09년 1회차

단위격자를 이루는 3개 모서리의 길이를 격자상수라 한다.

단위격자의 크기를 정량적으로 나타내는 값으로 금속마다 고유한 값을 가진다.

• 결점: 결정 내 원자 배열의 불완전 지점을 뜻하는 결함 개념으로 길이 단위가 아니다.
• 공간격자: 원자 배열의 반복 패턴 자체를 뜻하는 개념으로 모서리 길이를 가리키지 않는다.
• 결정립자: 다결정 조직을 이루는 낱알을 뜻하는 개념으로 단위격자 치수와는 다르다.

열간가공의 마무리온도는 고온가공을 끝맺는 온도를 말한다.

재결정온도보다 약간 높은 온도에서 가공을 끝내면 결정립이 미세해지므로 가공 공정 관리에서 중요한 기준점이 된다.

• 전성 회복 온도: 가공 종료 시점이 아니라 재결정 등 회복 과정을 가리키는 개념이다.
• 상온 경화 온도: 가공 종료와 무관한 상온에서의 경화 현상을 가리킨다.
• 강도·인성 증가 온도: 열처리 효과를 가리키는 개념으로 가공 종료 시점과는 다르다.

양백(nickel silver)은 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn)을 주성분으로 하는 합금으로, 일반적으로 Cu 50~70%, Ni 5~30%, Zn 10~40% 정도의 비율로 구성된다. 보기 1, 2, 3은 모두 양백의 주성분이며, 주석(Sn)은 양백의 주성분에 포함되지 않는 원소다. 주석은 오히려 청동이나 다른 구리 합금의 주요 성분으로 사용된다.

Si를 적게 하고 Mn을 적당히 넣은 용탕을 금형이나 칠메탈이 붙은 모래형에 부어 필요한 부분만 급랭시켜 만드는 주철은 냉경 주철이다.

급랭된 표면은 백주철 조직으로 단단해지고 내부는 서서히 식어 회주철에 가까운 조직이 남아 부위별로 경도가 달라진다.

• 가단 주철: 백주철을 열처리해 인성을 부여하는 별도 공정으로 급랭 부위 한정 조직과는 다르다.
• 애시클러 주철: Ni·Mo 등을 넣어 기지를 침상(베이나이트) 조직으로 만든 강인 주철로 부분 급랭과는 다르다.
• 구상흑연주철: 접종으로 흑연을 구상화한 주철로 급랭에 의한 부분 경화와는 무관하다.

소성변형을 거치며 금속이 단단해지는 현상을 가공경화라 한다.

전위 밀도가 증가하고 서로 얽히면서 추가 변형에 대한 저항이 커지기 때문에 나타난다.

• 탄성경화: 탄성 변형은 영구 변형을 남기지 않으므로 경화 현상과는 다른 개념이다.
• 취성경화: 취성은 변형 능력이 부족한 성질을 가리킬 뿐 경화 메커니즘을 설명하는 용어가 아니다.
• 자연경화: 두랄루민처럼 담금질 후 상온에 두면 석출로 단단해지는 시효 현상으로 소성변형에 의한 강화가 아니다.

탈산 정도에 따른 강괴 분류는 림드강·킬드강·세미킬드강 등으로 나뉘며, 평로강은 제강로 종류에 따른 구분이라 이 분류에 해당하지 않는다.

탈산 정도에 따른 분류는 응고 시 기포 발생과 수축관 형성 정도를 기준으로 하는 반면, 평로강은 생산에 쓰인 노(furnace)의 종류를 기준으로 한 명칭이다.

• 림드강: 탈산이 불충분해 기포가 남는 탈산 정도 기준 분류에 속한다.
• 킬드강: 완전 탈산으로 수축관이 생기는 탈산 정도 기준 분류에 속한다.
• 캐프트강(캡드강): 림드강을 주입한 뒤 뚜껑을 덮어 리밍작용을 일찍 멈춘 강으로 탈산 정도 기준 분류에 속한다.

형상기억합금의 형상 회복은 마텐자이트 변태의 가역성을 이용한 현상이다.

온도 변화에 따라 마텐자이트와 모상(오스테나이트) 사이를 가역적으로 오가며 결정구조가 원래 형상으로 되돌아간다.

• 펄라이트 변태: 페라이트와 시멘타이트의 층상 조직이 생기는 확산 변태로 가역적 형상회복과는 다르다.
• 페라이트 변태: 서냉 시 나타나는 확산 변태로 형상기억 효과의 원리가 아니다.
• 레데뷰라이트 변태: 주철의 공정 조직 형성과 관련된 변태로 형상기억과는 무관하다.

외력 제거 시 처음 상태로 완전히 되돌아가는 성질을 탄성이라 한다.

원자 간 결합이 늘어났다가 힘이 사라지면 원위치로 복귀하는 가역적 변형만 일어나기 때문이다.

