07년 1회차

금속의 비중에 대한 설명 중 틀린 것은 순도·온도·가공법에 따라 비중이 변화하지 않는다는 내용이다.

실제로는 금속의 순도가 달라지거나 온도가 바뀌어 체적이 변하면 비중도 함께 달라지며, 가공으로 조직이 치밀해져도 비중이 변할 수 있다.

• 비중 약 4.5 이하를 경금속으로 구분하는 설명은 일반적으로 통용되는 기준이다.
• 같은 부피의 물체 무게와 물의 무게 비로 비중을 정의하는 설명도 맞는 내용이다.
• 구리·수은·니켈 등을 중금속으로 분류하는 설명 역시 옳은 예시다.

시멘타이트(Fe₃C)는 철과 탄소가 결합한 금속간 화합물로, 강철의 경도와 취성을 담당하는 중요한 상(phase)이다. 금속간 화합물(intermetallic compound)은 두 종류 이상의 금속 원소가 화학적으로 결합하여 일정한 결정 구조를 갖는 화합물이다.

나머지는 다음과 같은 이유로 금속간 화합물이 아니다.

• 펄라이트는 페라이트와 시멘타이트의 기계적 혼합물(mixture)이다.
• 레데뷰라이트는 오스테나이트와 시멘타이트의 혼합물이다.
• 오스테나이트는 순수 철의 고용체(solid solution)이다.

탄소 0.99퍼센트인 과공석강의 상온 조직은 펄라이트와 시멘타이트의 혼합조직이다.

탄소량이 공석점을 넘어서는 과공석강은 냉각 중 초석 시멘타이트가 먼저 석출된 뒤 나머지가 펄라이트로 변태해 두 조직이 함께 나타난다.

• 오스테나이트와 페라이트가 함께 있는 조직은 상온이 아니라 변태가 진행 중인 고온 영역에서나 볼 수 있는 조합이다.
• 페라이트와 펄라이트의 조합은 탄소량이 공석점보다 낮은 아공석강에서 나타나는 조직이다.
• 오스테나이트와 소르바이트의 조합은 상온 평형 상태도에서 함께 존재하는 조직이 아니다.

원자 충전율 68퍼센트, 배위수 8을 갖는 결정구조는 체심입방격자이다.

체심입방격자는 단위격자 모서리 원자들과 중심 원자 하나가 서로 맞닿아 배위수 8을 이루며, 이 배열에서 계산되는 충전율이 약 68퍼센트다.

• 조밀정방격자는 일반적인 금속 결정구조 분류에 쓰이지 않는 용어로 이 문제의 구조와 다르다.
• 면심입방격자는 배위수가 12이고 충전율도 약 74퍼센트로 이 문제의 수치와 맞지 않는다.
• 정방격자는 별도의 왜곡된 격자 형태를 가리키는 용어로 배위수 8, 충전율 68퍼센트 조건과는 다른 구조다.

탄소강에서 저온메짐(저온취성)을 일으키는 원소는 인(P)이다.

인은 상온에서 강을 여리게 만들어 낮은 온도에서 충격에 약해지는 저온취성의 주된 원인으로 지목된다.

• 망간은 오히려 황의 해를 줄이고 탈산을 돕는 원소로 저온취성의 원인으로 보지 않는다.
• 황은 고온에서 강을 여리게 만드는 적열취성과 관련되며 저온취성과는 구분된다.
• 실리콘은 탈산과 강도 향상에 관여하는 원소로 저온취성을 일으키는 원소로 꼽히지 않는다.

공정점 4.3퍼센트 탄소에서 용액으로부터 오스테나이트와 시멘타이트가 동시에 정출되는 조직은 레데뷰라이트이다.

이 조직은 액체 상태에서 바로 두 고체상이 함께 정출되는 공정반응의 산물로, 고체 상태에서 변태해 생기는 펄라이트와는 형성 과정이 다르다.

• 페라이트는 탄소를 거의 고용하지 않는 순철에 가까운 조직으로 공정 조직과는 별개다.
• 펄라이트는 고체 상태에서 공석 변태로 생기는 조직으로 액체에서 바로 정출되는 공정 조직과는 형성 과정이 다르다.
• 오스테나이트는 공정 조직을 이루는 성분 중 하나일 뿐 그 자체가 공정 조직의 명칭은 아니다.

컬러 텔레비전 섀도 마스크 제작에 쓰이는 불변강은 인바이다.

인바는 열팽창계수가 매우 작아 전자총 광선의 열을 받아도 치수 변화가 작으므로 섀도 마스크가 늘어나 색이 어긋나는 문제를 막아 준다.

• 스테인리스강은 내식성이 뛰어난 강종일 뿐 열팽창을 극도로 낮춘 불변강은 아니다.
• 플래티나이트는 유리와 열팽창계수를 맞추어 금속-유리 봉착에 쓰이는 합금으로 섀도 마스크용 불변강과는 용도가 다르다.
• Ni-Cr강은 강인성을 높인 구조용 합금강으로 불변강 계열의 저팽창 특성을 목적으로 하지 않는다.

