[제선기능장 필기] 17년 1회차
정보기기운용기능사 필기 기출문제

17년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
정보기기운용기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
고로 노정가스 성분 중 CO 29%, CO2 24% 일 때 CO 가스 이용률은 약 얼마인가?
115%
235%
345%
455%
문제 2
미분탄의 연소성에 영향을 미치는 요인이 아닌 것은?
1열간강도
2송풍온도
3미분탄의 입도
4미분탄의 휘발분
정답 및 해설

열간강도는 코크스의 품질을 평가하는 지표로, 미분탄(취입 미분탄)의 연소성에 영향을 미치는 요인이 아니다.

송풍온도, 미분탄의 입도, 미분탄의 휘발분은 모두 미분탄이 얼마나 잘 연소되는지를 좌우하는 요인이다.

문제 3
고로의 풍구주변은 고온이므로 풍구는 수냉을 한다. 풍구의 재질로 옳은 것은?
1구리
2주철
3주강
4내열강
정답 및 해설

고로 풍구는 고온에 노출되면서도 열을 빠르게 흡수해 식혀야 하므로 열전도율이 높은 구리 재질을 사용하고 수냉 구조로 만든다.

주철·주강·내열강은 열전도율이 낮아 풍구처럼 국부적으로 고온에 시달리며 냉각이 필요한 부위에는 적합하지 않다.

문제 4
소결 성품 회수율 향상을 위한 방법이 아닌 것은?
1소결광의 파분쇄를 방지한다.
2고로에서 작은 입도의 소결광을 사용한다.
3고로 반광 체질 후 소결 상부광으로 사용한다.
4균일한 입도의 소결광을 위해 크러셔(crusher) 간격을 축소 조정한다.
정답 및 해설

크러셔(crusher) 간격을 좁혀 소결광을 잘게 부수는 것은 오히려 분(fine) 발생을 늘려 성품 회수율을 낮추므로, 회수율 향상 방법이 아니다.

다음은 모두 소결 성품 회수율을 높이는 방법에 해당한다.

  • 소결광이 이동 중 잘게 부서지는 파분쇄를 방지하는 것
  • 고로에서 작은 입도의 소결광을 사용하는 것
  • 고로 반광을 체질한 뒤 소결 상부광으로 재사용하는 것
문제 5
광재(slag)의 조성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1보통의 고로 광재에서는 염기도가 높을수록, Al2O3 가 많을수록 융점이 높아진다.
2광재량이 너무 적으면 탈황률이 저하하거나 조업이 불안정하게 된다.
3광재 중 Al2O3 양은 점성에 큰 영향을 주어 광재의 분리를 나쁘게 한다.
4광재 중 MgO 는 유동성을 저하시키고 탈황효과를 나쁘게 한다.
정답 및 해설

슬래그 중 MgO는 오히려 슬래그의 유동성을 높이고 탈황 효과를 좋게 하는 성분이므로, MgO가 유동성과 탈황효과를 나쁘게 한다는 설명은 틀렸다.

다음 설명들은 모두 옳다.

  • 염기도가 높고 Al₂O₃가 많을수록 슬래그의 융점이 높아진다.
  • 슬래그량이 너무 적으면 탈황률이 낮아지고 조업이 불안정해진다.
  • 슬래그 중 Al₂O₃가 많으면 점성이 커져 슬래그 분리가 나빠진다.
문제 6
고로의 입열 항목에 해당되는 것은?
1용선 현열
2송풍 현열
3슬래그 현열
4노정가스 현열
정답 및 해설

고로 열정산에서 입열 항목에 해당하는 것은 송풍 현열이다.

용선 현열, 슬래그 현열, 노정가스 현열은 모두 노 밖으로 빠져나가는 출열 항목으로 분류된다.

문제 7
고로조업에서 고압조업의 효과로 옳은 것은?
1연진을 증가시킨다.
2출선량을 감소시킨다.
3코크스비를 증가시킨다.
4노황 불안정에 대한 방지효과가 있다.
정답 및 해설

고로의 고압조업은 노 내 가스 유속을 낮춰 노황 불안정을 방지하는 효과가 있다.

나머지 설명은 모두 실제와 반대된다.

  • 고압조업은 연진 발생을 증가시키는 것이 아니라 감소시킨다.
  • 고압조업은 출선량을 감소시키는 것이 아니라 증가시킨다.
  • 고압조업은 코크스비를 증가시키는 것이 아니라 감소시킨다.
문제 8
다음 중 소결공정의 순서로 옳은 것은?
1원료절출 → 혼합 및 조립 → 점화 → 원료장입 → 1차파쇄 및 선별 → 소결 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
2원료절출 → 혼합 및 조립 → 원료장입 → 점화 → 소결 → 1차파쇄 및 선별 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
3혼합 및 조립 → 원료절출 → 원료장입 → 점화 → 냉각 → 소결 → 1차파쇄 및 선별 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
4혼합 및 조립 → 원료장입 → 원료절출 → 소결 → 점화 → 1차파쇄 및 선별 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
정답 및 해설

소결공정은 원료절출과 혼합·조립 이후 소결기에 원료를 장입하고 점화하여 소결을 진행한 뒤, 1차파쇄·선별과 냉각, 2차파쇄·선별을 거쳐 저장 후 고로에 장입하는 순서로 진행된다.

정리하면 원료절출 → 혼합 및 조립 → 원료장입 → 점화 → 소결 → 1차파쇄 및 선별 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입 순이다.

문제 9
고로 노정 가스 성분 중 CO/CO2 에 대한 설명으로 틀린 것은?
1CO/CO2 의 값이 작을수록 코크스 비가 낮게 된다.
2CO/CO2 의 값은 제강용 선철 제조시에는 약 1.2~1.7정도이다.
3CO/CO2 의 값을 작게 하기 위해서는 광석의 간접 환원율을 낮추어야 한다.
4코크스의 반응성이 낮을수록 carbon solution이 적어져서 CO/CO2 이 낮아진다.
정답 및 해설

CO/CO₂ 값을 낮추려면 광석의 간접환원율을 오히려 높여야 하므로, "간접환원율을 낮추어야 한다"는 설명은 반대로 틀렸다.

간접환원 반응 FeO+CO→Fe+CO2\mathrm{FeO} + \mathrm{CO} \rightarrow \mathrm{Fe} + \mathrm{CO_2}이 많이 일어날수록 CO가 CO₂로 더 많이 전환되어 CO/CO₂ 비가 작아지고 코크스비도 낮아진다.

CO/CO₂ 값이 제강용 선철 제조 시 약 1.2~1.7 수준이며, 코크스 반응성이 낮을수록 CO/CO₂가 낮아진다는 나머지 설명은 옳다.

문제 10
고로 조업에서 코크스의 역할에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열원의 역할
2환원제의 역할
3슬래그 조성재의 역할
4고로 내의 통기성 확보 역할
정답 및 해설

코크스는 고로에서 열원, 환원제, 통기성 확보용 골격재 역할을 하지만, 슬래그를 이루는 조성 성분의 역할은 하지 않는다.

슬래그는 주로 맥석성분과 석회석 등 용제가 반응해 만들어지는 것이지, 코크스가 슬래그의 구성 성분이 되는 것은 아니다.

문제 11
고로 제철에서 사용되는 용제(flux) 중 염기성 물질이 아닌 것은?
1규석
2석회석
3백운석
4마그네시아
정답 및 해설

규석(SiO₂)은 산성 물질이므로, 고로 제철에서 사용하는 염기성 용제에 해당하지 않는다.

석회석, 백운석, 마그네시아는 모두 CaO·MgO 계열의 염기성 용제로 슬래그의 염기도를 높이는 데 사용된다.

문제 12
코크스 특수제조법 중 비점결탄 또는 약점결탄을 주원료로 하며 냉간 또는 열간에서 석탄을 가압 제조한 후 고온에서 코크스화하는 방법은?
1배소법
2오일링법
3스템핑법
4성형 코크스법
정답 및 해설

비점결탄이나 약점결탄을 냉간 또는 열간에서 가압 성형한 뒤 고온에서 코크스화하는 방법은 성형 코크스법이다.

배소법, 오일링법, 스템핑법은 각각 다른 방식의 코크스 제조·처리 기술로, 이러한 가압 성형-고온 코크스화 공정과는 다르다.

문제 13
장입물이 용해해서 미환원의 철, 규소 등이 직접 환원되는 부분이며, 장입물의 용적 축소와 강하 속도를 낮추어 반응이 충분히 이루어 지도록 하기 위해 원뿔형으로 되어 있는 부분은?
1노구
2노복
3노상
4보시
정답 및 해설

장입물이 녹으면서 미환원 철·규소 등이 직접환원되고, 부피 축소에 맞춰 강하속도를 늦추도록 원뿔형으로 만들어진 부분은 보시(bosh)이다.

노구는 장입구, 노복은 가장 넓은 몸통부, 노상은 용선과 슬래그가 고이는 최하부로, 보시와는 위치와 형태·기능이 다르다.

문제 14
코렉스(corex) 공정에서 장입되는 괴광의 철광석과 부원료가 상승 중인 고온 환원성 가스와 접촉하는 설비는?
1용융 가스화로
2샤프트형 환원로
3멜팅 스테이지(melting stage)
4히팅 스테이지(heating stage)
정답 및 해설

코렉스(COREX) 공정에서 괴광 철광석과 부원료가 상승하는 고온 환원성 가스와 접촉해 환원되는 설비는 샤프트형 환원로이다.

용융가스화로는 환원철을 최종적으로 용융시키고 환원가스를 만들어내는 설비로, 가스와 광석이 접촉하며 예비환원이 이루어지는 샤프트형 환원로와는 역할이 다르다.

문제 15
고로 내 장입물 분포제어 기술의 3개 기능과 관계없는 것은?
1통기성
2열교환
3소결성
4환원반응
정답 및 해설

소결성은 노내 장입물 분포제어의 3대 기능에 속하지 않는다.

장입물 분포제어 기술은 노정에서의 장입 패턴을 통해 통기성 확보, 가스와 장입물 사이의 열교환 효율 향상, 환원반응 촉진이라는 세 가지 기능을 갖는다.

소결성은 소결광 제조 단계에서 원료의 물리적 품질을 나타내는 지표로, 고로 내 분포제어 기능과는 별개의 개념이다.

문제 16
야드 설비 중 하역설비가 아닌 것은?
1Unloader
2Stacker
3Reclaimer
4Train Hopper
정답 및 해설

Reclaimer는 하역설비가 아니라 야적장에 쌓인 원료를 퍼내어 사용 공정으로 보내는 불출설비이다.

Unloader는 선박에서 원료를 내리고, Stacker는 그 원료를 야적장에 쌓으며, Train Hopper는 열차로 반입된 원료를 받아 내리는 설비로, 모두 원료를 받아들이고 쌓는 하역 계통에 속한다.

반면 Reclaimer는 이미 쌓여 있는 원료를 다시 퍼내 후공정으로 보내는 역할이므로 하역설비와는 기능이 구분된다.

