(아래)으로 열린 모양에, 두 다리 위에만 가로 실선이 하나씩 있는 그림입니다.

입체도는 뒤쪽이 전체 폭·전체 높이의 몸체이고, 앞쪽 좌우 두 다리는 앞 끝이 낮고 뒤로 갈수록 올라가 윗면에 닿는 경사면입니다. 가운데 몸체는 전체 높이로 서 있되 앞면이 다리 앞 끝보다 뒤로 물러나 있어, 두 다리 사이는 바닥 없이 트인 홈입니다.

위에서 보면 경사면이 윗면과 만나는 모서리가 두 다리 위의 가로 실선으로, 가운데 몸체 앞면이 홈 안쪽의 가로 실선으로 보입니다. 가운데 몸체 앞면은 경사면 끝보다 앞쪽에 있으므로 이 선은 다리 위 실선보다 아래(앞쪽)에 그려집니다.

• 맨 아래 외형선이 폭 전체로 이어져 홈이 막힌 그림: 두 다리 사이가 트여 있는 형상과 다릅니다.
• 두 다리 위 경계선이 없고 홈 안쪽 사각형이 위(뒤)쪽까지 깊게 들어간 그림: 경사면 경계와 가운데 몸체 위치가 맞지 않습니다.
• 윗부분 모서리에서 안쪽으로 비스듬한 선이 그려진 그림: 경사면은 앞뒤로만 기울어 평면도에서는 직사각형으로 보이므로 틀립니다.

M 20 × 1로 표시하는 것이 옳다. 미터 가는나사는 호칭지름 앞에 M을 붙이고 뒤에 피치를 곱셈 기호로 이어 적어 호칭지름과 피치를 함께 나타낸다.

이 표시로 호칭지름 20mm, 피치 1mm인 나사임을 한 번에 알 수 있다.

• 피치 앞에 빼기 기호를 쓰는 표기는 미터나사의 표준 표시법이 아니다.
• TM은 30도 사다리꼴나사를 나타내는 기호로 미터 가는나사의 표시가 아니다.
• TM에 빼기 기호까지 쓰는 표기는 나사 종류와 표시 형식이 모두 맞지 않는다.

사용 목적에 따른 분류가 아닌 것은 부품도이다. 도면은 사용 목적에 따라 계획도·승인도·제작도·주문도처럼 나뉘는데, 부품도는 내용에 따른 분류에 속한다.

즉 부품도는 개별 부품의 형상을 나타낸 도면이라는 내용상의 구분이지, 도면을 만드는 목적에 따른 구분이 아니다.

• 승인도는 상대방의 승인을 얻기 위해 작성한다는 목적성이 뚜렷한 분류이다.
• 설명도는 구조나 기능을 설명할 목적으로 작성한다는 점에서 목적별 분류에 해당한다.
• 제작도는 실제 제작에 사용할 목적으로 작성한다는 점에서 목적별 분류에 해당한다.

축의 최대허용치수에서 구멍의 최소허용치수를 뺀 값이 최대 죔새이다. 죔새는 축이 구멍보다 커서 끼워맞춤 후에도 죄어지는 정도를 나타내므로, 축 치수에서 구멍 치수를 빼는 방향으로 계산한다.

죔새를 가장 크게 만드는 조합은 축을 가장 크게, 구멍을 가장 작게 잡았을 때이므로 축의 최대허용치수와 구멍의 최소허용치수의 차가 최대 죔새가 된다.

• 구멍의 최소허용치수와 축의 최대허용치수를 더하는 식은 죔새의 정의(차)와 맞지 않는다.
• 구멍의 최소허용치수와 축의 최소허용치수를 더하는 식 역시 죔새 계산식이 아니다.
• 축의 최소허용치수에서 구멍의 최대허용치수를 빼는 식은 두 값이 반대로 되어 있어 최대 죔새 계산과 맞지 않는다.

도면에 그려지는 길이는 100mm이다. 척도 1:5는 실제 길이를 5로 줄여서 그린다는 뜻이므로 도면 길이는 실제 길이를 5로 나눈 값이 된다.