초음파탐상검사는 음파의 투과 특성을 이용하여 두께 제한 없이 깊은 내부 결함을 검출할 수 있으며, 다른 비파괴검사법 대비 내부 결함 검출력이 우수하다. 두께 제한이 없으면서도 깊은 위치의 결함까지 정확히 검출하여 안전성이 뛰어나므로 대형 구조물, 용접부, 압력용기 등에 광범위하게 사용된다.

• 와전류탐상검사는 표면 및 표층 결함만 검출 가능하고 도전성 재료로 제한된다.
• 자분탐상검사는 표면 및 표면 근처 결함 검출에만 사용되므로 내부 결함 검출력이 떨어진다.
• 침투탐상검사도 표면 및 표면 근처 결함 검출에만 사용되므로 내부 결함 검출력이 떨어진다.

Mg 은 알칼리에는 비교적 잘 견디지만 산이나 염수에는 쉽게 침식되므로, 산·염수에 잘 견디고 알칼리에 침식된다는 서술은 내식 특성이 거꾸로 뒤집힌 설명이다.

절삭성이 양호하다는 앞부분 자체는 맞지만, 뒤에 붙은 내식성 설명이 반대로 되어 있어 보기 전체로는 틀린 서술이 된다.

• 상온 비중이 약 1.74 로 실용 금속 중 가장 가벼운 축에 속한다는 설명은 맞다.
• 구상흑연주철 제조 시 구상화 첨가제로 쓰인다는 설명도 맞다.
• 용융점 이상에서 공기와 접촉해 가열되면 폭발·발화 위험이 있다는 설명도 맞다.

Al-Si계 합금의 개량처리에서 적정한 나트륨 첨가량과 용탕 온도는 약 0.01퍼센트, 약 750~800도 범위이다.

나트륨을 소량 첨가해 공정 조직을 미세화하는 개량처리는 첨가량이 너무 많거나 온도가 지나치게 높으면 효과가 떨어지므로 적은 첨가량과 상대적으로 낮은 온도 구간에서 이루어진다.

• 첨가량을 약 0.1퍼센트로 늘려 잡는 조합은 필요 이상으로 많은 나트륨을 쓰는 셈이라 적정 범위를 벗어난다.
• 온도를 약 850~900도까지 높여 잡는 조합은 개량처리에 적합한 상대적으로 낮은 온도대와 맞지 않는다.
• 첨가량과 온도를 모두 높여 잡는 조합 역시 적정 첨가량과 온도 구간에서 함께 벗어난다.

바탕 조직이 페라이트로 이루어진 것은 순철이다.

순철은 탄소를 거의 함유하지 않아 상온에서 대부분 페라이트 단일 조직으로 존재한다.

• 스프링강은 담금질·뜨임으로 강한 조직을 얻어야 하므로 기지가 페라이트에 머물지 않는다.
• 고망간강은 오스테나이트 조직을 안정화시키는 것이 특징이라 기지가 페라이트가 아니다.
• 공구강은 높은 경도를 위해 마텐자이트 계열 조직을 얻는 강종으로 페라이트 기지와는 다르다.

동합금 중 강도와 경도가 가장 크고 내식성·도전성·내피로성이 우수해 베어링, 스프링 등에 쓰이는 재료는 베릴륨(Be) 동이다.

베릴륨을 소량 첨가한 뒤 시효경화 처리를 하면 동합금 중에서도 특히 높은 강도와 피로 저항을 얻을 수 있어 정밀 스프링이나 전기 접점처럼 반복 하중과 전기적 특성이 함께 요구되는 부품에 적합하다.

• 규소동은 내식성과 용접성이 좋은 편이지만 베릴륨동만큼의 높은 강도와 경도를 내지는 못한다.
• 니켈청동은 내식성과 내마모성이 좋은 합금이지만 시효경화로 얻는 베릴륨동 수준의 최고 강도에는 미치지 못한다.
• 인청동은 스프링 재료로도 쓰이지만 강도와 경도 면에서 베릴륨동보다는 낮은 수준이다.

탄성변형은 응력이 작은 구간에서 하중을 제거하면 재료가 원래 치수로 되돌아가는 가역적 변형이다.

이 구간에서는 변형이 원자 간 거리의 일시적 늘어남에 그쳐 하중이 사라지면 복원된다.

• 상부 항복점은 항복이 시작되는 순간의 응력값을 가리키는 곡선상의 한 점이지 복원 현상이 아니다.
• 하부 항복점은 항복 진행 중 하중이 일시적으로 낮아지는 지점을 가리키는 값으로 역시 현상의 이름이 아니다.
• 최대 하중점은 인장강도에 해당하는 하중의 최고점을 나타낼 뿐 복원과는 무관하다.