문제 17

다음 설명에서 A, B 각각에 들어갈 말로 알맞은 것은?

코크스로에서 ( A )은 석탄을 건류시키는 설비이고, ( B )은 연소 폐가스의 여열을 이용하기 위한 설비이다.

1A: 축열실, B: 연소실
2A: 연소실, B: 축열실
3A: 탄화실, B: 연소실
4A: 탄화실, B: 축열실
정답 및 해설

석탄을 건류하는 곳은 탄화실, 연소 폐가스의 여열을 회수하는 곳은 축열실이다.

코크스로는 탄화실과 연소실이 번갈아 배치되고 그 아래에 축열실이 놓인다. 장입된 석탄은 탄화실에서 공기를 차단한 채 가열돼 코크스가 된다.

연소실에서 나온 고온 폐가스는 축열실의 벽돌에 열을 저장했다가 다음 사이클의 공기와 연료가스를 예열하는 데 쓰이며, 연소실 자체는 열을 만드는 곳이지 여열을 회수하는 설비가 아니다.

문제 18
고로 장입 철광석 중 피환원성이 양호한 조건을 가진 철광석의 성질은?
1기공률이 높고, 산화도와 입도가 작고, Fayalite가 적을 것
2기공률, 산화도가 높고, 입도가 작고, Fayalite가 적을 것
3기공률, 산화도가 높고, 입도가 작고, Ilmenite가 많을 것
4기공률, 입도가 높고, 산화도가 낮고, Ilmenite가 많을 것
정답 및 해설

피환원성이 좋은 철광석은 기공률과 산화도가 높고, 입도가 작으며, Fayalite 함량이 적은 성질을 가진다.

기공률이 높을수록 환원 가스가 광석 내부까지 침투하기 쉽고, 산화도가 높을수록 환원되기 쉬운 형태이며, 입도가 작으면 반응 표면적이 넓어져 환원속도가 빨라진다.

저융점 규산철 화합물인 Fayalite가 많으면 광석 표면이 치밀해져 환원을 방해하므로 그 함량이 적어야 유리하다.

문제 19
코크스로의 소비열량 감소방법이 아닌 것은?
1압출 시간을 증가시킨다.
2Flue 온도가 균일하게 분포되도록 한다.
3돌발 감산방지로 작업을 균일화시킨다.
4장입량을 균일화하고, 내부는 평형 장입시킨다.
정답 및 해설

압출 시간을 늘리는 것은 코크스로의 소비열량을 줄이는 방법이 아니다.

압출 시간이 길어지면 그만큼 노의 회전율(단위 시간당 압출 횟수)이 떨어져 생산량당 열손실이 오히려 늘어난다.

Flue 온도의 균일한 분포, 돌발 감산 방지를 통한 작업 균일화, 장입량을 균일화한 평형 장입은 모두 불필요한 열손실을 줄여 소비열량을 낮추는 조치이다.

문제 20
믹서(MIXER)에서 소결원료에 수분을 첨가하는 목적으로 틀린 것은?
1미분조립에 의하여 소결층 내 통기성을 향상시킨다.
2소결층 내의 온도구배를 개선하여 열효율을 높여준다.
3소결 주배가스 온도를 상승시켜 현열 회수량을 높여준다.
4건조대 직하에 수분포화 습윤대를 만들어 더스트(dust)를 흡착시켜 줌으로써 더스트 비산을 방지한다.
정답 및 해설

믹서에서 수분을 첨가한다고 해서 소결 배가스 온도가 상승하는 것은 아니므로 이 설명은 틀렸다.

수분 첨가는 미분을 조립화하여 소결층의 통기성을 높이고, 층 내 온도구배를 개선해 열효율을 향상시키며, 건조대 아래에 습윤대를 형성해 더스트 비산을 막는 효과가 있다.

다만 수분이 증발하는 데 열을 흡수하므로 배가스의 현열은 오히려 낮아지는 방향으로 작용하며, 배가스 온도 상승·현열 회수량 증대와는 반대되는 결과를 가져온다.

문제 21
샤프트 직접환원로용 철광석-저온 환원지수 및 금속화도 측정(KSE ISO 11257)에서 환원분해 지수(RDI)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, m0: 체가름된 환원된 시험재료의 질량[gl] (분진채집기안에 모아진 재료 포함), m1: 10mm 체로 보유된 환원 시험시료 양[g], m2: 3.15mm 체로 보유된 환원 시험시료 양[g]이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

RDI는 체를 통과해 빠져나간 분화분의 비율이므로 (m0 − (m1 + m2)) ÷ m0 로 구한다.

환원한 시험재료 전량 m0에서 10mm 체에 남은 m1과 3.15mm 체에 남은 m2를 빼면 3.15mm 체를 통과한 미분량이 되고, 이를 전량으로 나눠 백분율로 나타낸 것이 환원분해 지수다.

두 체의 잔량은 더해서 빼야 할 값이라 곱으로 묶은 식은 성립하지 않고, 분모를 잔량 합으로 두면 전량 대비 분화율이 아니라 잔량 대비 비율이 되어 정의에서 벗어난다.

문제 22
고로 내 황(S)의 성분을 낮추는 방법으로 틀린 것은?
1광석량을 줄인다.
2송풍습도를 낮춘다.
3송풍량을 감하여 조업속도를 떨어뜨린다.
4석회석 양을 줄이고 염기도를 낮춘다.
정답 및 해설

석회석 양을 줄이고 염기도를 낮추는 것은 오히려 노내 황 성분을 높이는 방향이므로 탈황 방법이 될 수 없다.

황은 슬래그 중의 CaO와 결합해 CaS 형태로 제거되므로 염기도를 높여야 탈황 반응이 촉진된다.

광석 사용량을 줄이거나 송풍습도를 낮추고 조업속도를 늦추는 것은 황 함유 원료의 투입을 줄이거나 반응 조건을 유리하게 만들어 선철 중 황 함량을 낮추는 데 도움이 된다.

문제 23
원료의 부족 또는 설비상 사고로 1개월 이상 휴지하고 문제를 해결한 다음 조업에 들어갈 수 있게 하는 작업은?
1종풍
2소화
3휴풍
4뱅킹
정답 및 해설

원료 부족이나 설비 사고로 1개월 이상 장기간 노를 정지했다가 문제 해결 후 재조업하는 작업을 뱅킹(banking)이라 한다.

뱅킹은 노체와 내용물을 보존한 상태로 장기간 휴지시켜 재가동을 가능하게 하는 조치로, 수 시간 단위의 일시적 정지인 휴풍이나 노를 완전히 폐쇄하는 종풍·소화와는 구분된다.

문제 24
고로에서 가스 청정설비가 아닌 것은?
1권양기
2전기집진기
3제진기(Dust Catcher)
4벤츄리 스크러비(Venturi Scrubber)
정답 및 해설

권양기는 원료나 장입물을 끌어올리는 운반용 설비로, 가스 청정설비에 해당하지 않는다.

고로 노정에서 발생한 노정가스는 제진기(Dust Catcher)에서 조립 더스트를 1차 제거한 뒤 벤츄리 스크러버에서 습식 세정을 거치고, 전기집진기로 미세 더스트를 최종 제거하는 순서로 청정화된다.

문제 25
축류 송풍기에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저속회전에 적합하다.
2설치 면적이 크고 비용이 많이 든다.
3풍압 변동에 대한 정풍량 운전이 용이하다.
4터보 송풍기에 비하여 압축된 유체의 통로가 단순하고 길다.
정답 및 해설

축류 송풍기는 풍압 변동에도 정풍량 운전이 용이하다는 특징을 가진다.

축류 송풍기는 저속이 아니라 고속회전에 적합하고, 구조가 단순하여 설치 면적과 비용이 터보 송풍기보다 작다는 장점이 있다.

또한 유체가 축 방향으로 곧게 흐르므로 터보 송풍기에 비해 압축된 유체의 통로가 단순하고 짧다는 점도 특징이다.

문제 26
풍구손상이 발생하였을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?
1풍구 주변부의 누수
2냉입 사고의 발생률 감소
3노정가스 중의 수소함량 급상승
4풍구 냉각배수 중의 노 내 가스 혼입
정답 및 해설

풍구가 손상되면 냉각수가 노 안으로 유입될 위험이 커져 오히려 냉입 사고의 발생률이 증가하므로, 발생률이 감소한다는 설명은 틀렸다.

풍구 손상 시에는 풍구 주변부에서 누수가 발생하고, 냉각수 배관을 통해 노 내 가스가 역류해 혼입되며, 이 과정에서 노정가스 중 수소 함량이 급상승하는 현상이 나타난다.

문제 27
분쇄입도에 영향을 주는 요인과 석탄에 관해 설명한 것 중 옳은 것은?
1H.G.I 가 작으면 파쇄하기 어렵다.
2수분이 많으면 파쇄하기 쉽다.
3휘탄부는 파쇄하기 어렵고, 암탄부는 쉽다.
4분쇄 전 석탄입도가 크면 분쇄 후 입도는 작다.
정답 및 해설

H.G.I(Hardgrove Grindability Index)가 작을수록 석탄이 단단하다는 의미이므로 파쇄하기 어렵다.

반대로 수분이 많은 석탄은 입자끼리 뭉쳐 분쇄기 내부를 막히게 하므로 오히려 파쇄가 어려워지고, 조직이 무른 휘탄부가 단단한 암탄부보다 더 쉽게 파쇄된다.

또한 분쇄 전 입도가 크다고 해서 분쇄 후 입도가 반드시 작아지는 것은 아니며, 분쇄 후 입도는 분쇄 조건과 석탄 성상에 따라 달라진다.

문제 28
코크스의 건류온도가 일정할 때 탄화시간이 가장 긴 것은?
1노폭 350mm
2노폭 400mm
3노폭 450mm
4노폭 500mm
정답 및 해설

건류온도가 일정할 때 코크스의 탄화시간은 노폭이 넓을수록 길어지므로, 제시된 조건 중 노폭 500mm일 때 탄화시간이 가장 길다.

탄화는 노벽에서 중심부를 향해 열이 전달되며 진행되므로, 노폭이 넓어질수록 중심부까지 열이 도달하는 데 걸리는 시간이 늘어난다.

문제 29
고로 내벽의 내화제 구비조건이 아닌 것은?
1마모에 강할 것
2열전도율이 클 것
3화학적 부식에 강할 것
4고온에서 상당한 내압력을 가질 것
정답 및 해설

고로 내벽 내화재는 노 외부로의 열손실을 막기 위해 열전도율이 작아야 하므로, 열전도율이 클 것이라는 조건은 옳지 않다.

내화재는 마모와 화학적 부식에 강하고 고온에서도 충분한 내압력을 가져야 하지만, 단열 성능을 위해서는 열전도율이 낮은 재질이 요구된다.