계산 과정은 다음과 같다.
도면 길이 = 실제 길이 ÷ 5
도면 길이 = 500mm ÷ 5 = 100mm

• 500mm는 실제 길이 그대로이며 축척이 반영되지 않은 값이다.
• 1000mm는 실제 길이보다 커진 값으로, 축소가 아닌 확대(배척) 방향의 계산이다.
• 2500mm는 실제 길이에 5를 곱한 값으로, 나누어야 할 것을 곱한 계산이다.

중심선은 가는 1점쇄선으로 나타내는 조합이 옳다. 중심선은 도형의 중심 위치를 표시하는 선으로 가는 실선 굵기의 1점쇄선을 사용한다.

선의 종류와 용도는 규정된 조합으로 짝지어지므로 굵기와 형태(실선·파선·쇄선)를 혼동하지 않아야 한다.

• 가상선은 굵은 실선이 아니라 가는 2점쇄선으로 나타낸다.
• 숨은선은 가는 실선이 아니라 파선으로 나타낸다.
• 피치선은 굵은 2점쇄선이 아니라 가는 1점쇄선으로 나타낸다.

1200kg의 SiO₂가 발생한다. 용선 중 Si이 산소와 반응해 SiO₂로 산화되면서 줄어든 Si의 양으로부터 생성된 SiO₂의 질량을 구할 수 있다.

계산 과정은 다음과 같다.
제거된 Si량 = 80000kg × (0.71% − 0.01%) = 560kg
Si + O₂ → SiO₂ 반응의 질량비 SiO₂/Si = 60/28
SiO₂량 = 560kg × 60/28 = 1200kg

• 560kg은 산화된 Si 자체의 질량이며, 산소와 결합해 늘어난 SiO₂의 질량이 아니다.
• 1500kg은 Si 제거량에 반응식의 질량비(60/28)를 적용한 값과 맞지 않는다.
• 140kg은 생성된 SiO₂량이 아니라 산화된 Si량보다도 작은 값으로, 질량 보존에 맞지 않는다.

전기로 산화기 반응에서 제거되는 원소는 Cr(크롬)이다. 전기로 산화기(EAF, Electric Arc Furnace)에서는 폐강철 스크랩을 녹이고 정련하는 과정에서 산화제(산소)를 불어넣어 불순물을 제거하는데, 이때 크롬은 산화되어 슬래그로 제거된다. Ca는 탈산제로, Cu는 일반적으로 제거 대상이 아니며, Al도 강에 합금원소로 남아있으므로 선택되지 않는다.

출강시 알루미늄 첨가량은 탈산제로 사용되어 최종 산소 제거 목적이며, 반응 진행 중 속도 결정 요인이 아니라 반응 종료 단계의 마무리 처리에 해당하므로 반응속도 결정요인과 가장 거리가 멀다.

전로(converter) 반응 제어의 핵심은 산소 공급량과 공급 방식이며, 나머지는 모두 반응속도에 영향을 미친다.

• 산소 사용량: 반응 진행 속도를 직접 결정한다.
• 산소 분출압: 산소 제트의 침투깊이와 교반 효율을 좌우한다.
• 랜스 노즐의 직경: 산소 분출각도와 분산 패턴을 제어한다.

전기로의 구조에서 용탕이 있는 밑부분을 로상(furnace bottom)이라 한다. 로상은 내화물로 이루어진 로의 바닥 부분으로 녹인 금속(용탕)이 모이는 장소이다. 로체는 로의 몸체, 천정은 로의 윗부분, 로벽은 로의 옆벽을 의미하므로 모두 다른 부위이다.

전기로는 전극 간 아크열을 이용하여 강을 용융하므로 로 내부의 분위기를 산화 또는 환원 양쪽 모두 제어할 수 있다. 1번은 정확하다 — 전열량 조절이 용이하여 온도 제어가 쉽다. 2번도 정확하다 — 전기에너지만 필요하므로 원료(스크랩, 철광석 등)의 선택 폭이 넓다. 3번도 정확하다 — 산화성 환경을 피할 수 있어 고급 합금철(페로크롬, 페로몰리브덴 등)을 직접 투입할 수 있다. 따라서 4번이 틀린 설명이다.