자기변태는 강자성체가 특정 온도(퀴리점)를 기준으로 자기적 성질이 변하는 현상으로, 고체상태를 유지하면서 특정 온도 구간에서 자화 강도가 연속적으로 감소하여 강자성에서 상자성으로 전이되는 과정을 나타낸다.

• 자기변태는 원자배열 자체의 변화가 아니라 원자들의 자기 스핀 배열 방향이 변하는 것이다.
• 자기변태는 퀴리점에서 불연속적 변화가 아닌 연속적이고 매끄러운 성질 변화를 보인다(2차 상전이).
• 서로 다른 공간격자 구조를 갖는다는 것은 구조변태나 동소체 변환을 설명한 것으로 자기변태와 무관하다.

금속은 전기와 열을 잘 전달하는 양도체이므로 "부도체"라는 설명이 틀린 내용이다.

자유전자가 격자 사이를 자유롭게 이동하며 열과 전기를 전달하기 때문에 대부분의 금속은 전도성이 크다.

• 수은을 제외한 금속이 고체 상태에서 결정구조를 갖는다는 설명은 상온에서 액체인 금속이 수은뿐이라는 사실과 맞아 옳다.
• 전성과 연성이 좋다는 설명은 금속이 힘을 받아도 끊어지지 않고 얇게 펴지거나 늘어나는 공통 성질이므로 옳다.
• 금속 고유의 광택을 가진다는 설명도 표면에서 빛을 반사하는 금속의 공통 성질이므로 옳다.

치수선은 가는 실선으로 긋는다.

가는 실선은 치수선 외에 치수보조선·지시선·해칭에도 쓰이는 얇은 선이다.

• 가는 1점쇄선은 중심선이나 피치선에 사용되는 선이라 치수선과 다르다.
• 굵은 실선은 대상물의 보이는 외형을 나타내는 외형선에 쓰인다.
• 파선은 보이지 않는 부분의 모양을 나타내는 숨은선에 쓰는 선이라 치수선과 다르다.

도면에서 t4는 두께가 4mm인 판재를 나타내는 치수 보조기호이다.

t는 두께(thickness)를 뜻하는 치수보조기호로 숫자와 함께 써서 판 두께를 지시한다.

• 한 변이 4mm인 정사각형은 변 길이를 나타내는 기호 □로 표시하며 t와는 다른 기호다.
• 넓이가 4mm²인 정사각형이라는 설명도 넓이를 나타내는 기호가 아니므로 맞지 않다.
• 강도가 4kgf/mm²인 재료라는 설명은 강도 표기와 무관한 두께 기호를 강도로 잘못 해석한 것이다.

도면의 길이를 재어 옮기거나 선을 등분할 때는 디바이더를 사용한다.

디바이더는 두 다리 끝이 모두 바늘로 되어 있어 치수를 그대로 옮기거나 선분을 여러 등분으로 나누는 데 적합하다.

• 컴퍼스는 한쪽 다리에 연필심을 끼워 원이나 호를 그리는 데 쓰는 기구로 치수 옮기기용은 아니다.
• 운형자는 자로 그릴 수 없는 곡선을 그릴 때 대는 판이라 길이 옮기기와 무관하다.
• 형판은 자주 쓰는 도형이나 문자를 대고 그리는 판으로 등분 작업과는 다른 용도다.

치수는 도형 외부에 기입하는 것이 원칙이므로 "내부에 기입한다"는 설명이 틀렸다.

내부에 치수를 넣으면 형상선과 겹쳐 도면을 읽기 어려워지므로 특별한 경우가 아니면 외부에 배치한다.

• 치수의 중복 기입을 피한다는 설명은 도면을 간결하게 유지하는 원칙이므로 옳다.
• 계산할 필요가 없도록 기입한다는 설명도 치수 기입의 기본 원칙이라 옳다.
• 될 수 있는 대로 주투상도에 기입해야 한다는 설명 역시 관련 치수를 한 투상도에 모아 읽기 쉽게 하는 원칙이므로 옳다.

그림은 회전 단면도이다.

그림은 바퀴의 림(가로로 굽은 띠)과 암(위아래 세로 부분)을 그린 것이고, 투상도 오른쪽에 빗금이 그어진 I자 모양 절단면이 90° 돌려 도형 밖으로 끌어내어 따로 그려져 있다. 림·암·리브·훅처럼 절단면 모양을 투상도만으로 알기 어려운 부분을 제자리에서 돌리거나 가까이 끌어내어 그리는 것이 회전 단면도이다.

• 부분 단면도: 필요한 일부만 파단선으로 끊어 속을 보이는 단면이다.
• 계단 단면도: 절단선을 계단처럼 꺾어 여러 부분을 한 단면에 모은 것이다.
• 한쪽 단면도: 대칭 물체의 1/4만 잘라내 반은 외형, 반은 단면으로 그린 것이다.

제1각법은 눈 → 물체 → 투상면 순서로 투상되므로 "눈 → 투상면 → 물체"라는 설명은 틀렸다.