• 소성: 힘을 제거해도 변형이 남는 성질로 처음 상태로 되돌아가지 않는다.
• 취성: 변형 없이 쉽게 파괴되는 성질로 복원과는 다른 개념이다.
• 연성: 끊어지지 않고 길게 늘어나는 능력을 뜻하며 복원성과는 다른 성질이다.

Al-Si계 합금의 개량처리는 나트륨을 약 0.01% 첨가하고 약 750~800℃에서 처리하는 것이 적정하다.

이 조건에서 공정 실리콘의 조직이 조대한 판상에서 미세한 섬유상으로 바뀌어 강도와 연신율이 함께 개선된다.

• 나트륨을 0.1%로 늘리고 750~800℃에서 처리하는 조합: 첨가량이 과다해 적정 개량 조건이 아니다.
• 나트륨 0.01%에 850~900℃로 높이는 조합: 온도가 지나치게 높아 적정 개량 온도범위를 벗어난다.
• 나트륨 0.1%에 850~900℃로 높이는 조합: 첨가량과 온도 모두 적정 범위를 벗어난다.

금속의 일반적 성질을 각 보기별로 검토하면, 2번이 정답이다. 1번은 금속은 열과 전기의 양도체이므로 틀렸고, 3번은 금속은 이온화할 때 양(+) 이온이 되므로 틀렸다. 4번은 금속이 소성 변형이 있기 때문에 가공이 쉬운 것이므로 역으로 틀렸다. 2번의 금속 고유의 광택은 금속 표면의 자유전자가 빛을 흡수했다가 방출하면서 나타나는 현상으로, 금속의 전형적인 물리적 특성이다.

제시된 금속 중 이온화 경향이 가장 커서 산화가 가장 빨리 일어나는 금속은 Al이다.

알루미늄은 반응성이 높아 공기 중에 노출되면 즉시 산화막을 형성할 만큼 산화 반응이 빠르게 일어난다.

• Cu: 이온화 경향이 작아 상대적으로 산화가 더디게 일어나는 금속이다.
• Fe: Al보다 이온화 경향이 낮아 산화 속도가 상대적으로 느리다.
• Ni: 내식성이 좋은 편에 속해 산화가 상대적으로 더디게 진행된다.

물과 얼음의 평형상태에서 자유도는 기브스 상평형 법칙으로 구한다. F = C - P + 2에서 C는 성분 수, P는 상(phase)의 개수이다. 물과 얼음 평형에서 C = 1(물 한 가지 성분), P = 2(액체 물과 고체 얼음)이므로 F = 1 - 2 + 2 = 1이다. 이는 온도나 압력 중 하나만 독립적으로 정할 수 있고 나머지는 자동으로 결정된다는 의미로, 표준 조건(1 atm)에서 물과 얼음이 공존하는 온도는 0°C로 고정된다.

Cu를 환원성 분위기(수소 분위기)에서 가열하면 금속 내부로 수소가 침투하여 금속의 입계(결정립 경계)에 축적되고, 이로 인해 연성과 전성이 감소하는 현상을 수소취성이라 한다.

환원성 분위기에서의 가열은 수소 원자가 금속 격자 내에 확산·침입할 수 있는 조건을 제공하며, 침투한 수소는 금속의 연결성을 약화시켜 재료가 부서지기 쉬운 상태가 된다.

• 풀림취성은 냉간 가공 후 부적절한 가열로 일어난다.
• 고온취성과 상온취성은 다른 원인의 취성 현상이다.

Ni-Cr강은 강인성이 우수해 봉·핀·선재·관재·볼트·너트 등에 널리 사용된다.

Ni과 Cr을 함께 넣어 강도와 인성, 담금질성을 동시에 높인 구조용 합금강이기 때문이다.

• 점성과 담금질성이 나쁘다는 설명: 실제로는 두 특성이 모두 우수한 강이라 이 설명은 맞지 않는다.
• 뜨임취성을 만들기 위해 Mo·V를 넣는다는 설명: Mo·V는 오히려 뜨임취성을 억제하려고 첨가하므로 목적이 반대다.
• Cr이 페라이트를 강화하고 Ni이 탄화물을 석출한다는 설명: 실제로는 Cr이 탄화물을 형성하고 Ni이 페라이트 기지를 강화하는 쪽에 가까워 역할이 뒤바뀌었다.

내부는 질기고 표면만 단단하게 만들어야 하는 용도에는 표면 경화용 합금강이 쓰인다.

표면만 침탄이나 질화 등으로 경화시키고 내부는 강인한 조직을 유지하도록 설계된 강이기 때문이다.

• 공구용 합금강: 전체적인 내마모성·절삭성을 높이는 데 초점이 맞춰진 강으로 표면-내부 이원 특성을 목표로 하지 않는다.
• 내식-내열용 합금강: 부식이나 고온 환경 저항이 목적인 강으로 표면 경화와는 다른 용도다.
• 특수 용도용 합금강: 자성·팽창 등 특수 물성을 목표로 한 강으로 표면 경화 목적과는 다르다.