전로(轉爐)에서 고철을 용선보다 먼저 장입하는 이유는 용선의 높은 온도(약 1,300°C)에서 고철의 수분이 급격히 기화되어 수증기 폭발을 유발할 수 있기 때문이다. 고철을 먼저 장입하면 로 내부의 온도가 상대적으로 낮은 상태에서 수분이 서서히 제거되므로 폭발 위험을 사전에 차단할 수 있다. 용선을 먼저 장입하면 그 위에 떨어지는 고철의 수분이 순간적으로 기화되면서 격렬한 폭발과 용강 비산이 발생하여 매우 위험하다.

LD-AC법은 산소 랜스로 산소와 함께 석회분(CaO)을 노 안에 불어 넣는 전로법이다. 인 함량이 높은 선철의 탈인에 쓰인다. 칼도법과 로터법은 회전로식 산소제강법이고, 평로(오픈 헬스)법은 축열식 반사로 제강법이다.

산화광을 환원하기 위한 환원제는 산화되기 쉬운 물질, 즉 환원력이 강한 물질이어야 한다. 카본(C)은 고온에서 산화되어 CO로 변하면서 강한 환원력을 가지며, 수소(H₂)와 일산화탄소(CO)도 산화되기 쉬워 산화광의 산소를 제거할 수 있다. 반면 질소(N₂)는 매우 안정적인 분자로, 질소의 삼중결합이 매우 강하여 산화되거나 반응하기 어렵고 환원력이 거의 없다. 따라서 일반적인 산화광 제련 공정에서 질소는 환원제로 사용되지 않는다.

인(P)의 제거가 가능하다는 설명이 산성전로의 특징과 맞지 않는다. 산성전로는 규산질(산성) 내화물을 사용하기 때문에 염기성 슬래그를 유지하기 어려워 탈인 반응이 잘 일어나지 않는다.

탈인에는 염기성 슬래그가 필요한데, 산성 내화물 위에서는 슬래그가 산성으로 유지되므로 인 제거 효과를 기대하기 어렵다.

• 원료로 용선을 사용하는 것은 산성전로에서도 그대로 적용되는 특징이다.
• 규산질 내화물을 사용하는 것은 산성전로의 정의 자체에 해당하는 특징이다.
• 불순물의 산화열을 열원으로 쓰는 것은 전로 제강법 전반에 공통되는 특징이다.

MgO(마그네시아)가 정답이다. 고주파 유도로에서 염기성 노재를 사용할 때 가장 널리 쓰이는 내화물이 마그네시아질 재료이다.

마그네시아는 염기성 슬래그와 반응성이 낮아 침식에 강하고 고온에서 안정적이어서 염기성 조업에 적합하다.

• SiO₂는 산성 내화물의 대표 성분으로 염기성 노재와는 반대 계열이다.
• CaF₂(형석)는 슬래그의 유동성을 높이는 첨가제이지 노재(내화물) 자체가 아니다.
• Al₂O₃는 중성에 가까운 내화물 성분으로 염기성 노재의 주성분과는 다르다.

공기 중 질소의 단순 혼입 자체가 주요 생성 원인이 되지는 않으므로 '공기 중 질소의 혼입 때문'이 틀린 설명이다. 질소는 질화물 형태로 개재물에 포함될 수 있지만, 질소 혼입이 직접적인 원인이 아니라 오히려 결과물이다.

강괴에서 비금속 개재물은 주로 산화물, 질화물, 황화물 등이 생성된다.

• 용강이 공기에 의한 산화: 용강이 공기 중 산소에 노출되면서 산화 반응이 일어난다.
• 여러 반응에 의한 반응 생성물: 탈산·탈황 등 야금학적 반응에서 생성된 산화물이 개재물을 형성한다.
• 내화물의 용식 및 기계적 혼입: 제강 과정에서 내화물이 용강에 용식되거나 기계적으로 혼입되기도 한다.

CaC₂(카바이드)가 정답이다. 카바이드는 고체 상태의 탈황제 중에서도 탈황력이 강해 용선 예비처리의 탈황공정에 널리 사용된다.