문제 30
고로에서 장입물 강하가 일시 정지되는 걸림 현상 중 고로하부 걸림 현상과 관련 있는 것은?
1장입물 분포불량
2환원분화성이 높음
3용융물의 점성이 높음
4분율이 높은 코크스 장입
정답 및 해설

고로 하부의 걸림(행잉) 현상은 주로 용융물(슬래그·선철)의 점성이 높아져 액상의 흐름이 나빠지는 것과 관련이 있다.

장입물 분포 불량, 환원분화성이 높은 광석, 분율이 높은 코크스 장입 등은 주로 노 상부에서 가스 통기성을 저해해 걸림을 일으키는 원인으로, 하부 걸림과는 발생 위치가 다르다.

문제 31
철광석의 특성 및 화학적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
1노 내에서 환원하지 않는 성분으로는 Na2O, K2O 등이 있다.
2철광석의 평가기준은 TㆍFe 함량이 높고 불순물이 적어야 한다.
3Al2O3 는 유동성이나 용융성에 큰 영향을 주기 때문에 약 15% 이내로 하는 것이 좋다.
4Zn 은 노 내에서 증발하여 노벽을 보호하므로 많은 양을 첨가하여 사용한다.
정답 및 해설

Zn(아연)은 노 내에서 증발했다가 노벽 부근에서 다시 응축·석출되어 노벽을 손상시키고 내화물 박리를 일으키는 유해 성분이므로, 노벽을 보호하거나 많은 양을 첨가해 사용한다는 설명은 틀렸다.

Na2O, K2O와 같은 알칼리 성분은 노 내에서 환원되지 않는 성분으로 분류되고, Al2O3는 슬래그의 유동성과 용융성에 큰 영향을 주므로 일정 비율 이하로 관리되어야 하며, T·Fe 함량이 높고 불순물이 적은 광석이 우수한 광석으로 평가된다.

문제 32
고로의 설비 관리 중 열량 부족 시 나타나는 현상이 아닌 것은?
1S 의 함유량이 증가한다.
2슬래그의 염기도가 저하한다.
3용선 중의 Si 및 Ti가 증가한다.
4용선 및 슬래그의 유동성이 저하한다.
정답 및 해설

노내 열량이 부족한 조업에서는 Si, Ti의 환원에 높은 온도가 필요하므로 용선 중 Si 및 Ti 함량은 오히려 감소하며, 증가한다는 설명은 틀렸다.

열량이 부족하면 탈황이 불충분해져 S 함유량은 증가하고, 규소의 환원이 억제되어 SiO2가 슬래그에 그대로 남으므로 염기도(CaO/SiO2)가 저하한다.

또한 온도가 낮아지면서 용선과 슬래그 모두 유동성이 저하되는 경향을 보인다.

문제 33
다음 중 펠리트(pellet)의 소성방식이 아닌 것은?
1Bucket 식
2Grate kiln 식
3Shaft furnace 식
4Traveling grate 식
정답 및 해설

Bucket식은 원료나 제품을 담아 옮기는 운반·하역 방식의 명칭으로, 펠릿을 굽는(소성하는) 방식이 아니다.

펠릿의 소성방식에는 이동 화격자에서 건조·예열한 뒤 회전로에서 소성하는 Grate kiln식, 수직로 안에서 소성하는 Shaft furnace식, 이동식 화격자 위에서 건조·예열·소성을 모두 처리하는 Traveling grate식이 있으며 이들이 실제 산업에서 쓰이는 소성 공정이다.

문제 34
흑체로부터의 복사신 가운데 가시 광선만을 이용하는 온도계는?
1광고온계
2저항 온도계
3방사 온도계
4팽창 온도계
정답 및 해설

흑체 복사 중 가시광선 영역의 밝기만을 표준 필라멘트와 비교하여 온도를 측정하는 것이 광고온계이다.

저항 온도계는 금속의 전기저항 변화를, 방사 온도계는 전체 파장대의 복사에너지를, 팽창 온도계는 물질의 열팽창을 이용하는 방식으로 가시광선만을 이용하는 광고온계와는 측정 원리가 다르다.

문제 35
슬립(slip)이나 걸림(hanging)을 방지하기 위한 방법이 아닌 것은?
1분광을 다량 중심부에 장입한다.
2장입물의 입도분포를 균일화한다.
3분코크스(cokes)의 장입을 피한다.
4열균열성 광석이나 점착성 광석의 장입량을 감소시킨다.
정답 및 해설

분광(가는 입도의 광석)을 중심부에 다량 장입하면 중심부의 통기성이 나빠져 오히려 슬립이나 걸림을 유발하므로, 이는 방지 방법이 될 수 없다.

장입물의 입도분포를 균일화하고, 분코크스의 장입을 피하며, 열균열성이나 점착성이 강한 광석의 장입량을 줄이는 것은 모두 노 내 통기성을 확보해 슬립·걸림을 막는 방향의 조치이다.

문제 36
고로 내 반응으로 간접환원 반응에 해당하는 것은?
13Fe2O3 + C ⇆ 2Fe3O4 + CO
2Fe3O4 + CO ⇆ 3FeO + CO2
3Fe3O4 + C ⇆ 3FeO + CO
4FeO + C ⇆ Fe + CO
정답 및 해설

간접환원은 고체 탄소가 아니라 CO 가스에 의해 산화철이 환원되는 반응으로, Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2\mathrm{Fe_3O_4} + \mathrm{CO} \rightleftharpoons 3\mathrm{FeO} + \mathrm{CO_2} 반응이 이에 해당한다.

이 반응은 환원제가 CO 가스이고 생성물이 CO2 가스여서 고체 탄소가 직접 소모되지 않는 것이 특징이다.

반면 FeO+C⇌Fe+CO\mathrm{FeO} + \mathrm{C} \rightleftharpoons \mathrm{Fe} + \mathrm{CO}처럼 고체 탄소(C)가 직접 반응물로 참여하는 경우는 직접환원에 해당한다.

문제 37
선광법 중 미분상의 두 가지 다른 광물을 수중에서 기포에 부착시켜 분리하는 방법은?
1수세 선광법
2자력 선광법
3부유 선광법
4팽창 선광법
정답 및 해설

미분 상태의 서로 다른 광물을 수중에서 기포에 부착시켜 분리하는 방법은 부유 선광법(부유선광)이다.

물에 뜨는 성질(부유성)의 차이를 이용해 원하는 광물 입자만 기포 표면에 붙여 떠오르게 한 뒤 걷어내는 방식으로, 비중 차이를 이용하는 수세 선광법이나 자성을 이용하는 자력 선광법과는 분리 원리가 다르다.

문제 38
고로에서 장입물의 변화 상황 중 침탄(가탄)층의 온도로 적합한 것은?
1200 ~ 500℃
2500 ~ 800℃
3800 ~ 1200℃
41200 ~ 1500℃
정답 및 해설

고로 내 장입물이 강하하며 변화하는 과정에서 침탄(가탄)대는 대략 800~1200℃ 구간에 형성된다.

환원되어 해면철 상태가 된 철은 이 온도구간에서 코크스 및 CO 가스로부터 탄소를 흡수하며, 탄소를 흡수할수록 철의 융점이 낮아져 이후 더 높은 온도의 융착대에서 연화·용융이 진행될 수 있게 된다.

문제 39
고로의 내용적을 옳게 설명한 것은?
1풍구 수준면에서 장입기준선까지의 용적이다.
2풍구 수준면에서 노구상단까지의 용적이다.
3노저에서 장입기준선까지의 용적이다.
4노저에서 상단까지의 용적이다.
정답 및 해설

고로의 내용적은 노저에서 장입기준선까지의 용적으로 정의된다.

장입기준선(스톡라인)은 장입물이 쌓이는 최상단 기준면을 말하며, 그 아래부터 노 바닥까지의 공간이 실제로 원료와 코크스가 반응하며 채워지는 유효 용적이 된다.

문제 40
코크스 제조과정 중 화락 시간에 영향을 미치는 요인이 아닌 것은?
1장입탄량
2장입탄의 수분
3공급 가스의 열량
4장입탄의 TI(Total Inerts)
정답 및 해설

장입탄의 TI(Total Inerts)는 석탄 조직 중 비활성 성분의 비율을 나타내는 지표로, 주로 코크스의 강도나 품질에 영향을 미치며 화락시간 자체를 결정하는 요인은 아니다.

장입탄량, 장입탄의 수분, 공급 가스의 열량은 모두 탄화에 필요한 열이 코크스 케이크 내부까지 도달하는 시간에 직접 영향을 주므로 화락시간을 좌우하는 요인이다.

문제 41
고로 장입설비 중 two bell type에 구성되어 있는 것이 아닌 것은?
1스키머
2선회 슈트
3균배압 장치
4벨 개폐장치
정답 및 해설

스키머(skimmer)는 출선 대탕도에서 비중 차를 이용해 선철과 슬래그를 갈라내는 출선설비의 부품으로, 장입설비인 two bell type의 구성요소가 아니다.

two bell type 장입설비는 대종·소종을 여닫는 벨 개폐장치, 장입 과정에서 노정 가스압을 맞춰 주는 균압(균배압) 장치, 장입 위치를 돌려가며 분포를 조절하는 선회 슈트 등으로 구성된다.

문제 42
고로에서의 송풍은 출선량과 선철의 품질을 좌우하는 중요한 인자가 된다. 복합 송풍과 관계 없는 것은?
1고온 송풍
2연료취입
3조습 송풍
4산소부화 송풍
정답 및 해설

고온 송풍은 열풍로에서 데운 바람을 공급하는 기본적인 송풍 방식 자체이며, 이를 기본으로 추가 기술을 결합하는 복합 송풍의 범주에는 포함되지 않는다.

연료취입, 조습 송풍, 산소부화 송풍은 기본 열풍에 연료나 수분, 산소 등을 추가로 결합하는 방식으로, 여러 요소를 함께 사용한다는 의미에서 복합 송풍으로 분류된다.

문제 43
워크 샘플링에 관한 설명 중 틀린 것은?
1워크 샘플링은 일명 스냅리딩(Snap Reading)이라 불린다.
2워크 샘플링은 스톱워치를 사용하여 관측대상을 순간적으로 관측하는 것이다.
3워크 샘플링은 영국의 통계학자 L.H.C.Tippet가 가동률 조사를 위해 창안한 것이다.
4워크 샘플링은 사람의 상태나 기계의 가동상태 및 작업의 종류 등을 순간적으로 관측하는 것이다.
정답 및 해설

워크 샘플링은 스톱워치를 사용하지 않고 무작위 시점에 순간적으로 관측 대상을 관찰하는 통계적 방법이므로, 스톱워치를 사용한다는 설명은 틀렸다.

워크 샘플링은 스냅 리딩(Snap Reading)이라고도 불리며, 영국의 통계학자 L.H.C. Tippett가 가동률 조사를 위해 고안한 기법으로, 사람이나 설비의 작업 상태를 순간적으로 관측해 비율을 추정한다.