눈·물체·투상면의 배치 순서가 제3각법과 반대이며 이 순서가 뒤바뀐 설명이 오답이다.

• 물체 특징을 가장 잘 나타내는 면을 정면도로 한다는 설명은 정투상 배치의 기본 원칙이므로 옳다.
• 제3각법이 정면도와 측면도를 대조하는 데 편리하다는 설명도 우측면도가 정면도의 오른쪽, 평면도가 정면도의 위에 놓여 보는 쪽과 그림 위치가 일치하므로 옳다.
• 정면도 위치를 먼저 정하고 이를 기준으로 평면도·측면도 위치를 정한다는 설명 역시 정투상 배치 절차와 일치한다.

위아래 허용차가 ±0.01인 치수(50 ± 0.01)가 공차가 가장 작다.

공차는 위 치수 허용차에서 아래 치수 허용차를 뺀 값이다.

• 50 +0.02 / −0.01: $0.02-(-0.01)=0.03$
• 50 ± 0.01: $0.01-(-0.01)=0.02$ → 가장 작음
• 50 +0.03 / 0: $0.03-0=0.03$
• 50 0 / −0.03: $0-(-0.03)=0.03$

나머지 세 치수는 모두 공차가 0.03으로 같고, ±0.01만 0.02로 가장 작다.

가공방법 지시기호에서 밀링가공은 M으로 표시한다.

가공방법 약호는 공정의 영문 머리글자를 따서 정하며 밀링(milling)은 M을 쓴다.

• L은 선반가공(선삭)을 나타내는 기호다.
• P는 평삭가공을 나타내는 기호다.
• G는 연삭가공을 나타내는 기호다.

SS 330은 일반구조용 압연강재이며 뒤의 숫자는 최저인장강도(N/mm²)를 뜻한다.

SS는 일반구조용 압연강재 규격 기호이고 이어지는 숫자는 탄소량이 아니라 보증되는 인장강도의 하한값이다.

• 기계구조용 탄소강재, 최대인장강도 330N/mm²라는 설명은 기계구조용 탄소강재가 SM 계열 기호이고 숫자도 최대가 아닌 최저 인장강도라서 틀리다.
• 기계구조용 탄소강재, 탄소 함유량 3.3%라는 설명은 강재 종류도 틀리고 숫자를 강도가 아닌 성분으로 잘못 읽은 것이다.
• 일반구조용 압연강재이지만 탄소 함유량 3.3%라는 설명도 뒤의 숫자를 성분으로 잘못 해석한 점은 같다.

미터나사를 나타내는 기호는 M이다.

미터계열 나사는 나사산 각도 60도의 삼각나사로 M 뒤에 호칭지름을 붙여 표시한다.

• S는 미니어처 나사를 나타내는 기호다.
• UNC는 유니파이 보통나사를 나타내는 인치계 나사 기호다.
• UNF는 유니파이 가는나사를 나타내는 인치계 나사 기호다.

도면에서 선이 겹칠 때의 우선순위는 외형선 > 숨은선 > 절단선 > 중심선 > 무게중심선 순서다. 외형선은 물체의 주요 형태를 나타내므로 최우선이고, 숨은선은 내부 형태, 절단선은 단면도 표시, 중심선은 대칭과 회전축 표시, 무게중심선은 가장 보조적이므로 가장 뒤에 온다. 정답 3번이 이 순서를 정확히 반영하고 있다.

제도 기구 없이 손으로 직접 그린 도면을 스케치도라 한다.

전개도는 입체 표면을 평면에 펼친 도면, 외형도는 대상물의 외부 형상을 나타낸 도면, 곡면선도는 선체 등의 곡면을 표현한 도면으로, 프리핸드 작성이라는 조건과는 직접 관련이 없다.

탈인(脫P)에는 저온이 유리하므로 "강욕의 온도가 높아야 한다"는 설명이 틀렸다.

인 제거 반응은 발열 반응이어서 온도가 낮을수록 평형이 유리한 방향으로 이동한다.

• 강재의 염기도가 높아야 한다는 설명은 염기성 슬래그가 인을 잘 흡수하므로 옳다.
• 강재 중 P2O5가 낮아야 한다는 설명도 생성물 농도가 낮아야 반응이 더 진행되므로 옳다.
• 강재 중 FeO가 높아야 한다는 설명도 산화성이 높을수록 탈인에 유리하므로 옳다.

강재(슬래그)의 유동성을 높이는 데 가장 효과적인 것은 형석이다.

형석은 슬래그의 융점을 낮추고 점도를 줄여 유동성을 크게 개선한다.

• 탄소는 가탄제나 환원제로 쓰이는 재료로 슬래그 성분에 들어가 유동성을 개선하는 역할을 하지 않는다.
• 모래는 주성분이 SiO2로 슬래그에 들어가면 오히려 점성을 높여 유동성을 떨어뜨린다.
• 흑연은 탄소 공급용 첨가재로 사용되며 슬래그의 유동성 조정과는 무관한 별도 용도의 재료다.