고체 탈황제는 용선에 투입되어 황과 반응해 안정한 화합물을 만들며 슬래그로 배출시키는 방식으로 작동한다.

• KOH는 알칼리 시약으로 용선 예비처리의 고체 탈황제로 쓰이지 않는다.
• NaCl은 단순한 염으로 탈황 반응성을 갖지 않는다.
• Na₂CO₃(소다회)도 탈황제로 쓰이지만 고체 탈황제로서의 탈황력은 카바이드에 못 미친다.

'용강 중에 있어서 확산속도가 작을 것'은 확산속도가 작아야 한다는 조건은 역이다. 합금철의 원소들이 용강 중에서 빠르게 확산되어 균일하게 혼합되고 반응하는 것이 오히려 필요하므로, 합금철의 확산속도는 충분히 커야 한다.

제강작업에서 합금철은 탈산·탈황·합금원소 첨가 등의 역할을 수행해야 한다.

• 산소와의 친화력이 철에 비하여 클 것: 정확하다 — 합금철의 산소 친화력이 철보다 커야 탈산 반응이 진행된다.
• 화학적 성질에 의해 유해원소를 제거시킬 것: 맞다 — 망간철, 규소철 등이 산소와 황 같은 유해원소를 화학적으로 제거한다.
• 탈산 생성물이 용이하게 부상 분리될 것: 올바르다 — 탈산 생성물(예: SiO₂, MnO)은 용강보다 밀도가 낮아 표면으로 떠올라 분리되어야 한다.

슬로핑은 용선 배합률이 높아 Si·C가 많을 때 슬래그가 많이 생기고 탈탄이 격렬해지면서 일어난다. 노 안에 슬래그가 많이 섞이거나 배재가 부족할 때, 노 용적에 비해 장입량이 많을 때도 발생한다. 따라서 용선 배합률이 낮은 경우는 원인이 아니며, 오히려 슬로핑이 줄어드는 조건이다.

괄호가 가리키는 곳은 레이들 위에 놓인 큰 용기의 몸통 내부로, 진공조입니다.

DH법은 진공조 아래쪽 관 하나를 레이들의 용강에 담그고, 진공조와 레이들의 높낮이를 번갈아 바꾸어 용강을 빨아올렸다 되돌려 보내면서 탈가스합니다. 그림에서도 진공조 윗부분에 배기공이 달려 있어 이곳을 감압합니다.

• 레이들: 그림 맨 아래 용강을 담고 있는 용기이며, 괄호가 가리키는 위쪽 용기가 아닙니다.
• 취상관: 진공조 바닥에서 아래로 뻗어 용강에 잠긴 관 부분이며, 용기 몸통 내부가 아닙니다.
• 합금 첨가장치: 탈가스 중 합금철을 진공조 안으로 넣어 주는 부속 장치로, 괄호가 가리키는 용기 몸통 안의 공간 자체가 아닙니다.

형석(CaF₂)이 정답이다. 형석은 적은 양만 넣어도 슬래그의 녹는점을 낮추어 유동성을 크게 높여주는 첨가제이다.

염기도를 좌우하는 주성분이 아니라 보조적으로 작용하므로, 염기도를 크게 흔들지 않으면서 유동성만 개선하는 특징이 있다.

• 생석회는 슬래그의 염기도를 높이는 주원료로, 소량 첨가로 유동성만 조절하는 형석과는 역할이 다르다.
• 석회석은 생석회의 공급원 역할을 하며 다량이 필요해 소량 첨가로 유동성을 개선하는 용도와는 거리가 있다.
• 철광석은 산화제·냉각제로 쓰이는 부원료로 슬래그 유동성 조절이 주목적이 아니다.

강도율은 근로손실일수를 총근로시간수로 나누고 1000을 곱한 식입니다.

$\text{강도율} = \dfrac{\text{근로손실일수}}{\text{총근로시간수}} \times 1000$
근로시간 1000시간당 잃은 근로일수로 재해의 심한 정도를 나타냅니다.