암·리브·훅 등의 절단면을 90° 회전시켜 나타내는 단면도는 회전단면도이다.

부재의 실제 단면 형상을 도면 안에서 바로 확인할 수 있도록 절단면을 제자리에서 돌려 그리는 방식이다.

• 온단면도: 물체 전체를 절단해 나타내는 방식으로 부분 회전 표시와는 다르다.
• 한쪽단면도: 대칭 물체의 절반만 절단해 나타내는 방식으로 회전 표시와는 다르다.
• 부분단면도: 필요한 일부만 국소적으로 잘라 보이는 방식으로 회전 표시와는 다르다.

지시선은 굵은 실선이 아니라 가는 실선으로 그어야 하므로 이 설명은 옳지 않다.

계산으로 구해지는 치수를 중복 기입하지 않는 것은 맞는 원칙이지만, 지시선의 선 굵기를 굵은 실선이라 한 부분이 규격과 어긋난다.

• 치수선을 외형선과 평행하게 긋는다는 설명: 실제 치수기입 원칙에 맞는 내용이다.
• 길이·높이 치수를 정면도 위주로 표시한다는 설명: 실제 치수기입 원칙에 맞는 내용이다.
• 기능·제작·조립을 고려해 필요한 치수를 명료히 기입한다는 설명: 실제 치수기입 원칙에 맞는 내용이다.

표면 기호에서 L은 선반가공을 뜻합니다.

그림은 V자 표면 기호 위에 거칠기 값 6.3이 적혀 있고, 기호에서 비스듬히 뻗은 선 끝의 가로선 위에 가공 방법 약호 L이 적힌 형태입니다. 가공 방법 약호는 L=선반, M=밀링, G=연삭, FF=줄 다듬질입니다.

• 연삭가공: 약호가 G입니다.
• 밀링가공: 약호가 M입니다.
• 줄가공: 약호가 FF입니다.

이 물체의 테이퍼 값은 1/4입니다.

그림에서 큰 쪽 지름 50, 작은 쪽 지름 25, 길이 100을 읽습니다. 테이퍼는 지름 차를 길이로 나눈 값입니다.
$\text{테이퍼} = \dfrac{D - d}{l}$
$\dfrac{50 - 25}{100} = \dfrac{25}{100} = \dfrac{1}{4}$

• 1/5: 지름 차가 20이어야 나오는 값입니다.
• 1/8: 한쪽 면의 기울기(구배)인 $\dfrac{12.5}{100}$에 해당해, 지름 차 전체로 계산하는 테이퍼와 다릅니다.
• 1/25: 지름 차가 4여야 나오는 값입니다.

절단면이 단면임을 나타내기 위해 사용하는 선은 해칭선이다.

가는 실선을 일정 간격으로 비스듬히 그어 절단된 면임을 시각적으로 구분해 준다.

• 절단선: 어디를 잘랐는지 위치를 표시하는 선으로 단면 자체를 나타내는 선은 아니다.
• 가상선: 인접 부분이나 이동 위치 등을 가상으로 나타내는 선으로 단면 표시와는 다르다.
• 지시선: 치수나 기호를 이끌어 내는 선으로 단면 표시와는 다르다.

도면에서 선의 우선순위는 외형선 → 숨은선 → 절단선 → 중심선 → 무게 중심선 → 치수 보조선 순서로 정해진다. 이는 도면의 가독성을 위해 실제 형상을 나타내는 선을 먼저 표현하고, 보조적 성질의 선을 뒤로 배치하는 원칙에 따른 것이다. 외형선은 물체의 주요 형상을 나타내므로 최우선이며, 숨은선은 내부 형상, 절단선은 단면도 표현, 중심선과 무게 중심선은 기하학적 참고선, 치수 보조선은 가장 보조적 역할을 하므로 최후순위이다.

재료기호 GC200에서 GC는 회주철을 의미한다.

뒤의 숫자 200은 최저 인장강도(MPa) 수준을 나타내는 표시다.

• 합금공구강: STS·STD 등 공구강 기호로 표시되어 GC와는 다르다.
• 화이트메탈: 베어링용 합금으로 WM 기호를 써 GC와 무관하다.
• 냉간압연강판: SPCC 등 SPC 계열 기호로 표시되어 GC와는 다르다.

구조·원리·기능·취급 방법을 설명할 목적으로 그려 참고자료로도 쓰이는 도면은 설명도이다.

제작이나 발주가 목적이 아니라 사용자의 이해를 돕기 위한 참고용 도면이기 때문이다.

• 주문도: 주문서에 붙여 주문자의 요구 사항을 제작자에게 전하는 도면으로 설명 목적과는 다르다.
• 승인도: 제작 전 설계 내용을 확인·승인받기 위한 도면으로 설명 목적과는 다르다.
• 견적도: 가격 산정을 위한 도면으로 구조·기능 설명이 목적이 아니다.