문제 44
설비배치 및 개선의 목적을 설명한 내용으로 가장 관계가 먼 것은?
1재공품의 증가
2설비투자 최소화
3이동거리의 감소
4작업자 부하 평준화
정답 및 해설

설비배치 및 개선의 목적은 재공품(WIP)을 줄이는 것이지 늘리는 것이 아니므로, 재공품의 증가는 가장 관계가 먼 항목이다.

설비투자를 최소화하고, 자재나 작업자의 이동거리를 줄이며, 작업자 간 부하를 평준화하는 것이 설비배치 개선이 추구하는 대표적인 목적이다.

문제 45
부적합품률이 20%인 공정에서 생산되는 제품을 매시간 10개씩 샘플링 검사하여 공정을 관리하려고 한다. 이 때 측정되는 시료의 부적합품 수에 대한 기대값과 분산을 약 얼마인가?
1기대값: 1.6, 분산: 1.3
2기대값: 1.6, 분산: 1.6
3기대값: 2.0, 분산: 1.3
4기대값: 2.0, 분산: 1.6
정답 및 해설

이 문제는 이항분포를 따르는 시료의 부적합품 수 문제로, 기대값은 2.0, 분산은 1.6이다.

시료수 n=10n=10, 부적합품률 p=0.2p=0.2일 때 기대값은 E(X)=np=10×0.2=2.0E(X) = np = 10 \times 0.2 = 2.0이다.

분산은 V(X)=np(1−p)=10×0.2×0.8=1.6V(X) = np(1-p) = 10 \times 0.2 \times 0.8 = 1.6으로 계산된다.

문제 46
검사의 종류 중 검사공정에 의한 분류에 해당되지 않는 것은?
1수입검사
2출하검사
3출장검사
4공정검사
정답 및 해설

출장검사는 검사원이 현장에 나가 검사하는지 여부, 즉 검사 장소에 따른 분류이며, 검사공정(구매~생산~출하 단계)에 따른 분류에는 해당하지 않는다.

수입검사(구입검사)는 원자재 입고 단계, 공정검사는 제조 중간 단계, 출하검사는 완제품 출고 단계에서 이루어지는 검사로, 이 세 가지가 공정 단계에 따른 대표적 분류이다.

문제 47
설비보전조직 중 지역보전(area maintenance)의 장ㆍ단점에 해당하지 않는 것은?
1현장 왕복 시간이 증가한다.
2조업요원과 지역보전요원과의 관계가 밀접해진다.
3보전요원이 현장에 있으므로 생산 본위가 되며 생산의욕을 가진다.
4같은 사람이 같은 설비를 담당하므로 설비를 잘 알며 충분한 서비스를 할 수 있다.
정답 및 해설

지역보전은 보전요원을 특정 지역·설비에 상주 또는 근접 배치하는 방식이므로 현장 왕복시간이 감소하는 것이 특징이며, 왕복시간이 증가한다는 설명은 해당하지 않는다.

지역보전은 조업요원과 보전요원의 관계가 밀접해지고, 보전요원이 현장에 상주함으로써 생산 본위의 의욕을 가지며, 같은 사람이 같은 설비를 담당해 설비에 대한 이해도와 서비스 수준이 높아진다는 장점을 가진다.

문제 48

3?법의 xˉ\bar{x} 관리도에서 공정이 관리상태에 있는데도 불구하고 관리상태가 아니라고 판정하는 제1종 과오는 약 몇 %인가?

10.27
20.54
31.0
41.2
정답 및 해설

제1종 과오는 약 0.27%이다.

공정이 관리상태일 때 타점이 정규분포를 따른다고 보면, 평균 ± 3σ 안에 들어갈 확률은 99.73%이다.

따라서 관리한계 밖으로 나가 관리이상이라고 잘못 판정할 확률은
100% − 99.73% = 0.27%(위·아래 한계 각각 0.135%)가 된다.

문제 49
다음 중 순철에 대한 설명으로 틀린 것은?
1순철의 종류로는 전해철, 카보닐철, 암코철 등이 있다.
2순철은 전연성이 풍부하며, 전기재료로도 사용된다.
3순철의 변태는 동소변태(A3, A4)와 약 210℃ 부근의 자기변태(Ao)가 있다.
4순철의 동소체로는 α-철(체심입장격자), γ-철(면심입장격자), δ-철(체심입방격자)이 있다.
정답 및 해설

약 210℃ 부근에서 나타나는 자기변태(A0A_0)는 시멘타이트(Fe3C)의 자기변태이며, 순철의 자기변태(A2A_2)는 약 768℃에서 일어나므로 이 설명은 틀렸다.

순철은 전해철, 카보닐철, 암코철 등의 종류가 있고 전연성이 풍부해 전기재료로도 쓰이며, α-철(체심입방격자), γ-철(면심입방격자), δ-철(체심입방격자)의 동소체 변화(A3, A4 변태)를 갖는다는 나머지 설명은 옳다.

문제 50
열탄성계수가 좋아 고급시계, 정밀저울 등의 스프링 및 정밀기계부품에 사용되는 불변강은?
1엘린바
2두랄루민
3고망간강
4하이드로 날륨
정답 및 해설

온도에 따른 탄성계수 변화가 거의 없는 불변강 중, 고급시계·정밀저울의 스프링이나 정밀기계부품에 사용되는 것은 엘린바(Elinvar)이다.

두랄루민은 알루미늄 합금, 고망간강은 내마모성이 요구되는 부품, 하이드로날륨은 내식성 알루미늄 합금으로 각각 용도가 다르며 열탄성계수 안정성을 목적으로 하는 불변강과는 성격이 다르다.

문제 51
다음의 금속 중 비중이 가장 작은 것은?
1Mg
2Sn
3Ni
4Au
정답 및 해설

제시된 금속 중 비중이 가장 작은 것은 Mg(마그네슘)이다.

마그네슘의 비중은 약 1.7 정도로 경금속에 속하며, Sn(주석)·Ni(니켈)·Au(금)는 이보다 비중이 훨씬 커서 중금속으로 분류된다.

문제 52
0.3% 탄소강의 723℃ 직상에서의 초석 α의 양과 펄라이트 양은 각각 약 몇 % 인가? (단, 공석점은 0.8%C, α의 C 고용한계는 0.025% 이다.)
1α = 64.5, 펄라이트 = 35.5
2α = 35.5, 펄라이트 = 64.5
3α = 77, 펄라이트 = 23
4α = 23, 펄라이트 = 77
정답 및 해설

0.3%C 강을 723℃ 바로 위에서 관찰하면 초석 α는 약 64.5%, 펄라이트로 변태할 오스테나이트는 약 35.5%를 차지한다.

지렛대 법칙을 적용하면 초석 α의 비율은 0.8−0.30.8−0.025=0.50.775≈0.645\dfrac{0.8 - 0.3}{0.8 - 0.025} = \dfrac{0.5}{0.775} \approx 0.645, 즉 약 64.5%이다.

나머지 오스테나이트 비율은 0.3−0.0250.8−0.025=0.2750.775≈0.355\dfrac{0.3 - 0.025}{0.8 - 0.025} = \dfrac{0.275}{0.775} \approx 0.355로 약 35.5%이며, 이는 723℃ 아래로 냉각되면서 펄라이트로 변태한다.

문제 53
황동에서 자연균열을 방지하기 위한 대책으로 옳은 것은?
1수은 및 그 화합물과 함께 보관한다.
2암모니아나 탄산가스 분위기에서 보관한다.
3가공재를 185~260℃에서 응력제거풀림 한다.
4α+β 황동 및 β 황동에 Mn 또는 Cr 등을 첨가한다.
정답 및 해설

황동의 자연균열(계절균열)은 냉간가공 후 남은 잔류응력이 부식성 분위기와 만나 발생하는 응력부식균열이므로, 가공재를 185~260℃ 정도로 저온에서 응력제거풀림해 잔류응력을 없애는 것이 가장 확실한 대책이다.

  • 수은이나 그 화합물과 접촉·보관하면 아말감화로 균열이 오히려 촉진된다.
  • 암모니아나 탄산가스 같은 부식성 분위기에 두면 균열이 더 쉽게 일어난다.
  • Mn이나 Cr 첨가는 내식성을 보완하는 합금설계일 뿐, 이미 남아 있는 잔류응력 자체를 없애지는 못한다.

따라서 성형 직후 저온 풀림으로 응력을 제거하는 열처리가 실무에서 쓰이는 표준 대책이다.

문제 54
면심입방격자(FCC)를 갖는 금속이 아닌 것은?
1Cr
2Ag
3Ni
4Al
정답 및 해설

면심입방격자(FCC) 금속은 Ag, Ni, Al이 대표적이며, Cr(크롬)은 체심입방격자(BCC) 구조를 가져 FCC 금속에 속하지 않는다.

은·니켈·알루미늄은 상온에서 모두 조밀한 면심입방 구조를 갖는 반면, 크롬은 결정구조 자체가 달라 연성이나 가공성에서도 차이를 보인다.

문제 55
탄소강에 함유된 H2 가스가 강에 미치는 영향으로 옳은 것은?
1페라이트 중에 고용되고 적열취성이 원인이 된다.
2실온에서 충격치를 저하시켜 상온취성의 원인이 된다.
3페라이트 중에 고용되고 석출하여 강도, 경도를 증가시킨다.
4강을 여리게 하고 산이나 알칼리에 약하며, 백점(flakes)이나 헤어크랙(hair crack)의 원인이 된다.
정답 및 해설

탄소강에 고용된 수소가스는 강을 여리게 만들어 산·알칼리에 약하게 하고, 백점(flakes)이나 헤어크랙(hair crack)을 일으키는 대표적인 수소취성의 원인이다.

  • 적열취성은 황(S)이 원인이며 수소와는 관계가 없다.
  • 상온취성은 인(P)에 의한 것으로 수소의 영향이 아니다.
  • 수소는 강도·경도를 높이는 석출강화 원소가 아니라 취성을 유발하는 유해 성분이다.

그래서 수소는 불순물 개념으로 관리되며, 탈가스 처리를 통해 함량을 낮추는 것이 일반적이다.

문제 56
위험예지훈련에서 활용하는 브레인스토밍(Brain Storming)의 4원칙이 아닌 것은?
1비판 금지
2대량 발언
3수정발언 금지
4자유분방한 발언
정답 및 해설

브레인스토밍의 4원칙은 비판 금지, 자유분방한 발언, 대량 발언(질보다 양)에 더해 다른 사람의 발언을 결합·개선하는 편승발언 환영이며, "수정발언 금지"는 이 원칙에 포함되지 않는다.

  • 어떤 아이디어에도 비판을 하지 않는다.
  • 질보다 양을 추구해 가능한 많이 발언한다.
  • 형식에 얽매이지 않고 자유롭게 발언한다.

오히려 타인의 발언을 변형·결합해 새 아이디어로 발전시키는 것이 권장되므로, 발언을 수정하지 못하게 막는다는 설명은 취지에 맞지 않는다.