• 총근로시간수를 근로손실일수로 나누고 1000을 곱한 식: 분자와 분모가 뒤집혀 있습니다.
• 근로손실일수를 총근로시간수로 나누고 1000000을 곱한 식: 100만 시간을 기준으로 삼는 것은 재해건수로 계산하는 도수율이며, 강도율은 1000시간 기준입니다.
• 총근로시간수를 근로손실일수로 나누고 1000000을 곱한 식: 분자·분모가 뒤집혔고 곱하는 수도 틀립니다.

상주법은 주형 위에서 용강을 직접 부어 넣는 방식이다. 주입 초기에 용강이 튀어 주형 벽에 붙는 스플래시 때문에 강괴 표면이 나쁘다. 대신 탕도 내화물을 거치지 않아 내화물 개재물이 적고, 주형 정비가 간단하며, 대량생산에 적합하다.

완전 탈산한 강에서 주형 상부에 압탕 틀(hot top)을 설치하여 파이프를 집중 생성시키는 공정은 킬드강(Killed steel)의 특징이다. 이 집중된 파이프 부분을 분괴 압연으로 제거한 후 잘라내므로 최종 강괴의 품질이 우수하다.

킬드강은 탈산제(Si, Mn, Al 등)를 충분히 첨가하여 산소를 완전히 제거하므로 응고 시 가스 발생이 거의 없고, 주형 상부에 압탕 부위와 파이프가 집중되어 형성된다.

• 림드강: 탈산을 최소화하여 표면만 건전하고 내부에 많은 기공이 발생한다.
• 캡드강: 탈산 정도가 중간적이어서 이러한 집중적 파이프 형성 공정을 사용하지 않는다.
• 세미킬드강: 탈산 정도가 중간적이어서 이러한 집중적 파이프 형성 공정을 사용하지 않는다.

주괴(주편)가 부푸는 것을 막는 역할이 롤러 에이프런의 기능이다. 연속주조에서 응고 중인 주편은 내부 용강의 정압에 의해 표면이 부풀어 오르려는 힘을 받는데, 롤러 에이프런이 다수의 롤로 주편을 지지해 이를 억제한다.

즉 롤러 에이프런은 몰드를 나온 직후부터 주편 표면이 완전히 응고되기 전까지 형상을 유지시켜 주는 지지 장치이다.

• 수축공 제거는 응고·주형 설계와 관련된 문제로 롤러의 지지 기능과는 직접 관련이 없다.
• 턴디시 교환 역할은 턴디시 자체의 운용 문제로 롤러 에이프런의 기능이 아니다.
• 주조 중 폭 증가를 촉진한다는 설명은 오히려 롤러 에이프런이 억제하는 변형(부풀음) 방향과 반대된다.

수소가 원인이다. 강 중에 녹아 있던 수소가 냉각 중 빠져나오지 못하고 국부적으로 압력을 만들면서 파단면에 은회색의 둥근 반점, 즉 헤어크랙(백점)을 만든다.

이 결함은 단조·열간가공 후 급냉되는 두꺼운 부재에서 특히 잘 나타나며, 수소 함량을 낮추는 탈가스 처리로 예방한다.

• 질소는 취성이나 시효경화와 관련되지만 은회색 원형 반점(백점) 결함의 직접 원인으로 보지 않는다.
• 산소는 비금속 개재물 생성과 관련이 크며 이 결함의 주된 원인으로 지목되지 않는다.
• 이산화탄소는 강 중에 고용되는 성분이 아니어서 이러한 결함의 원인이 될 수 없다.

주형 내 용강 표면의 산화를 촉진한다는 설명이 틀렸다. 몰드 플럭스는 오히려 용강 표면을 덮어 공기와의 접촉을 차단함으로써 산화를 막는 역할을 한다.

몰드 플럭스는 보온, 윤활, 개재물 흡수와 함께 산화 방지까지 담당하는 다기능 재료이다.

• 주형 내 용강의 보온 작용은 몰드 플럭스의 실제 기능 중 하나이다.
• 주형과 주편 간의 윤활 작용도 몰드 플럭스가 실제로 수행하는 기능이다.
• 부상한 개재물의 용해 흡수 작용 역시 몰드 플럭스의 실제 기능에 해당한다.