위치 공차를 나타내는 기호는 원에 십자선을 겹친 ⊕(위치도)이다.

위치도는 구멍이나 축의 중심 같은 형체가 이론적으로 정확한 위치에서 얼마나 벗어나도 되는지를 정하는 위치 공차의 대표 기호이다.

• ⊥ 모양은 직각도로, 자세 공차이다.
• 가운데 선이 긴 가로선 세 줄(≡) 모양은 대칭도이다. 분류상 위치 공차 무리에 들지만 '위치'를 직접 규제하는 위치도 기호는 아니다.
• 기울어진 평행사변형(▱) 모양은 평면도로, 모양 공차이다.

가는 실선과 굵은 실선의 굵기 비율은 1:2이다.

도면에서 선의 굵기 차등을 통해 외형선 등 중요한 선을 더 뚜렷하게 구분하기 위한 규격이다.

• 2:3 비율: 규격에서 정한 굵기 차와 맞지 않는 비율이다.
• 1:4 비율: 가는 선과 아주 굵은 선의 비율에 해당해 가는 실선과 굵은 실선의 비율이 아니다.
• 2:5 비율: 실제 규격에서 정한 굵기 비율과 다르다.

한 도면에 제1각법과 제3각법을 섞어 쓰면 안 되며, 하나의 투상법으로 통일해야 하므로 이 설명은 옳지 않다.

두 방식을 함께 쓰면 배치 기준이 달라 보는 사람이 물체의 형상을 잘못 해석할 수 있기 때문이다.

• 제3각법이 눈→투상면→물체 순서라는 설명: 실제 제3각법의 정의에 맞는 내용이다.
• 제1각법이 눈→물체→투상면 순서라는 설명: 실제 제1각법의 정의에 맞는 내용이다.
• 전개도법에 평행선법·삼각형법·방사선법이 있다는 설명: 실제 전개도법의 분류에 맞는 내용이다.

전기아크로(Electric Arc Furnace, EAF) 조업에서 산화 슬래그는 CaO, SiO₂, FeO를 표준 성분으로 한다. CaO는 염기성 산화물로서 산성 산화물인 SiO₂와 반응하여 슬래그의 유동성을 조절하고, FeO는 산화 슬래그의 주요 성분으로 철 손실을 나타내며 산소 공급원 역할을 한다. 보기 1의 MgO, Al₂O₃는 환원 슬래그의 성분이고, 보기 3, 4의 CuO, MnO, P₂O₅, PbO 등은 EAF 산화 슬래그의 표준 성분이 아니다.

탈탄속도는 슬래그 중 유리(遊離) FeO가 많을수록 빨라지는데, 유리 FeO가 많은 쪽은 산성 슬래그가 아니라 염기성 슬래그이므로 이 설명은 방향이 뒤바뀌었다.

산성 슬래그에서는 FeO가 SiO₂와 결합해 유리 FeO가 적고, 염기성 슬래그에서는 CaO가 SiO₂를 붙잡아 FeO가 유리 상태로 남아 강욕에 산소를 공급하기 쉽다.

• 온도가 높을수록 빨라진다는 설명: 실제 탈탄 반응 속도를 높이는 요인이다.
• 철광석 투입량이 많을수록 빨라진다는 설명: 산화제 공급이 늘어나 탈탄을 촉진하는 실제 요인이다.
• 용재의 유동성이 좋을수록 빨라진다는 설명: 반응 접촉이 원활해져 탈탄을 촉진하는 실제 요인이다.

산화제를 강욕에 넣으면 Si가 가장 먼저 산화되어 제거된다.

정련 반응은 산화 친화력이 큰 원소부터 순서대로 진행되며 Si에 이어 Mn, C 순으로 산화가 일어난다.

• Cr: 취련 초기에 일부 산화되지만 산소 친화력이 Si보다 작아 가장 먼저 제거되는 원소는 아니다.
• Mn: Si 다음 순서로 산화되는 원소라 가장 먼저 제거되는 원소는 아니다.
• P: 탈인은 별도의 저온·고염기도 조건에서 이뤄지는 반응이라 최우선 순서가 아니다.

탈산제를 거의 넣지 않아 기포가 많이 남고 두부에 수축관이 생기지 않아 강괴 전체를 활용할 수 있는 강은 림드강이다.

불완전 탈산 상태에서 응고 중 탄소와 산소가 반응해 기포가 생기며 이 기포가 수축분을 메워주기 때문이다.

• 캐프트강: 림드강처럼 주입하되 뚜껑을 덮어 리밍작용을 일찍 멈춘 강으로 기포가 적고 조직이 치밀해 이 설명과는 다르다.
• 킬드강: 완전 탈산으로 기포가 거의 없고 수축관이 뚜렷하게 남는 강이라 반대되는 특성을 가진다.
• 세미킬드강: 중간 정도로 탈산해 림드강과 킬드강의 중간 특성을 갖는 강이라 이 설명과는 다르다.