산화제로 쓰는 철광석은 SiO2 함량이 낮아야 좋으므로 "30% 이상이 좋다"는 설명이 틀렸다.

SiO2는 산성 성분으로 많이 섞이면 슬래그 염기도를 낮춰 정련효율을 떨어뜨린다.

• 인이나 황이 적은 적철광이 좋다는 설명은 불순물이 강에 섞이는 것을 막기 위한 조건이므로 옳다.
• 광석 크기가 약 10~50mm가 적당하다는 설명도 노 안에서 반응성과 취급성을 고려한 적정 범위이므로 옳다.
• 수분이 적어야 좋다는 설명도 수분이 많으면 열손실과 노내 반응에 불리하므로 옳다.

LD 전로(Linz-Donawitz 전로)의 열정산에서 출열(출로열)은 전로로부터 나가는 열을 의미하며, 용강 및 강재의 현열이 이에 해당한다. 용선의 현열과 산소의 현열은 전로로 들어오는 입열에 포함되고, 복염(슬래그) 생성열은 반응열로 별도 계산되므로 직접적인 출열 항목이 아니다. 따라서 정답은 강재의 현열이다.

LD전로에서 용강 위로 산소를 불어넣는 설비는 산소랜스이다.

랜스는 처음에는 구멍이 1개인 노즐을 썼으나 전로가 대형화되면서 다공 노즐 형태로 발전했다.

• 용선차는 용선을 운반하는 차량으로 산소 취입과는 무관하다.
• 노체는 전로의 몸체 구조물을 가리키는 말로 취련 설비가 아니다.
• 혼선로는 용선을 저장하고 균질화하는 설비로 산소취입 노즐과는 역할이 다르다.

염기성 전로의 내벽 라이닝에는 돌로마이트질 내화물을 사용한다.

돌로마이트는 염기성 내화물로 염기성 슬래그와 반응성이 낮아 노 내벽을 오래 보호한다.

• 규석질은 산성 내화물이라 염기성 슬래그와 반응해 침식이 빠르므로 맞지 않다.
• 샤모트질은 규석질과 같은 산성 내화물이라 염기성 슬래그에 침식되므로 맞지 않다.
• 알루미나질은 중성 내화물에 속해 염기성 전로의 주 라이닝 재료로는 쓰이지 않는다.

제시된 반응식 2FeO + SiO2 → 2Fe + ( )에서 양쪽의 원소 개수가 균형을 이루어야 한다. 좌변의 Si 1개, O는 FeO에서 2개와 SiO2에서 2개로 총 4개인데, 우변에 Fe 2개(2Fe)를 제외하면 Si 1개와 O 2개가 남아야 하므로 ( )에는 SiO2가 들어가야 한다. 이는 제강 과정에서 규소가 산화되어 규산철(FeO·SiO2) 형태의 슬래그를 형성하는 반응이다.

UHP 조업은 저전압 고전류를 투입해 로벽 소모를 줄이는 방식이므로 "고전압 저전류"라는 설명이 틀렸다.

아크 길이를 짧게 유지하면서 전류를 높여 열효율을 높이고 수랭 패널과 병행해 노벽 손상을 억제한다.

• 용해와 승열시간을 단축해 생산성을 높인다는 설명은 UHP의 대표적 효과이므로 옳다.
• 초고전력 조업이라고도 한다는 설명은 UHP라는 명칭 자체의 뜻이므로 옳다.
• 동일 용량 로에서 일반 조업보다 많은 전력이 필요하다는 설명도 전력을 더 투입해 단시간에 용해하는 UHP의 특성과 맞아 옳다.

노즐 유출 용강량은 V = α·ρ·√(2·g·h)이다.

토리첼리 정리에 따라 높이 h의 용강이 노즐로 흘러나오는 속도는 $\sqrt{2gh}$이다. 여기에 노즐 단면적 α와 밀도 ρ를 곱하면 단위시간당 질량 유량이 된다.

$V = \alpha \cdot \rho \cdot \sqrt{2gh}$
단위: $\text{cm}^2 \times \text{g/cm}^3 \times \text{cm/s} = \text{g/s}$

• V = √(α·ρ·2·g·h): 단면적과 밀도까지 제곱근 안에 들어가 단위가 g/s가 되지 않는다.
• V = √(α·ρ / 2·g·h): 높이가 클수록 유량이 줄어드는 식이라 반대이다.
• V = α·ρ / √(2·g·h): 유속을 곱하지 않고 나누어 높이가 클수록 유량이 줄어든다.

완전히 탈산되어 응고 중 가스 발생이 거의 없고 편석이 가장 적은 강은 킬드강이다.

탈산이 충분히 이루어져 응고 시 일산화탄소 반응이 일어나지 않아 조직이 치밀하고 균질하다.