문제 57
사업주가 상시 분진 작업에 관련된 업무에 근로자를 종사하도록 하는 경우 알려야 하는 사항이 아닌 것은?
1작업장 및 개인위생 관리
2분진의 입자크기와 연소범위
3호흡용 보호구의 사용 방법
4분진의 발산 방지와 작업장의 환기 방법
정답 및 해설

상시 분진작업 근로자에게 알려야 하는 사항은 작업장 및 개인위생 관리, 호흡용 보호구 사용법, 분진 발산 방지와 환기 방법 등이며, 분진의 입자크기와 연소범위는 이 고지 항목에 포함되지 않는다.

연소범위는 가스·분진 폭발 위험성을 평가할 때 쓰는 개념으로, 근로자 개인의 보호·위생을 위한 고지 사항과는 성격이 다르다.

문제 58
시스템의 출력을 입력단에 되돌려 기준입력과 비교하여 그 오차가 감소되도록 동작시키는 방식은?
1플랜트(Plant)
2서보 시스템(Servo system)
3개루프 제어(Open loop control)
4되먹임 제어(Feedback control)
정답 및 해설

시스템의 출력을 입력측으로 되돌려 기준값과 비교하고 그 오차를 줄이도록 동작시키는 방식은 되먹임 제어(피드백 제어)이다.

  • 플랜트는 제어의 대상이 되는 기계·장치 자체를 가리키는 말이다.
  • 서보 시스템은 위치·자세 등을 목표값에 맞추는 피드백 제어의 한 응용 분야일 뿐 제어방식의 정의는 아니다.
  • 개루프 제어는 출력을 입력측으로 되돌리지 않고 일방적으로 동작시키는 방식이다.

따라서 출력을 되돌려 오차를 줄인다는 설명은 폐루프(닫힌 회로) 제어의 핵심 특징을 가리킨다.

문제 59
전기 회로 중 AND회로에 대한 설명으로 옳은 것은?
1입력이 여러 개 있을 때, 입력 접점의 신호 어느 하나만 들어오면 출력 측이 동작하게 되는 회로
2입력이 여러 개 있을 때, 여러 개의 입력 접점 신호가 모두 들어와야만 출력이 나타나는 회로
3입력 측에 전압이 가해지면 바로 출력 측에 신호가 나타나지 않고, 일정시간이 지나야 출력 신호가 나타나는 회로
4출려과 입력이 서로 반대되는 회로로 입력이 ON 이면 출력은 OFF, 입력이 OFF 이면 출력은 ON 이 되는 부정회로
정답 및 해설

여러 입력 접점의 신호가 모두 들어와야만 출력이 나타나는 회로가 AND회로이다.

  • 입력 중 하나만 들어와도 출력되는 것은 OR회로의 특징이다.
  • 전압이 걸린 뒤 일정 시간이 지나야 출력이 나타나는 것은 한시동작(타이머) 회로의 특징이다.
  • 입력과 출력이 반대로 움직이는 것은 NOT(부정)회로에 해당한다.

즉 다중 입력 조건을 동시에 만족해야 동작한다는 점이 AND회로의 핵심이다.

문제 60
자동제어계의 요소에 일정 진폭으로 사인파상으로 변화하는 입력을 넣고, 이에 대한 출력의 진폭과 위상의 편차를 조사함으로써 요소의 성질을 알 수 있는 방법은?
1상태공간법
2위상평면법
3주파수응답법
4공정속도분석법
정답 및 해설

일정한 진폭의 사인파 입력을 넣고 출력의 진폭·위상 편차를 조사해 요소의 특성을 파악하는 방법을 주파수응답법이라 한다.

상태공간법은 시간영역에서 상태변수로 시스템 거동을 표현하는 해석법이고, 위상평면법은 비선형계의 궤적을 평면상에 나타내는 방법이라 사인파 응답을 직접 측정하는 접근과는 다르다.

시험지 불러오는 중…
정보기기운용기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
17년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
고로 노정가스 성분 중 CO 29%, CO2 24% 일 때 CO 가스 이용률은 약 얼마인가?
115%
235%
345%
455%
문제 2
미분탄의 연소성에 영향을 미치는 요인이 아닌 것은?
1열간강도
2송풍온도
3미분탄의 입도
4미분탄의 휘발분
정답 및 해설

열간강도는 코크스의 품질을 평가하는 지표로, 미분탄(취입 미분탄)의 연소성에 영향을 미치는 요인이 아니다.

송풍온도, 미분탄의 입도, 미분탄의 휘발분은 모두 미분탄이 얼마나 잘 연소되는지를 좌우하는 요인이다.

문제 3
고로의 풍구주변은 고온이므로 풍구는 수냉을 한다. 풍구의 재질로 옳은 것은?
1구리
2주철
3주강
4내열강
정답 및 해설

고로 풍구는 고온에 노출되면서도 열을 빠르게 흡수해 식혀야 하므로 열전도율이 높은 구리 재질을 사용하고 수냉 구조로 만든다.

주철·주강·내열강은 열전도율이 낮아 풍구처럼 국부적으로 고온에 시달리며 냉각이 필요한 부위에는 적합하지 않다.

문제 4
소결 성품 회수율 향상을 위한 방법이 아닌 것은?
1소결광의 파분쇄를 방지한다.
2고로에서 작은 입도의 소결광을 사용한다.
3고로 반광 체질 후 소결 상부광으로 사용한다.
4균일한 입도의 소결광을 위해 크러셔(crusher) 간격을 축소 조정한다.
정답 및 해설

크러셔(crusher) 간격을 좁혀 소결광을 잘게 부수는 것은 오히려 분(fine) 발생을 늘려 성품 회수율을 낮추므로, 회수율 향상 방법이 아니다.

다음은 모두 소결 성품 회수율을 높이는 방법에 해당한다.

  • 소결광이 이동 중 잘게 부서지는 파분쇄를 방지하는 것
  • 고로에서 작은 입도의 소결광을 사용하는 것
  • 고로 반광을 체질한 뒤 소결 상부광으로 재사용하는 것
문제 5
광재(slag)의 조성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1보통의 고로 광재에서는 염기도가 높을수록, Al2O3 가 많을수록 융점이 높아진다.
2광재량이 너무 적으면 탈황률이 저하하거나 조업이 불안정하게 된다.
3광재 중 Al2O3 양은 점성에 큰 영향을 주어 광재의 분리를 나쁘게 한다.
4광재 중 MgO 는 유동성을 저하시키고 탈황효과를 나쁘게 한다.
정답 및 해설

슬래그 중 MgO는 오히려 슬래그의 유동성을 높이고 탈황 효과를 좋게 하는 성분이므로, MgO가 유동성과 탈황효과를 나쁘게 한다는 설명은 틀렸다.

다음 설명들은 모두 옳다.

  • 염기도가 높고 Al₂O₃가 많을수록 슬래그의 융점이 높아진다.
  • 슬래그량이 너무 적으면 탈황률이 낮아지고 조업이 불안정해진다.
  • 슬래그 중 Al₂O₃가 많으면 점성이 커져 슬래그 분리가 나빠진다.
문제 6
고로의 입열 항목에 해당되는 것은?
1용선 현열
2송풍 현열
3슬래그 현열
4노정가스 현열
정답 및 해설

고로 열정산에서 입열 항목에 해당하는 것은 송풍 현열이다.

용선 현열, 슬래그 현열, 노정가스 현열은 모두 노 밖으로 빠져나가는 출열 항목으로 분류된다.

문제 7
고로조업에서 고압조업의 효과로 옳은 것은?
1연진을 증가시킨다.
2출선량을 감소시킨다.
3코크스비를 증가시킨다.
4노황 불안정에 대한 방지효과가 있다.
정답 및 해설

고로의 고압조업은 노 내 가스 유속을 낮춰 노황 불안정을 방지하는 효과가 있다.

나머지 설명은 모두 실제와 반대된다.

  • 고압조업은 연진 발생을 증가시키는 것이 아니라 감소시킨다.
  • 고압조업은 출선량을 감소시키는 것이 아니라 증가시킨다.
  • 고압조업은 코크스비를 증가시키는 것이 아니라 감소시킨다.
문제 8
다음 중 소결공정의 순서로 옳은 것은?
1원료절출 → 혼합 및 조립 → 점화 → 원료장입 → 1차파쇄 및 선별 → 소결 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
2원료절출 → 혼합 및 조립 → 원료장입 → 점화 → 소결 → 1차파쇄 및 선별 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
3혼합 및 조립 → 원료절출 → 원료장입 → 점화 → 냉각 → 소결 → 1차파쇄 및 선별 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
4혼합 및 조립 → 원료장입 → 원료절출 → 소결 → 점화 → 1차파쇄 및 선별 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입
정답 및 해설

소결공정은 원료절출과 혼합·조립 이후 소결기에 원료를 장입하고 점화하여 소결을 진행한 뒤, 1차파쇄·선별과 냉각, 2차파쇄·선별을 거쳐 저장 후 고로에 장입하는 순서로 진행된다.

정리하면 원료절출 → 혼합 및 조립 → 원료장입 → 점화 → 소결 → 1차파쇄 및 선별 → 냉각 → 2차파쇄 및 선별 → 저장 후 고로장입 순이다.

문제 9
고로 노정 가스 성분 중 CO/CO2 에 대한 설명으로 틀린 것은?
1CO/CO2 의 값이 작을수록 코크스 비가 낮게 된다.
2CO/CO2 의 값은 제강용 선철 제조시에는 약 1.2~1.7정도이다.
3CO/CO2 의 값을 작게 하기 위해서는 광석의 간접 환원율을 낮추어야 한다.
4코크스의 반응성이 낮을수록 carbon solution이 적어져서 CO/CO2 이 낮아진다.
정답 및 해설

CO/CO₂ 값을 낮추려면 광석의 간접환원율을 오히려 높여야 하므로, "간접환원율을 낮추어야 한다"는 설명은 반대로 틀렸다.

간접환원 반응 FeO+CO→Fe+CO2\mathrm{FeO} + \mathrm{CO} \rightarrow \mathrm{Fe} + \mathrm{CO_2}이 많이 일어날수록 CO가 CO₂로 더 많이 전환되어 CO/CO₂ 비가 작아지고 코크스비도 낮아진다.

CO/CO₂ 값이 제강용 선철 제조 시 약 1.2~1.7 수준이며, 코크스 반응성이 낮을수록 CO/CO₂가 낮아진다는 나머지 설명은 옳다.

문제 10
고로 조업에서 코크스의 역할에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열원의 역할
2환원제의 역할
3슬래그 조성재의 역할
4고로 내의 통기성 확보 역할
정답 및 해설

코크스는 고로에서 열원, 환원제, 통기성 확보용 골격재 역할을 하지만, 슬래그를 이루는 조성 성분의 역할은 하지 않는다.

슬래그는 주로 맥석성분과 석회석 등 용제가 반응해 만들어지는 것이지, 코크스가 슬래그의 구성 성분이 되는 것은 아니다.