전기 아크로(Electric Arc Furnace, EAF)의 조업 순서는 원료 장입 → 용해 → 산화 → 슬래그 제거 → 환원 → 출강이다. 용해 단계에서 원료를 녹인 후 산화 단계에서 불순물을 제거하고, 슬래그를 버린 뒤 환원 단계에서 산소를 제거하며 필요한 합금원소를 첨가하여 최종 성분을 조정한 후 출강한다.

연속주조의 조업 조건은 설비 요인(기계적 구조와 성능)과 조업 요인(조업 과정에서 제어·조절하는 변수)으로 분류된다. 주편 크기 및 형상은 주조 설계 단계에서 결정되는 제품 사양이므로 조업 중 변경할 수 없는 설비·설계 요인이다. 반면 주조 온도는 용탕 관리로 조절 가능하고, 윤활제 재질은 윤활 조건 선택이며, 진동수와 진폭은 주편 추출 메커니즘의 운전 파라미터로서 모두 조업 중 제어할 수 있는 조업 요인에 해당한다.

용해기능은 LF의 기능과 거리가 멀다. LF(레이들 퍼니스)는 이미 전로 등에서 만들어진 용강을 레이들에 받은 뒤 정련·성분조정을 마무리하는 2차 정련 설비이다.

고체 원료를 녹여 액체로 만드는 용해 자체는 전로·전기로의 몫이며, LF는 아크로 가열, 교반, 탈황·탈산 등 정련 기능에 집중한다.

• 교반기능은 아르곤 취입 등을 통해 LF에서 실제로 이루어지는 기능이다.
• 정련기능은 LF의 핵심 목적으로, 탈황·개재물 저감 등이 여기에 해당한다.
• 가열기능은 아크 전극으로 용강 온도를 보상하는 LF의 대표 기능이다.

더미바가 정답이다. 연속주조 초기에 몰드 하부를 막아 용강이 새지 않도록 하고, 응고가 시작된 주편을 핀치롤까지 끌어내는 역할을 한다.

주편이 어느 정도 인발된 후에는 더미바가 분리되고, 이후에는 응고된 주편 자체가 스스로 이어져 내려간다.

• 몰드는 용강을 냉각·응고시키는 주형 자체로, 밑을 막고 끌어내는 인발 기능은 없다.
• 레이들은 전로에서 받은 용강을 담아 옮기는 용기로 주편 인발과는 관련이 없다.
• 침지노즐은 턴디시에서 몰드로 용강을 재산화 없이 전달하는 통로일 뿐 인발 기능은 하지 않는다.

고철을 무제한으로 사용할 수 있다는 설명이 틀렸다. 전로는 용선이 지닌 현열과 불순물 산화열만을 열원으로 쓰기 때문에, 열원 확보를 위해 고철 배합비에 한계가 있다.

고철을 지나치게 많이 넣으면 열이 부족해 용해·정련이 되지 않으므로, 실제로는 일정 비율 이하로만 배합한다.

• 부원료 등으로 성분을 조절하는 것은 전로 조업에서 실제로 이루어지는 과정이다.
• 합금철·탈산제로 최종 성분을 맞추는 것도 전로 조업의 실제 절차이다.
• 용선 중 C, Si, Mn이 산소와 반응해 열을 내는 것은 전로 제강의 핵심 원리이다.

열의 방출 작용은 슬래그의 역할이 아니다. 슬래그는 오히려 용강 표면을 덮어 열이 빠져나가지 못하게 보온하는 역할을 한다.

슬래그층이 두꺼울수록 열 손실이 줄어들어 조업 온도를 유지하기 쉬워진다.

• 정련 작용은 슬래그가 불순물을 흡수·반응시키는 실제 기능이다.
• 용강의 산화방지도 슬래그가 공기 접촉을 차단해 수행하는 실제 기능이다.
• 가스의 흡수방지 역시 슬래그가 대기 중 가스의 용강 침투를 막는 실제 기능이다.