• 림드강은 탈산이 불충분해 응고 중 기포가 발생하고 편석이 상대적으로 크다.
• 세미킬드강은 킬드강과 림드강의 중간 정도로 탈산되어 편석이나 가스 발생이 킬드강보다 많다.
• 캡드강은 림드강을 뚜껑을 덮어 응고 초기에 리밍 작용을 조기에 멈춘 강으로 완전 탈산강과는 성격이 다르다.

백점의 주된 원인이 되는 가스는 수소이다.

강 중에 녹아 있던 수소가 응고·냉각 과정에서 빠져나오지 못하고 내부에 모여 미세한 균열을 만든다.

• 산소는 개재물 생성과 관련이 있을 뿐 백점의 직접 원인은 아니다.
• 질소는 취성이나 시효경화에 관여하는 원소로 백점의 주원인과는 다르다.
• 아르곤은 불활성 가스로 강 중에 녹아 백점을 일으키지 않는다.

Ca 첨가법은 개재물의 형상을 구상화해 이방성을 줄이는 것이 핵심 효과이므로 "형상 변화가 없다"는 설명은 장점이 아니다.

Ca가 개재물과 반응해 모양을 둥글게 바꾸기 때문에 압연 방향에 따른 성질 차이가 줄어드는 것이 본래 목적이다.

• Ca를 탄 형상으로 용강에 발사해 실수율이 높고 안정적이라는 설명은 실제 Ca첨가법의 장점이므로 옳다.
• 어떠한 제강공장에서도 적용이 가능하다는 설명도 Ca첨가법의 범용성이라는 실제 장점에 해당한다.
• 청정도가 높은 강을 얻을 수 있다는 설명 역시 개재물 제어에 따른 실제 장점이므로 옳다.

출입금지 구역의 안전장치를 제거하는 행위는 안전수칙에 어긋나는 위험한 행동이다.

안전장치는 위험구역 접근이나 사고를 막기 위한 설비이므로 임의로 없애면 사고 위험이 커진다.

• 지정된 안전보호구를 착용하는 것은 기본적인 안전수칙이므로 옳다.
• 정리·정돈을 철저히 하는 것도 작업장 안전을 위한 기본 수칙이므로 옳다.
• 알지 못하는 물건을 취급하지 않는 것 역시 사고 예방을 위한 기본 수칙이므로 옳다.

목재로 인한 화재는 A급(일반) 화재에 해당해 B급 화재가 아니다.

B급 화재는 기름류처럼 타고 나서 재를 남기지 않는 가연성 액체·유지류의 화재를 말한다.

• 구리스는 기름 성분의 물질로 타고 나면 재가 남지 않는 유류 화재에 속한다.
• 타르도 가연성 액체 계열 물질로 유류 화재로 분류된다.
• 가연성 액체는 명칭 그대로 유류 화재를 일으키는 대표적 물질이다.

아크식 전기로의 환원기 작업은 탈산과 탈황을 주목적으로 한다.

환원성 분위기의 슬래그를 만들어 산소를 낮추고 황을 슬래그 쪽으로 옮겨 제거한다.

• 탈인은 산화기에서 산화성 슬래그를 이용해 이루어지는 작업으로 환원기의 목적과는 다르다.
• 탈규소도 산화기에서 먼저 일어나는 반응으로 환원기의 주목적이 아니다.
• 탈질소는 환원기 작업으로 크게 개선되는 항목이 아니라 별도 탈가스 공정에서 다뤄진다.

수소 용기의 도색은 주황색이므로 "수소 – 청색"이라는 연결이 잘못됐다.

청색은 액화탄산가스에 지정된 색이며 수소와는 다른 가스에 배정된 색이다.

• 산소 – 녹색이라는 연결은 실제 지정 색과 일치해 옳다.
• 액화암모니아 – 백색이라는 연결도 지정 색과 일치해 옳다.
• 액화염소 – 갈색이라는 연결 역시 지정 색과 일치해 옳다.

Si 300kg과 결합하는 이론적 산소량은 약 342.9kg이다.

Si + O2 → SiO2 반응에서 Si와 O2는 몰수 기준 1:1로 반응하므로 규소 원자량 대비 산소 분자량의 비를 곱해 구한다.

$300~\mathrm{kg} \times \dfrac{32}{28} \approx 342.9~\mathrm{kg}$

• 171.4kg은 산소를 분자량 32가 아닌 원자량 16으로 잘못 대입했을 때 나오는 값으로 반응식의 몰비를 반영하지 못한다.
• 262.5kg은 규소 원자량과 산소 분자량의 비를 거꾸로(28/32) 곱했을 때 나오는 값으로 올바른 질량비 방향과 반대다.
• 462.9kg은 Si와 O2의 질량비(28:32)로 계산한 이론값보다 120kg 큰 값으로 반응식에서 나오지 않는다.

순환탈가스법(RH법)에서 상승관에 취입하는 가스는 아르곤이다.

상승관에 아르곤을 불어넣어 기포 부력으로 용강을 위로 끌어올려 진공조와 레이들 사이를 순환시킨다.