가스교반(버블링)은 청정화·성분조정·온도균일화가 목적이며, 용강 온도를 끌어올리는 것은 목적에 포함되지 않는다.

불활성 가스를 불어넣어 교반함으로써 온도와 성분을 고르게 만드는 것이 핵심이지, 열을 추가로 공급하는 공정은 아니기 때문이다.

• 용강의 청정화: 개재물 부상을 촉진하는 실제 목적이다.
• 용강성분의 조정: 교반으로 첨가물을 고르게 섞는 실제 목적이다.
• 용강온도의 균일화: 교반으로 온도 편차를 줄이는 실제 목적이다.

연속주조에서 주조를 시작할 때 주형 밑을 막아주는 장치는 더미 바이다.

주형 하부를 임시로 막아 용강이 새지 않게 한 뒤, 응고가 진행되면 서서히 인출되며 주편을 이끌어낸다.

• 핀치 롤: 이미 뽑혀 나온 주편을 이송하는 롤이라 초기 차단 장치와는 다르다.
• 턴디시: 래들에서 받은 용강을 몰드로 분배하는 중간 용기라 몰드 하부 차단 장치가 아니다.
• 전단기: 응고된 주편을 절단하는 장치라 초기 차단과는 무관하다.

전로조업은 원료장입 → 취련(정련) → 온도측정(시료채취) → 출강 → 슬래그 제거(배재) 순서로 진행된다.

취련이 끝나면 온도와 성분을 확인하는 종점 판정 과정을 거친 뒤에야 출강하며, 슬래그 제거는 출강이 끝난 다음 단계이다.

• 취련 직후 바로 출강하고 온도측정을 그 뒤에 두는 순서는 종점 확인 없이 출강하는 셈이라 맞지 않다.
• 온도측정을 취련보다 앞서 두는 순서는 정련이 끝나기 전에 성분·온도를 확인하는 셈이라 맞지 않다.
• 슬래그 제거를 출강보다 앞에 두는 순서는 배재가 출강 이후 이루어지는 공정 흐름과 맞지 않다.

W(텅스텐)은 용강의 점성을 높이는 원소에 해당한다.

W처럼 녹는점이 높고 탄화물을 잘 만드는 합금원소는 용강의 유동성을 떨어뜨리는 쪽으로 작용하는 반면, 탈산에 쓰이는 원소들은 점성을 높이는 원소로 분류되지 않는다.

• Si는 탈산제·강도 향상 원소로 쓰이며 용강의 점성을 높이는 원소로 분류되지 않는다.
• Mn은 탈산과 황의 무해화에 쓰이는 원소로 점성을 높이는 원소로 분류되지 않는다.
• Al은 강력한 탈산제로 쓰이며 점성을 높이는 원소로 분류되지 않는다.

위험한 장소에 접근하는 행동이 불안전한 행동에 해당한다.

불안전한 행동은 작업자 개인의 행위에서 비롯되는 인적 요인이고, 나머지는 설비·공정 등 물적·환경적 요인인 불안전한 상태에 해당한다.

• 작업환경의 결함은 설비나 환경 쪽 문제로 불안전한 상태에 속한다.
• 생산공정의 결함도 공정 자체의 문제이므로 불안전한 상태에 속한다.
• 안전방호장치의 결함 역시 설비 측 문제로 불안전한 상태에 속한다.

결과가능의 원칙은 재해예방 4원칙에 해당하지 않는다.

재해예방 4원칙은 손실우연의 원칙, 원인연계(원인계기)의 원칙, 예방가능의 원칙, 대책선정의 원칙이다. 재해는 원인을 제거하면 원칙적으로 예방할 수 있다는 예방가능의 원칙을 결과가능으로 바꾼 표현이 오답 보기로 쓰였다.

• 손실우연의 원칙은 사고로 생기는 손실의 크기가 우연에 따라 달라진다는 내용으로 4원칙에 포함된다.
• 원인연계의 원칙은 재해에는 반드시 원인이 있다는 내용으로 4원칙에 포함된다.
• 대책선정의 원칙은 원인 분석에 따라 알맞은 대책을 세워야 한다는 내용으로 4원칙에 포함된다.

산화 반응 자체는 개재물이 성장하는 기구로 분류되지 않는다.

용강 속 개재물의 핵은 주로 확산·응집을 통해 커지며, 산화는 개재물이 생성되는 반응이지 이미 생긴 핵이 자라나는 기구는 아니다.

• 확산에 의한 성장은 핵 주위 물질이 이동해 붙는 성장 기구로 분류된다.
• 부상속도 차이로 인한 충돌 응집은 크기가 다른 입자들이 서로 부딪혀 커지는 성장 기구로 분류된다.
• 교반에 의한 충돌 응집도 흐름 속에서 입자끼리 부딪혀 커지는 성장 기구로 분류된다.