문제 11
고로 제철에서 사용되는 용제(flux) 중 염기성 물질이 아닌 것은?
1규석
2석회석
3백운석
4마그네시아
정답 및 해설

규석(SiO₂)은 산성 물질이므로, 고로 제철에서 사용하는 염기성 용제에 해당하지 않는다.

석회석, 백운석, 마그네시아는 모두 CaO·MgO 계열의 염기성 용제로 슬래그의 염기도를 높이는 데 사용된다.

문제 12
코크스 특수제조법 중 비점결탄 또는 약점결탄을 주원료로 하며 냉간 또는 열간에서 석탄을 가압 제조한 후 고온에서 코크스화하는 방법은?
1배소법
2오일링법
3스템핑법
4성형 코크스법
정답 및 해설

비점결탄이나 약점결탄을 냉간 또는 열간에서 가압 성형한 뒤 고온에서 코크스화하는 방법은 성형 코크스법이다.

배소법, 오일링법, 스템핑법은 각각 다른 방식의 코크스 제조·처리 기술로, 이러한 가압 성형-고온 코크스화 공정과는 다르다.

문제 13
장입물이 용해해서 미환원의 철, 규소 등이 직접 환원되는 부분이며, 장입물의 용적 축소와 강하 속도를 낮추어 반응이 충분히 이루어 지도록 하기 위해 원뿔형으로 되어 있는 부분은?
1노구
2노복
3노상
4보시
정답 및 해설

장입물이 녹으면서 미환원 철·규소 등이 직접환원되고, 부피 축소에 맞춰 강하속도를 늦추도록 원뿔형으로 만들어진 부분은 보시(bosh)이다.

노구는 장입구, 노복은 가장 넓은 몸통부, 노상은 용선과 슬래그가 고이는 최하부로, 보시와는 위치와 형태·기능이 다르다.

문제 14
코렉스(corex) 공정에서 장입되는 괴광의 철광석과 부원료가 상승 중인 고온 환원성 가스와 접촉하는 설비는?
1용융 가스화로
2샤프트형 환원로
3멜팅 스테이지(melting stage)
4히팅 스테이지(heating stage)
정답 및 해설

코렉스(COREX) 공정에서 괴광 철광석과 부원료가 상승하는 고온 환원성 가스와 접촉해 환원되는 설비는 샤프트형 환원로이다.

용융가스화로는 환원철을 최종적으로 용융시키고 환원가스를 만들어내는 설비로, 가스와 광석이 접촉하며 예비환원이 이루어지는 샤프트형 환원로와는 역할이 다르다.

문제 15
고로 내 장입물 분포제어 기술의 3개 기능과 관계없는 것은?
1통기성
2열교환
3소결성
4환원반응
정답 및 해설

소결성은 노내 장입물 분포제어의 3대 기능에 속하지 않는다.

장입물 분포제어 기술은 노정에서의 장입 패턴을 통해 통기성 확보, 가스와 장입물 사이의 열교환 효율 향상, 환원반응 촉진이라는 세 가지 기능을 갖는다.

소결성은 소결광 제조 단계에서 원료의 물리적 품질을 나타내는 지표로, 고로 내 분포제어 기능과는 별개의 개념이다.

문제 16
야드 설비 중 하역설비가 아닌 것은?
1Unloader
2Stacker
3Reclaimer
4Train Hopper
정답 및 해설

Reclaimer는 하역설비가 아니라 야적장에 쌓인 원료를 퍼내어 사용 공정으로 보내는 불출설비이다.

Unloader는 선박에서 원료를 내리고, Stacker는 그 원료를 야적장에 쌓으며, Train Hopper는 열차로 반입된 원료를 받아 내리는 설비로, 모두 원료를 받아들이고 쌓는 하역 계통에 속한다.

반면 Reclaimer는 이미 쌓여 있는 원료를 다시 퍼내 후공정으로 보내는 역할이므로 하역설비와는 기능이 구분된다.

문제 17

다음 설명에서 A, B 각각에 들어갈 말로 알맞은 것은?

코크스로에서 ( A )은 석탄을 건류시키는 설비이고, ( B )은 연소 폐가스의 여열을 이용하기 위한 설비이다.

1A: 축열실, B: 연소실
2A: 연소실, B: 축열실
3A: 탄화실, B: 연소실
4A: 탄화실, B: 축열실
정답 및 해설

석탄을 건류하는 곳은 탄화실, 연소 폐가스의 여열을 회수하는 곳은 축열실이다.

코크스로는 탄화실과 연소실이 번갈아 배치되고 그 아래에 축열실이 놓인다. 장입된 석탄은 탄화실에서 공기를 차단한 채 가열돼 코크스가 된다.

연소실에서 나온 고온 폐가스는 축열실의 벽돌에 열을 저장했다가 다음 사이클의 공기와 연료가스를 예열하는 데 쓰이며, 연소실 자체는 열을 만드는 곳이지 여열을 회수하는 설비가 아니다.

문제 18
고로 장입 철광석 중 피환원성이 양호한 조건을 가진 철광석의 성질은?
1기공률이 높고, 산화도와 입도가 작고, Fayalite가 적을 것
2기공률, 산화도가 높고, 입도가 작고, Fayalite가 적을 것
3기공률, 산화도가 높고, 입도가 작고, Ilmenite가 많을 것
4기공률, 입도가 높고, 산화도가 낮고, Ilmenite가 많을 것
정답 및 해설

피환원성이 좋은 철광석은 기공률과 산화도가 높고, 입도가 작으며, Fayalite 함량이 적은 성질을 가진다.

기공률이 높을수록 환원 가스가 광석 내부까지 침투하기 쉽고, 산화도가 높을수록 환원되기 쉬운 형태이며, 입도가 작으면 반응 표면적이 넓어져 환원속도가 빨라진다.

저융점 규산철 화합물인 Fayalite가 많으면 광석 표면이 치밀해져 환원을 방해하므로 그 함량이 적어야 유리하다.

문제 19
코크스로의 소비열량 감소방법이 아닌 것은?
1압출 시간을 증가시킨다.
2Flue 온도가 균일하게 분포되도록 한다.
3돌발 감산방지로 작업을 균일화시킨다.
4장입량을 균일화하고, 내부는 평형 장입시킨다.
정답 및 해설

압출 시간을 늘리는 것은 코크스로의 소비열량을 줄이는 방법이 아니다.

압출 시간이 길어지면 그만큼 노의 회전율(단위 시간당 압출 횟수)이 떨어져 생산량당 열손실이 오히려 늘어난다.

Flue 온도의 균일한 분포, 돌발 감산 방지를 통한 작업 균일화, 장입량을 균일화한 평형 장입은 모두 불필요한 열손실을 줄여 소비열량을 낮추는 조치이다.

문제 20
믹서(MIXER)에서 소결원료에 수분을 첨가하는 목적으로 틀린 것은?
1미분조립에 의하여 소결층 내 통기성을 향상시킨다.
2소결층 내의 온도구배를 개선하여 열효율을 높여준다.
3소결 주배가스 온도를 상승시켜 현열 회수량을 높여준다.
4건조대 직하에 수분포화 습윤대를 만들어 더스트(dust)를 흡착시켜 줌으로써 더스트 비산을 방지한다.
정답 및 해설

믹서에서 수분을 첨가한다고 해서 소결 배가스 온도가 상승하는 것은 아니므로 이 설명은 틀렸다.

수분 첨가는 미분을 조립화하여 소결층의 통기성을 높이고, 층 내 온도구배를 개선해 열효율을 향상시키며, 건조대 아래에 습윤대를 형성해 더스트 비산을 막는 효과가 있다.

다만 수분이 증발하는 데 열을 흡수하므로 배가스의 현열은 오히려 낮아지는 방향으로 작용하며, 배가스 온도 상승·현열 회수량 증대와는 반대되는 결과를 가져온다.

문제 21
샤프트 직접환원로용 철광석-저온 환원지수 및 금속화도 측정(KSE ISO 11257)에서 환원분해 지수(RDI)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, m0: 체가름된 환원된 시험재료의 질량[gl] (분진채집기안에 모아진 재료 포함), m1: 10mm 체로 보유된 환원 시험시료 양[g], m2: 3.15mm 체로 보유된 환원 시험시료 양[g]이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

RDI는 체를 통과해 빠져나간 분화분의 비율이므로 (m0 − (m1 + m2)) ÷ m0 로 구한다.

환원한 시험재료 전량 m0에서 10mm 체에 남은 m1과 3.15mm 체에 남은 m2를 빼면 3.15mm 체를 통과한 미분량이 되고, 이를 전량으로 나눠 백분율로 나타낸 것이 환원분해 지수다.

두 체의 잔량은 더해서 빼야 할 값이라 곱으로 묶은 식은 성립하지 않고, 분모를 잔량 합으로 두면 전량 대비 분화율이 아니라 잔량 대비 비율이 되어 정의에서 벗어난다.

문제 22
고로 내 황(S)의 성분을 낮추는 방법으로 틀린 것은?
1광석량을 줄인다.
2송풍습도를 낮춘다.
3송풍량을 감하여 조업속도를 떨어뜨린다.
4석회석 양을 줄이고 염기도를 낮춘다.
정답 및 해설

석회석 양을 줄이고 염기도를 낮추는 것은 오히려 노내 황 성분을 높이는 방향이므로 탈황 방법이 될 수 없다.

황은 슬래그 중의 CaO와 결합해 CaS 형태로 제거되므로 염기도를 높여야 탈황 반응이 촉진된다.

광석 사용량을 줄이거나 송풍습도를 낮추고 조업속도를 늦추는 것은 황 함유 원료의 투입을 줄이거나 반응 조건을 유리하게 만들어 선철 중 황 함량을 낮추는 데 도움이 된다.

문제 23
원료의 부족 또는 설비상 사고로 1개월 이상 휴지하고 문제를 해결한 다음 조업에 들어갈 수 있게 하는 작업은?
1종풍
2소화
3휴풍
4뱅킹
정답 및 해설

원료 부족이나 설비 사고로 1개월 이상 장기간 노를 정지했다가 문제 해결 후 재조업하는 작업을 뱅킹(banking)이라 한다.

뱅킹은 노체와 내용물을 보존한 상태로 장기간 휴지시켜 재가동을 가능하게 하는 조치로, 수 시간 단위의 일시적 정지인 휴풍이나 노를 완전히 폐쇄하는 종풍·소화와는 구분된다.

문제 24
고로에서 가스 청정설비가 아닌 것은?
1권양기
2전기집진기
3제진기(Dust Catcher)
4벤츄리 스크러비(Venturi Scrubber)
정답 및 해설

권양기는 원료나 장입물을 끌어올리는 운반용 설비로, 가스 청정설비에 해당하지 않는다.

고로 노정에서 발생한 노정가스는 제진기(Dust Catcher)에서 조립 더스트를 1차 제거한 뒤 벤츄리 스크러버에서 습식 세정을 거치고, 전기집진기로 미세 더스트를 최종 제거하는 순서로 청정화된다.