• 수소는 오히려 강 중에서 제거해야 할 대상이므로 취입 가스로 쓰이지 않는다.
• 질소도 강에 흡수되면 취성을 유발할 수 있어 순환용 취입 가스로 사용하지 않는다.
• 부탄은 가연성 가스로 용강 순환을 일으키는 불활성 취입 가스로 적합하지 않다.

연속주조 설비에서 용강을 받아 주형에 공급하는 용기는 턴디시이다.

턴디시는 레이들에서 받은 용강을 잠시 머무르게 하면서 개재물을 부상시키고 일정한 압력으로 주형에 나눠 보낸다.

• 레이들은 전로나 전기로에서 나온 용강을 받아 턴디시로 옮기는 앞단 용기로 주형에 직접 공급하지 않는다.
• 더미 바는 주조 시작 시 주형 아래를 막아 응고된 가닥을 끌어내는 장치로 용강을 담는 용기가 아니다.
• 핀치 롤은 응고된 주편을 눌러 이송하는 롤이라 용강을 공급하는 용기와는 역할이 다르다.

용강이 유출된 부위에 물을 뿌려 냉각하면 안 되는 조치다.

고온의 용강이 수분과 접촉하면 급격히 기화하며 폭발적으로 팽창하는 수증기 폭발로 이어질 수 있다.

• 주위 작업원을 대피시키는 것은 2차 피해를 막기 위한 필수 조치이므로 옳다.
• 주위의 인화물질과 폭발물을 제거하는 것도 화재·폭발 확산을 막는 올바른 조치다.
• 용강 폭발에 대비해 방열복과 방호면을 착용하는 것 역시 작업자 보호를 위한 옳은 조치다.

레이들 바닥의 다공질 내화물(포러스 플러그)을 통해 캐리어 가스를 취입하여 슬래그와 용강의 접촉을 증진시키고 탈황 반응을 촉진하는 방법이 포러스 플러그법이다. KR법은 석회와 알루미나 혼합물을 분사하는 방식, 인젝션법은 미분 석회를 직접 분사하는 방식, 레이들 탈황법은 슬래그 형성 후 화학반응으로 탈황하는 일반적 방법이므로, 다공질을 통한 가스 취입이라는 특징적 조건을 만족하는 것은 포러스 플러그법이다.

전기로 제강의 천정연와(천장 내화물)는 고온의 아크열과 용강의 복사열에 노출되므로 내화도가 높고, 하중 연화점이 높으며, 연화 시 점성이 높아야 장시간 견딜 수 있다. 반면 스폴링성이 좋다는 것은 온도 변화에 의해 쉽게 박리·탈락된다는 의미로, 천정연와가 빈번한 가열·냉각 사이클에서 갈라지고 떨어지기 쉬워져 내구성이 떨어진다. 따라서 천정연와는 스폴링 저항성이 우수해야 하므로, 스폴링성이 좋은 것은 적합하지 않다.

아크 가열 장치는 LF 등 아크를 이용하는 노외정련 설비의 구성 요소이므로 VOD 설비에 해당하지 않는다.

VOD는 진공 아래에서 아르곤과 산소를 불어넣어 탈탄시키는 방식으로 별도의 아크 가열 없이 탈탄 등 산화 반응열로 온도를 유지한다.

• 배기 장치를 갖춘 진공실은 VOD의 핵심인 감압 환경을 만드는 설비이므로 옳다.
• 아르곤 가스 취입 장치는 레이들 바닥에서 용강을 교반해 진공 아래 탈탄을 돕는 설비이므로 VOD에 해당한다.
• 산소 취입용 랜스도 탈탄 반응에 필요한 산소를 공급하는 설비이므로 VOD에 해당한다.

용강으로부터 직접 빌릿, 블룸, 슬래브 등의 중간 소재를 제조하는 단일 공정은 연속 주조법이다. 연속 주조는 용강을 냉각 금형을 통해 연속적으로 주입하여 응고시키고, 조괴·분괴 압연 없이 직접 원하는 단면 형상의 반제품을 얻는 기술로, 기존의 주형 주조 → 균열 → 압연 공정을 한 번에 단축한다. 로외 정련법은 용강의 성분 조정, 직접 환원법은 철광석 환원, 예비 처리법은 스크랩 전처리 등 주조와 무관한 공정들이다.

슬로핑은 취련 도중 슬래그와 용강이 노 밖으로 넘쳐 나오는 현상을 말한다.

취련 중기에 반응이 격렬해지며 거품 형태의 슬래그가 부풀어 올라 로구를 넘어서면서 발생한다.

• 취련압력을 낮추거나 랜스 높이를 높이는 것은 슬로핑이 아니라 이를 억제하기 위한 조작 방법을 설명한 것이다.
• 취련 초기 산소에 의해 미세한 철 입자가 비산하는 현상은 스피팅을 가리키는 설명이다.
• 용재가 로 밖으로 비산하지 않고 로구 근방에 도우넛 모양으로 쌓이는 현상은 베렌을 가리키는 설명이다.