탈규소반응은 DH탈가스법의 주요 반응에 포함되지 않는다.

DH법은 진공조를 오르내리며 용강을 조 안으로 흡인해 감압하는 방식으로, 용강 속 탄소·산소·수소를 CO·H₂ 같은 기체로 빼내는 반응이 중심이다. 규소 제거는 이 공정의 목적이 아니다.

• 탈탄반응은 진공 하에서 탄소와 산소가 CO로 빠져나가는 DH법의 주요 반응이다.
• 탈산반응도 감압 하에서 산소가 탄소와 반응해 CO로 제거되는 DH법의 주요 반응이다.
• 탈수소반응도 진공 중 수소가 기체로 빠져나가는 DH법의 주요 반응이다.

아크식 전기로는 장입 → 용해기 → 산화기 → 환원기 → 출강 순서로 조업된다.

원료를 녹이는 용해기를 거친 뒤에 불순물을 산화 제거하는 산화기, 탈산·탈황과 성분을 조정하는 환원기가 이어지고, 마지막에 출강한다.

• 산화기를 용해기보다 앞에 두는 순서는 아직 녹지 않은 원료를 정련하는 셈이라 맞지 않다.
• 용해기 다음에 환원기, 그 뒤에 산화기를 두는 순서는 산화정련과 환원정련의 앞뒤가 바뀐 것이라 맞지 않다.
• 장입 직후 환원기를 두고 산화기를 마지막 쪽에 두는 순서는 용해 전에 정련하고 정련 순서까지 뒤바뀐 것이라 맞지 않다.

용강·슬래그가 노 밖으로 비산하지 않고 로구 부근에 도넛 모양으로 쌓이는 것을 베런(bären)이라 한다.

튀어 오른 용강·슬래그가 로구 주변에서 식어 붙으며 쌓이는 현상으로, 슬래그가 부풀어 오르는 현상이나 노 밖으로 흩어지는 비산과는 구분된다.

• 포밍은 슬래그 속 기포가 늘어나 슬래그 부피가 부풀어 오르는 현상이다.
• 스티핑은 로구 부근에 도넛형으로 쌓이는 현상을 가리키는 용어가 아니다.
• 라임 보일링은 석회석이 분해되며 생긴 CO₂ 가스로 욕이 끓어오르는 현상이다.

진공조 안 용강 내부 중심부는 RH탈가스에서 가스가 제거되는 주된 장소로 보기 어렵다.

RH탈가스 반응은 기체와 접하는 표면(계면)에서 활발히 일어나며, 용강 덩어리 안쪽 깊은 곳까지는 확산이 느려 반응이 충분히 미치지 못한다.

• 상승관에 취입된 가스 표면은 가스와 용강이 직접 맞닿는 곳이라 탈가스가 활발히 일어난다.
• 취입가스와 함께 튀어 오르는 스플래시 표면도 넓은 접촉면적 덕분에 탈가스가 활발히 일어난다.
• 상승관·하강관·진공조 내부의 내화물 표면 역시 가스와 접하는 경계면이라 탈가스가 일어나는 장소로 꼽힌다.

CaC₂ 등을 첨가하는 방식은 S와 화합하는 물질을 첨가하는 탈황법에 해당한다.

카바이드(CaC₂)의 Ca가 용선·용강 속 황과 직접 결합해 CaS 같은 황화물을 만들고, 이것이 분리되어 황이 제거되는 원리다.

• 가스에 의한 탈황 방법은 황을 기체 화합물로 만들어 날려 보내는 방식으로 카바이드 첨가와는 원리가 다르다.
• 슬래그에 의한 탈황 방법은 염기성 슬래그와 용강 사이의 분배 반응으로 황을 옮기는 방식으로 탈황제를 직접 화합시키는 방식과 구분된다.
• S의 활량을 증대시키는 방법은 용강 속 성분 조건을 바꿔 황이 빠져나가기 쉽게 하는 방식으로, 황과 화합하는 물질을 넣는 방식과 다르다.

LD전로에서 용선보다 고철을 먼저 장입하는 주된 이유는 고철 내 수분에 의한 폭발을 방지하기 위함이다. 용선은 1,200°C 이상의 고온이므로, 수분을 함유한 고철을 용선에 직접 투입하면 급격한 수증기 발생으로 폭발 위험이 발생한다.

따라서 고철을 먼저 장입하여 로 내 온도를 상승시킨 후 용선을 투입함으로써 고철의 수분이 사전에 증발되도록 하여 안전성을 확보한다. 고철을 먼저 장입하면 로저 내화물 보호 효과도 있지만(온도 급상승 완화), 주된 목적은 폭발 방지에 있다.

진공탈가스법은 H, N, O 같은 가스 성분을 줄이는 처리이지 늘리는 처리가 아니다.

감압 상태에서 용강 속에 녹아 있던 가스가 빠져나가므로 가스 성분 농도가 낮아지는 방향으로 작용하며, 이는 개재물 저감이나 균질화와 같은 맥락의 효과다.