문제 25
축류 송풍기에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저속회전에 적합하다.
2설치 면적이 크고 비용이 많이 든다.
3풍압 변동에 대한 정풍량 운전이 용이하다.
4터보 송풍기에 비하여 압축된 유체의 통로가 단순하고 길다.
정답 및 해설

축류 송풍기는 풍압 변동에도 정풍량 운전이 용이하다는 특징을 가진다.

축류 송풍기는 저속이 아니라 고속회전에 적합하고, 구조가 단순하여 설치 면적과 비용이 터보 송풍기보다 작다는 장점이 있다.

또한 유체가 축 방향으로 곧게 흐르므로 터보 송풍기에 비해 압축된 유체의 통로가 단순하고 짧다는 점도 특징이다.

문제 26
풍구손상이 발생하였을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?
1풍구 주변부의 누수
2냉입 사고의 발생률 감소
3노정가스 중의 수소함량 급상승
4풍구 냉각배수 중의 노 내 가스 혼입
정답 및 해설

풍구가 손상되면 냉각수가 노 안으로 유입될 위험이 커져 오히려 냉입 사고의 발생률이 증가하므로, 발생률이 감소한다는 설명은 틀렸다.

풍구 손상 시에는 풍구 주변부에서 누수가 발생하고, 냉각수 배관을 통해 노 내 가스가 역류해 혼입되며, 이 과정에서 노정가스 중 수소 함량이 급상승하는 현상이 나타난다.

문제 27
분쇄입도에 영향을 주는 요인과 석탄에 관해 설명한 것 중 옳은 것은?
1H.G.I 가 작으면 파쇄하기 어렵다.
2수분이 많으면 파쇄하기 쉽다.
3휘탄부는 파쇄하기 어렵고, 암탄부는 쉽다.
4분쇄 전 석탄입도가 크면 분쇄 후 입도는 작다.
정답 및 해설

H.G.I(Hardgrove Grindability Index)가 작을수록 석탄이 단단하다는 의미이므로 파쇄하기 어렵다.

반대로 수분이 많은 석탄은 입자끼리 뭉쳐 분쇄기 내부를 막히게 하므로 오히려 파쇄가 어려워지고, 조직이 무른 휘탄부가 단단한 암탄부보다 더 쉽게 파쇄된다.

또한 분쇄 전 입도가 크다고 해서 분쇄 후 입도가 반드시 작아지는 것은 아니며, 분쇄 후 입도는 분쇄 조건과 석탄 성상에 따라 달라진다.

문제 28
코크스의 건류온도가 일정할 때 탄화시간이 가장 긴 것은?
1노폭 350mm
2노폭 400mm
3노폭 450mm
4노폭 500mm
정답 및 해설

건류온도가 일정할 때 코크스의 탄화시간은 노폭이 넓을수록 길어지므로, 제시된 조건 중 노폭 500mm일 때 탄화시간이 가장 길다.

탄화는 노벽에서 중심부를 향해 열이 전달되며 진행되므로, 노폭이 넓어질수록 중심부까지 열이 도달하는 데 걸리는 시간이 늘어난다.

문제 29
고로 내벽의 내화제 구비조건이 아닌 것은?
1마모에 강할 것
2열전도율이 클 것
3화학적 부식에 강할 것
4고온에서 상당한 내압력을 가질 것
정답 및 해설

고로 내벽 내화재는 노 외부로의 열손실을 막기 위해 열전도율이 작아야 하므로, 열전도율이 클 것이라는 조건은 옳지 않다.

내화재는 마모와 화학적 부식에 강하고 고온에서도 충분한 내압력을 가져야 하지만, 단열 성능을 위해서는 열전도율이 낮은 재질이 요구된다.

문제 30
고로에서 장입물 강하가 일시 정지되는 걸림 현상 중 고로하부 걸림 현상과 관련 있는 것은?
1장입물 분포불량
2환원분화성이 높음
3용융물의 점성이 높음
4분율이 높은 코크스 장입
정답 및 해설

고로 하부의 걸림(행잉) 현상은 주로 용융물(슬래그·선철)의 점성이 높아져 액상의 흐름이 나빠지는 것과 관련이 있다.

장입물 분포 불량, 환원분화성이 높은 광석, 분율이 높은 코크스 장입 등은 주로 노 상부에서 가스 통기성을 저해해 걸림을 일으키는 원인으로, 하부 걸림과는 발생 위치가 다르다.

문제 31
철광석의 특성 및 화학적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
1노 내에서 환원하지 않는 성분으로는 Na2O, K2O 등이 있다.
2철광석의 평가기준은 TㆍFe 함량이 높고 불순물이 적어야 한다.
3Al2O3 는 유동성이나 용융성에 큰 영향을 주기 때문에 약 15% 이내로 하는 것이 좋다.
4Zn 은 노 내에서 증발하여 노벽을 보호하므로 많은 양을 첨가하여 사용한다.
정답 및 해설

Zn(아연)은 노 내에서 증발했다가 노벽 부근에서 다시 응축·석출되어 노벽을 손상시키고 내화물 박리를 일으키는 유해 성분이므로, 노벽을 보호하거나 많은 양을 첨가해 사용한다는 설명은 틀렸다.

Na2O, K2O와 같은 알칼리 성분은 노 내에서 환원되지 않는 성분으로 분류되고, Al2O3는 슬래그의 유동성과 용융성에 큰 영향을 주므로 일정 비율 이하로 관리되어야 하며, T·Fe 함량이 높고 불순물이 적은 광석이 우수한 광석으로 평가된다.

문제 32
고로의 설비 관리 중 열량 부족 시 나타나는 현상이 아닌 것은?
1S 의 함유량이 증가한다.
2슬래그의 염기도가 저하한다.
3용선 중의 Si 및 Ti가 증가한다.
4용선 및 슬래그의 유동성이 저하한다.
정답 및 해설

노내 열량이 부족한 조업에서는 Si, Ti의 환원에 높은 온도가 필요하므로 용선 중 Si 및 Ti 함량은 오히려 감소하며, 증가한다는 설명은 틀렸다.

열량이 부족하면 탈황이 불충분해져 S 함유량은 증가하고, 규소의 환원이 억제되어 SiO2가 슬래그에 그대로 남으므로 염기도(CaO/SiO2)가 저하한다.

또한 온도가 낮아지면서 용선과 슬래그 모두 유동성이 저하되는 경향을 보인다.

문제 33
다음 중 펠리트(pellet)의 소성방식이 아닌 것은?
1Bucket 식
2Grate kiln 식
3Shaft furnace 식
4Traveling grate 식
정답 및 해설

Bucket식은 원료나 제품을 담아 옮기는 운반·하역 방식의 명칭으로, 펠릿을 굽는(소성하는) 방식이 아니다.

펠릿의 소성방식에는 이동 화격자에서 건조·예열한 뒤 회전로에서 소성하는 Grate kiln식, 수직로 안에서 소성하는 Shaft furnace식, 이동식 화격자 위에서 건조·예열·소성을 모두 처리하는 Traveling grate식이 있으며 이들이 실제 산업에서 쓰이는 소성 공정이다.

문제 34
흑체로부터의 복사신 가운데 가시 광선만을 이용하는 온도계는?
1광고온계
2저항 온도계
3방사 온도계
4팽창 온도계
정답 및 해설

흑체 복사 중 가시광선 영역의 밝기만을 표준 필라멘트와 비교하여 온도를 측정하는 것이 광고온계이다.

저항 온도계는 금속의 전기저항 변화를, 방사 온도계는 전체 파장대의 복사에너지를, 팽창 온도계는 물질의 열팽창을 이용하는 방식으로 가시광선만을 이용하는 광고온계와는 측정 원리가 다르다.

문제 35
슬립(slip)이나 걸림(hanging)을 방지하기 위한 방법이 아닌 것은?
1분광을 다량 중심부에 장입한다.
2장입물의 입도분포를 균일화한다.
3분코크스(cokes)의 장입을 피한다.
4열균열성 광석이나 점착성 광석의 장입량을 감소시킨다.
정답 및 해설

분광(가는 입도의 광석)을 중심부에 다량 장입하면 중심부의 통기성이 나빠져 오히려 슬립이나 걸림을 유발하므로, 이는 방지 방법이 될 수 없다.

장입물의 입도분포를 균일화하고, 분코크스의 장입을 피하며, 열균열성이나 점착성이 강한 광석의 장입량을 줄이는 것은 모두 노 내 통기성을 확보해 슬립·걸림을 막는 방향의 조치이다.

문제 36
고로 내 반응으로 간접환원 반응에 해당하는 것은?
13Fe2O3 + C ⇆ 2Fe3O4 + CO
2Fe3O4 + CO ⇆ 3FeO + CO2
3Fe3O4 + C ⇆ 3FeO + CO
4FeO + C ⇆ Fe + CO
정답 및 해설

간접환원은 고체 탄소가 아니라 CO 가스에 의해 산화철이 환원되는 반응으로, Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2\mathrm{Fe_3O_4} + \mathrm{CO} \rightleftharpoons 3\mathrm{FeO} + \mathrm{CO_2} 반응이 이에 해당한다.

이 반응은 환원제가 CO 가스이고 생성물이 CO2 가스여서 고체 탄소가 직접 소모되지 않는 것이 특징이다.

반면 FeO+C⇌Fe+CO\mathrm{FeO} + \mathrm{C} \rightleftharpoons \mathrm{Fe} + \mathrm{CO}처럼 고체 탄소(C)가 직접 반응물로 참여하는 경우는 직접환원에 해당한다.

문제 37
선광법 중 미분상의 두 가지 다른 광물을 수중에서 기포에 부착시켜 분리하는 방법은?
1수세 선광법
2자력 선광법
3부유 선광법
4팽창 선광법
정답 및 해설

미분 상태의 서로 다른 광물을 수중에서 기포에 부착시켜 분리하는 방법은 부유 선광법(부유선광)이다.

물에 뜨는 성질(부유성)의 차이를 이용해 원하는 광물 입자만 기포 표면에 붙여 떠오르게 한 뒤 걷어내는 방식으로, 비중 차이를 이용하는 수세 선광법이나 자성을 이용하는 자력 선광법과는 분리 원리가 다르다.

문제 38
고로에서 장입물의 변화 상황 중 침탄(가탄)층의 온도로 적합한 것은?
1200 ~ 500℃
2500 ~ 800℃
3800 ~ 1200℃
41200 ~ 1500℃
정답 및 해설

고로 내 장입물이 강하하며 변화하는 과정에서 침탄(가탄)대는 대략 800~1200℃ 구간에 형성된다.

환원되어 해면철 상태가 된 철은 이 온도구간에서 코크스 및 CO 가스로부터 탄소를 흡수하며, 탄소를 흡수할수록 철의 융점이 낮아져 이후 더 높은 온도의 융착대에서 연화·용융이 진행될 수 있게 된다.