필요한 열량은 $Q = mc\Delta T$ 공식으로 구한다. 주어진 값: 질량 $m = 100\text{g} = 0.1\text{kg}$, 비열 $c = 0.6\text{kcal/(kg·℃)}$, 온도 변화 $\Delta T = 225 - 25 = 200\text{℃}$이다. 대입하면 $Q = 0.1 \times 0.6 \times 200 = 12\text{kcal}$이다.

환원율은 환원으로 제거된 산소량 ÷ 철광석 중의 전 산소량 × 100이다.

환원율은 철광석(산화철)에 결합해 있던 산소 가운데 환원으로 빠져나간 산소의 비율이다. 그래서 분자는 제거된 산소량, 분모는 처음 들어 있던 전체 산소량이다.

• 철광석 중의 전 산소량 ÷ 환원으로 제거된 산소량 × 100: 분자와 분모가 뒤집혀 100%를 넘는 값이 나온다.
• 환원철 중의 금속철 ÷ 환원철 중의 전 철분 × 100: 철분 중 금속철의 비율인 금속화율의 식으로, 산소 기준인 환원율과 다르다.
• 환원철 중의 전 철분 ÷ 환원철 중의 금속철 × 100: 금속화율 식을 뒤집은 것이다.

용선로(큐폴라)는 코크스를 연소시켜 주철을 녹이는 로로, 전기를 열원으로 쓰지 않는다. 유도로는 전자기 유도, 저항로는 저항 발열, 아크로는 아크열로 금속을 녹이는 전기로다.

진공탈가스처리는 비금속 개재물을 감소시키므로 "개재물의 증가"는 그 효과가 아니다.

감압 상태에서 개재물이 용강 표면으로 떠올라 제거되기 쉬워지기 때문에 청정도가 오히려 좋아진다.

• 유해원소의 증발 제거는 감압으로 끓는점이 낮아진 원소가 빠져나가는 대표적 효과이므로 옳다.
• 기계적 성질의 향상은 가스와 개재물이 줄어든 결과로 나타나는 옳은 효과다.
• 수소·질소·산소 가스 성분의 감소도 진공탈가스의 핵심 목적이므로 옳다.

주조 초기에 용강이 몰드 하부로 새지 않도록 막아주는 장치는 더미바(dummy bar)다. 더미바는 연속주조기의 몰드 아래에 위치하여 응고된 주편(슬래브)을 지탱하고, 주조 시작 시 몰드 하부를 폐쇄하여 용강 유출을 방지하는 역할을 한다. 핀치 롤은 주편을 압착하는 설비, 냉각대는 주편을 냉각하는 장치, 인발설비는 응고된 주편을 끌어내는 장치로서 각각 다른 기능을 수행한다.

강괴의 결함은 내부결함과 표면결함으로 분류된다. 편석(偏析)은 냉각 시 원소의 불균등한 분포로 인한 내부결함이고, 개재물(介在物)은 용탕 내 불순물이 응고되며 남아 생기는 내부결함이며, 수축관(收縮管)은 응고 수축으로 인한 중심부의 공동으로 내부결함이다. 탕주름(湯皺)은 주형과 금속의 경계에서 용탕이 모래에 파고들어 형성되는 표면결함이므로, 내부결함이 아닌 것은 탕주름이다.

생석회는 부원료인 조재제이므로 전로 공정의 주원료에 해당하지 않는다.

주원료는 실제로 정련되어 강이 되는 금속분을 가리키고, 생석회는 슬래그를 만들어 불순물을 흡수하도록 돕는 조재제다.

• 용선은 고로에서 나온 액체 상태의 쇳물로 전로에 장입되는 대표적 주원료다.
• 고철은 냉재로 장입되어 열을 흡수하며 강이 되는 주원료다.
• 냉선은 고체 상태의 선철로 마찬가지로 정련 대상이 되는 주원료다.

발문의 Power는 주형 안 용강 표면에 뿌리는 몰드 파우더를 가리키며, 몰드 파우더는 열 방산을 돕는 것이 아니라 오히려 열손실을 막아 보온하는 역할을 하므로 "열방산을 도와준다"는 설명이 틀렸다.

몰드 파우더는 용융되어 주형 표면을 덮으면서 대기 중 열이 빠르게 빠져나가지 않도록 막아준다.

• 공기와의 산화를 방지한다는 설명은 용강 표면을 덮어 대기와의 접촉을 차단하는 실제 기능이므로 옳다.
• 용융된 파우더가 주형벽에 흘러 윤활제 역할을 한다는 설명도 주편과 주형 사이 마찰을 줄이는 실제 기능이므로 옳다.
• 용강 중 알루미나 등 개재물을 용해해 청정도를 높인다는 설명 역시 개재물을 흡수하는 실제 기능이므로 옳다.