• 비금속개재물을 줄이는 효과는 진공탈가스의 대표적인 처리 효과로 꼽힌다.
• 유해원소를 증발시켜 없애는 효과도 진공탈가스에서 기대되는 처리 효과다.
• 온도와 성분을 고르게 만드는 효과 역시 진공탈가스 처리 중 함께 얻어지는 효과다.

고합금강에서 강괴 중량을 최대한 크게 가져가는 것은 편석을 줄이는 대책이 아니다.

강괴가 커질수록 응고에 걸리는 시간이 길어져 편석이 오히려 심해지므로, 편석을 줄이려면 강괴 크기를 적절히 제한하는 편이 유리하다.

• 한쪽 방향으로 응고를 진행시키는 방법은 불순물을 한 곳으로 몰아 제거하기 쉽게 하므로 편석 대책으로 유효하다.
• 편석되기 쉬운 유해 성분의 함량 자체를 낮추는 방법도 편석 대책으로 유효하다.
• 편석 성분을 hot top 쪽에 모이게 한 뒤 잘라내는 방법도 편석 대책으로 유효하다.

14.5℃의 물 1g을 1℃ 올리는 데 필요한 열량은 1cal로 정의된다.

이는 국제적으로 통용되는 15℃ 칼로리의 정의로, 정확히 14.5℃에서 15.5℃로 온도를 올리는 데 필요한 열량 기준을 따른 것이다.

• J(줄)은 일과 에너지의 SI 단위로, 이 열량 정의와는 별개의 단위 체계다.
• lb(파운드)는 질량을 나타내는 단위로 열량 단위가 아니다.
• BTU는 파운드·화씨 단위계를 기준으로 한 열량 단위로, 물 1g·섭씨 기준과는 다른 정의다.

유도 저항 증가에 따른 전류 손실을 줄이고 전력 효율을 높이는 설비는 진상 콘덴서다.

고주파 유도로는 코일의 유도 리액턴스 때문에 역률이 나빠지기 쉬운데, 진상 콘덴서를 설치해 이를 보완하고 전력 손실을 줄인다.

• 노체 설비는 노의 몸체 구조를 이루는 부분으로 전력 효율 개선과는 직접 관련이 없다.
• 노용 변압기는 전압을 조정하는 설비로 역률 개선용 설비와는 역할이 다르다.
• 고주파 전원 장치는 고주파 전력을 만들어 공급하는 설비로 전류 손실 방지 자체를 목적으로 하지 않는다.

소결광은 산화철이 주성분으로, 전로에서는 주로 냉각제(철분원)로 쓰인다. 석회석과 생석회는 CaO를 공급해 염기성 슬래그를 만드는 대표적인 조재제다. 연와설도 조재제로 분류된다.

탄소 6kg을 완전 연소시키는 데 필요한 산소는 16kg이다.

연소 반응 $\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$에서 탄소 12kg마다 산소 32kg이 필요하므로 필요 산소량은 $6 \times \dfrac{32}{12} = 16\ \mathrm{kg}$이다.

• 6kg은 탄소의 질량을 그대로 옮긴 값으로 반응 비율을 반영하지 않았다.
• 12kg은 계산값 16kg보다 작아 완전 연소에 필요한 산소가 부족하다.
• 24kg은 계산값 16kg보다 커서 완전 연소에 필요한 산소량과 맞지 않다.

전극은 열팽창이 작아야 온도 급변에 잘 견디므로, 열팽창속도가 크다는 조건은 전극에 요구되는 구비조건이 아니다.

전극이 급격히 팽창·수축하면 균열이나 파손이 생기기 쉬워, 실제로는 열팽창이 작고 안정적인 재료가 유리하다.

• 온도 급변에 견뎌야 한다는 조건은 전극에 실제로 요구되는 구비조건이다.
• 화학반응에 안정해야 한다는 조건도 전극에 실제로 요구되는 구비조건이다.
• 전기전도도가 양호해야 한다는 조건 역시 전극에 실제로 요구되는 구비조건이다.

탈인반응은 혼선로의 역할에 해당하지 않는다.

혼선로는 용선을 저장하고 균질화·보온하는 설비로, 인을 제거하는 정련은 이후 전로 등 별도 공정에서 이루어진다.

• 용선의 균질화는 혼선로가 담당하는 대표적인 역할이다.
• 용선의 저장 역시 혼선로가 담당하는 대표적인 역할이다.
• 탈황반응도 혼선로 단계에서 일부 이루어지는 역할로 알려져 있다.

Fe보다 원자반경이 작아 침입형으로 고용되는 원소는 H다.

수소처럼 원자 크기가 매우 작은 원소는 철 결정격자의 틈새 자리에 끼어드는 침입형 고용을 하는 반면, 원자 크기가 상대적으로 큰 원소는 철 원자 자리를 대신 차지하는 치환형 고용을 한다.