간접반응이어서 탈인·탈황이 효과적이지 못하다는 설명이 틀렸다. 저취 전로는 노 밑에서 산소나 교반용 가스를 불어 넣어 용강·슬래그·가스가 직접 접촉하며 반응하므로 오히려 탈인·탈황에 유리하다.

바닥에서의 강한 교반 덕분에 슬래그와 용강의 반응 면적이 넓어져 정련 효율이 높아지는 것이 저취 전로의 특징이다.

• 극저탄소까지 탈탄이 가능하다는 것은 저취 전로의 실제 장점이다.
• 교반이 강하고 강욕의 온도·성분이 균질하다는 것도 저취 전로에서 실제로 나타나는 특징이다.
• 철의 산화손실이 적고 강중 산소가 낮다는 것 역시 저취 전로의 실제 특징이다.

용강이 공기와 접촉해 산화되면서 생긴다는 설명이 옳다. 비금속 개재물은 탈산 생성물이나 공기 중 산소와의 반응으로 만들어지는 산화물·규산염 등이 대표적이다.

이러한 개재물은 강 속에 남아 있으면 조직의 연속성을 해쳐 품질에 영향을 준다.

• 비금속 개재물은 대체로 용강보다 비중이 작아 위로 떠오르려는 경향이 있다.
• 제품의 강도에 영향이 없다는 설명은 사실과 반대로, 개재물은 강도를 떨어뜨리는 원인이 된다.
• 압연 중 균열의 원인이 되지 않는다는 설명도 사실과 반대로, 개재물은 압연 균열의 주요 원인 중 하나이다.

방열복과 방호면을 착용해야 한다. 출강 시에는 고온의 용강과 튀는 불티, 복사열에 직접 노출되므로 열을 차단하는 방열복과 얼굴을 보호하는 방호면이 필수적이다.

일반 작업복이나 방한 장비로는 고온·비산물로부터 신체를 충분히 보호할 수 없다.

• 운동모는 보호 기능이 없고 귀마개는 소음 대비 장비여서 출강 시 고온·비산물 방호에는 적합하지 않다.
• 방한복과 안전벨트는 추위나 추락 위험 대비 장비로 출강 관찰 상황과는 맞지 않는다.
• 면장갑과 운동화는 내열성이 없어 고온의 용강 작업 환경에서는 오히려 위험할 수 있다.

보기의 반응은 탄소가 산화되어 CO·CO₂로 빠져나가는 탈탄 반응입니다.

그림의 반응식은 다음 두 줄입니다.
$\text{C} + \text{FeO} \rightleftarrows \text{Fe} + \text{CO(g)}$
$\text{CO(g)} + \tfrac{1}{2}\text{O}_2 \rightleftarrows \text{CO}_2$

용강 속 C가 FeO의 산소와 결합해 CO 가스가 되고, 이 CO가 다시 산소와 만나 CO₂가 됩니다.

• 탈인 반응: P가 산화되어 P₂O₅로 슬래그에 흡수되는 반응인데, 식에 P가 없습니다.
• 탈황 반응: S를 CaS 등으로 슬래그에 옮기는 반응인데, 식에 S가 없습니다.
• 탈규소 반응: Si가 SiO₂로 산화되는 반응인데, 식에 Si가 없습니다.

경동 장치는 턴디시 노즐 막힘 방지와 관련이 없다. 경동 장치는 레이들이나 전로를 기울여 쏟아내는 데 쓰이는 설비로, 노즐 내부의 막힘을 막는 기능과는 별개이다.

노즐 막힘은 주로 개재물이 노즐 벽에 쌓이면서 생기므로, 가스를 불어넣어 흐름을 유지하거나 노즐 자체의 통기성을 높이는 방식으로 막는다.

• 포러스 노즐은 노즐 벽에 미세한 기공을 두어 가스를 통과시킴으로써 막힘을 줄인다.
• 가스 취입 스토퍼는 스토퍼를 통해 가스를 불어넣어 개재물 부착을 억제한다.
• 가스 슬리브 노즐도 노즐 주위로 가스를 흘려 막힘을 방지하는 장치이다.