• P는 원자반경이 상대적으로 커 철 원자 자리를 대신하는 치환형에 해당한다.
• S 역시 원자반경이 상대적으로 커 치환형에 해당한다.
• Cu도 원자반경이 상대적으로 커 치환형에 해당한다.

전기로는 인·황 등 불순원소를 제거하지 못해 특수강 제조에 쓰이지 않는다는 설명이 틀린 내용이다.

전기로는 오히려 탈인·탈황이 가능하고 온도·성분 조절이 정밀해 특수강 제조에 널리 쓰인다.

• 열효율이 좋다는 설명은 전기로의 실제 특징과 일치한다.
• 용강의 온도조절이 쉽다는 설명도 전기로의 실제 특징과 일치한다.
• 합금철을 직접 첨가해 실수율이 좋다는 설명도 전기로의 실제 특징과 일치한다.

생석회의 녹는점을 낮추고 슬래그의 유동성을 좋게 해 탈황을 돕는 용제는 형석이다.

형석은 낮은 온도에서도 녹아 슬래그에 섞여들면서 유동성을 높이는 역할을 해, 정련 반응이 잘 진행되도록 돕는다.

• 석회석은 주로 조재제·탈인 보조제로 쓰이며 유동성을 높이는 용제로 분류되지 않는다.
• 철광석은 산화제·냉각제로 쓰이며 유동성을 높이는 용제로 분류되지 않는다.
• 산소는 취련용 산화제이지 슬래그 유동성을 위한 용제가 아니다.

연수법(Cycle Casting 또는 연속주조)에서 cycle time은 주조시간 + 준비시간 + 대기시간으로 계산된다. Cycle time은 한 사이클(한 번의 전체 주조 공정)이 완성되는 데 걸리는 총 시간이므로, 실제 주조작업에 소요되는 주조시간, 다음 주조를 위한 준비시간, 그리고 공정 상의 불가피한 대기시간을 모두 더해야 한다. 따라서 정답은 2번이다.

염기성 제강법은 용선 중 P(인) 성분을 처리하기 위해 등장했다.

산성 내화물로는 인이 많은 용선을 정련하기 어려워, 염기성 내화물과 염기성 슬래그를 쓰는 방식이 개발되었다.

• C는 산성·염기성 제강법 모두에서 공통으로 제거되는 성분이라 등장 배경으로 보기 어렵다.
• Si 역시 두 제강법 모두에서 통상적으로 제거되는 성분이라 등장 배경으로 보기 어렵다.
• Mn도 두 제강법 모두에서 다뤄지는 성분이라 염기성 제강법만의 등장 배경으로 보기 어렵다.

양괴 실수율은 양괴량 ÷ (용선량 + 냉선량 + 고철량)이다.

실수율은 투입한 철원 전체 가운데 쓸 수 있는 강괴(양괴)로 얻은 양의 비율이다. 따라서 분모에는 투입한 철원인 용선·냉선·고철을 모두 더하고, 분자에는 산출물인 양괴량만 둔다.

• (용선량 + 냉선량) ÷ (양괴량 + 고철량): 고철은 투입 원료인데 분모에서 양괴와 더해져 있어 투입과 산출이 섞여 있다.
• (양괴량 + 고철량) ÷ (용선량 + 냉선량): 투입 원료인 고철이 산출 쪽 분자에 들어가 있다.
• 고철량 ÷ (용선량 + 냉선량 + 양괴량): 분자가 산출물이 아니라 원료이고, 분모에 산출물인 양괴가 섞여 있다.

탈인을 촉진하려면 강재의 산화력과 염기도가 높아야 하므로, 이를 낮게 두라는 조건은 틀린 설명이다.

산화력(FeO)과 염기도가 높을수록 인이 산화되어 슬래그 쪽 화합물로 옮겨가기 쉬워지므로, 낮은 산화력·염기도는 오히려 탈인을 방해한다.

• 강욕의 온도가 낮아야 한다는 조건은 탈인에 유리한 조건으로 알려져 있다.
• 강재의 유동성이 좋아야 한다는 조건도 탈인에 유리한 조건이다.
• 강재 중 인산화물 농도가 낮아야 한다는 조건도 탈인 반응이 잘 진행되도록 돕는 조건이다.

용강면을 덮는 이 첨가제가 공기 산화를 촉진시킨다는 설명은 틀린 내용이다.

연속주조에서 주형에 넣는 이 첨가제는 용강면을 덮어 공기와의 접촉을 막아 산화를 억제하는 역할을 하지, 오히려 산화를 돕는 역할은 하지 않는다.

• 주형벽으로 흘러 들어가 윤활 역할을 하는 것은 이 첨가제의 실제 기능이다.
• 용강면을 덮어 열 방산을 막는 것도 이 첨가제의 실제 기능이다.
• 용강 속 개재물을 흡수해 청정도를 높이는 것도 이 첨가제의 실제 기능이다.