문제 39
고로의 내용적을 옳게 설명한 것은?
1풍구 수준면에서 장입기준선까지의 용적이다.
2풍구 수준면에서 노구상단까지의 용적이다.
3노저에서 장입기준선까지의 용적이다.
4노저에서 상단까지의 용적이다.
정답 및 해설

고로의 내용적은 노저에서 장입기준선까지의 용적으로 정의된다.

장입기준선(스톡라인)은 장입물이 쌓이는 최상단 기준면을 말하며, 그 아래부터 노 바닥까지의 공간이 실제로 원료와 코크스가 반응하며 채워지는 유효 용적이 된다.

문제 40
코크스 제조과정 중 화락 시간에 영향을 미치는 요인이 아닌 것은?
1장입탄량
2장입탄의 수분
3공급 가스의 열량
4장입탄의 TI(Total Inerts)
정답 및 해설

장입탄의 TI(Total Inerts)는 석탄 조직 중 비활성 성분의 비율을 나타내는 지표로, 주로 코크스의 강도나 품질에 영향을 미치며 화락시간 자체를 결정하는 요인은 아니다.

장입탄량, 장입탄의 수분, 공급 가스의 열량은 모두 탄화에 필요한 열이 코크스 케이크 내부까지 도달하는 시간에 직접 영향을 주므로 화락시간을 좌우하는 요인이다.

문제 41
고로 장입설비 중 two bell type에 구성되어 있는 것이 아닌 것은?
1스키머
2선회 슈트
3균배압 장치
4벨 개폐장치
정답 및 해설

스키머(skimmer)는 출선 대탕도에서 비중 차를 이용해 선철과 슬래그를 갈라내는 출선설비의 부품으로, 장입설비인 two bell type의 구성요소가 아니다.

two bell type 장입설비는 대종·소종을 여닫는 벨 개폐장치, 장입 과정에서 노정 가스압을 맞춰 주는 균압(균배압) 장치, 장입 위치를 돌려가며 분포를 조절하는 선회 슈트 등으로 구성된다.

문제 42
고로에서의 송풍은 출선량과 선철의 품질을 좌우하는 중요한 인자가 된다. 복합 송풍과 관계 없는 것은?
1고온 송풍
2연료취입
3조습 송풍
4산소부화 송풍
정답 및 해설

고온 송풍은 열풍로에서 데운 바람을 공급하는 기본적인 송풍 방식 자체이며, 이를 기본으로 추가 기술을 결합하는 복합 송풍의 범주에는 포함되지 않는다.

연료취입, 조습 송풍, 산소부화 송풍은 기본 열풍에 연료나 수분, 산소 등을 추가로 결합하는 방식으로, 여러 요소를 함께 사용한다는 의미에서 복합 송풍으로 분류된다.

문제 43
워크 샘플링에 관한 설명 중 틀린 것은?
1워크 샘플링은 일명 스냅리딩(Snap Reading)이라 불린다.
2워크 샘플링은 스톱워치를 사용하여 관측대상을 순간적으로 관측하는 것이다.
3워크 샘플링은 영국의 통계학자 L.H.C.Tippet가 가동률 조사를 위해 창안한 것이다.
4워크 샘플링은 사람의 상태나 기계의 가동상태 및 작업의 종류 등을 순간적으로 관측하는 것이다.
정답 및 해설

워크 샘플링은 스톱워치를 사용하지 않고 무작위 시점에 순간적으로 관측 대상을 관찰하는 통계적 방법이므로, 스톱워치를 사용한다는 설명은 틀렸다.

워크 샘플링은 스냅 리딩(Snap Reading)이라고도 불리며, 영국의 통계학자 L.H.C. Tippett가 가동률 조사를 위해 고안한 기법으로, 사람이나 설비의 작업 상태를 순간적으로 관측해 비율을 추정한다.

문제 44
설비배치 및 개선의 목적을 설명한 내용으로 가장 관계가 먼 것은?
1재공품의 증가
2설비투자 최소화
3이동거리의 감소
4작업자 부하 평준화
정답 및 해설

설비배치 및 개선의 목적은 재공품(WIP)을 줄이는 것이지 늘리는 것이 아니므로, 재공품의 증가는 가장 관계가 먼 항목이다.

설비투자를 최소화하고, 자재나 작업자의 이동거리를 줄이며, 작업자 간 부하를 평준화하는 것이 설비배치 개선이 추구하는 대표적인 목적이다.

문제 45
부적합품률이 20%인 공정에서 생산되는 제품을 매시간 10개씩 샘플링 검사하여 공정을 관리하려고 한다. 이 때 측정되는 시료의 부적합품 수에 대한 기대값과 분산을 약 얼마인가?
1기대값: 1.6, 분산: 1.3
2기대값: 1.6, 분산: 1.6
3기대값: 2.0, 분산: 1.3
4기대값: 2.0, 분산: 1.6
정답 및 해설

이 문제는 이항분포를 따르는 시료의 부적합품 수 문제로, 기대값은 2.0, 분산은 1.6이다.

시료수 n=10n=10, 부적합품률 p=0.2p=0.2일 때 기대값은 E(X)=np=10×0.2=2.0E(X) = np = 10 \times 0.2 = 2.0이다.

분산은 V(X)=np(1−p)=10×0.2×0.8=1.6V(X) = np(1-p) = 10 \times 0.2 \times 0.8 = 1.6으로 계산된다.

문제 46
검사의 종류 중 검사공정에 의한 분류에 해당되지 않는 것은?
1수입검사
2출하검사
3출장검사
4공정검사
정답 및 해설

출장검사는 검사원이 현장에 나가 검사하는지 여부, 즉 검사 장소에 따른 분류이며, 검사공정(구매~생산~출하 단계)에 따른 분류에는 해당하지 않는다.

수입검사(구입검사)는 원자재 입고 단계, 공정검사는 제조 중간 단계, 출하검사는 완제품 출고 단계에서 이루어지는 검사로, 이 세 가지가 공정 단계에 따른 대표적 분류이다.

문제 47
설비보전조직 중 지역보전(area maintenance)의 장ㆍ단점에 해당하지 않는 것은?
1현장 왕복 시간이 증가한다.
2조업요원과 지역보전요원과의 관계가 밀접해진다.
3보전요원이 현장에 있으므로 생산 본위가 되며 생산의욕을 가진다.
4같은 사람이 같은 설비를 담당하므로 설비를 잘 알며 충분한 서비스를 할 수 있다.
정답 및 해설

지역보전은 보전요원을 특정 지역·설비에 상주 또는 근접 배치하는 방식이므로 현장 왕복시간이 감소하는 것이 특징이며, 왕복시간이 증가한다는 설명은 해당하지 않는다.

지역보전은 조업요원과 보전요원의 관계가 밀접해지고, 보전요원이 현장에 상주함으로써 생산 본위의 의욕을 가지며, 같은 사람이 같은 설비를 담당해 설비에 대한 이해도와 서비스 수준이 높아진다는 장점을 가진다.

문제 48

3?법의 xˉ\bar{x} 관리도에서 공정이 관리상태에 있는데도 불구하고 관리상태가 아니라고 판정하는 제1종 과오는 약 몇 %인가?

10.27
20.54
31.0
41.2
정답 및 해설

제1종 과오는 약 0.27%이다.

공정이 관리상태일 때 타점이 정규분포를 따른다고 보면, 평균 ± 3σ 안에 들어갈 확률은 99.73%이다.

따라서 관리한계 밖으로 나가 관리이상이라고 잘못 판정할 확률은
100% − 99.73% = 0.27%(위·아래 한계 각각 0.135%)가 된다.

문제 49
다음 중 순철에 대한 설명으로 틀린 것은?
1순철의 종류로는 전해철, 카보닐철, 암코철 등이 있다.
2순철은 전연성이 풍부하며, 전기재료로도 사용된다.
3순철의 변태는 동소변태(A3, A4)와 약 210℃ 부근의 자기변태(Ao)가 있다.
4순철의 동소체로는 α-철(체심입장격자), γ-철(면심입장격자), δ-철(체심입방격자)이 있다.
정답 및 해설

약 210℃ 부근에서 나타나는 자기변태(A0A_0)는 시멘타이트(Fe3C)의 자기변태이며, 순철의 자기변태(A2A_2)는 약 768℃에서 일어나므로 이 설명은 틀렸다.

순철은 전해철, 카보닐철, 암코철 등의 종류가 있고 전연성이 풍부해 전기재료로도 쓰이며, α-철(체심입방격자), γ-철(면심입방격자), δ-철(체심입방격자)의 동소체 변화(A3, A4 변태)를 갖는다는 나머지 설명은 옳다.

문제 50
열탄성계수가 좋아 고급시계, 정밀저울 등의 스프링 및 정밀기계부품에 사용되는 불변강은?
1엘린바
2두랄루민
3고망간강
4하이드로 날륨
정답 및 해설

온도에 따른 탄성계수 변화가 거의 없는 불변강 중, 고급시계·정밀저울의 스프링이나 정밀기계부품에 사용되는 것은 엘린바(Elinvar)이다.

두랄루민은 알루미늄 합금, 고망간강은 내마모성이 요구되는 부품, 하이드로날륨은 내식성 알루미늄 합금으로 각각 용도가 다르며 열탄성계수 안정성을 목적으로 하는 불변강과는 성격이 다르다.

문제 51
다음의 금속 중 비중이 가장 작은 것은?
1Mg
2Sn
3Ni
4Au
정답 및 해설

제시된 금속 중 비중이 가장 작은 것은 Mg(마그네슘)이다.

마그네슘의 비중은 약 1.7 정도로 경금속에 속하며, Sn(주석)·Ni(니켈)·Au(금)는 이보다 비중이 훨씬 커서 중금속으로 분류된다.

문제 52
0.3% 탄소강의 723℃ 직상에서의 초석 α의 양과 펄라이트 양은 각각 약 몇 % 인가? (단, 공석점은 0.8%C, α의 C 고용한계는 0.025% 이다.)
1α = 64.5, 펄라이트 = 35.5
2α = 35.5, 펄라이트 = 64.5
3α = 77, 펄라이트 = 23
4α = 23, 펄라이트 = 77
정답 및 해설

0.3%C 강을 723℃ 바로 위에서 관찰하면 초석 α는 약 64.5%, 펄라이트로 변태할 오스테나이트는 약 35.5%를 차지한다.

지렛대 법칙을 적용하면 초석 α의 비율은 0.8−0.30.8−0.025=0.50.775≈0.645\dfrac{0.8 - 0.3}{0.8 - 0.025} = \dfrac{0.5}{0.775} \approx 0.645, 즉 약 64.5%이다.

나머지 오스테나이트 비율은 0.3−0.0250.8−0.025=0.2750.775≈0.355\dfrac{0.3 - 0.025}{0.8 - 0.025} = \dfrac{0.275}{0.775} \approx 0.355로 약 35.5%이며, 이는 723℃ 아래로 냉각되면서 펄라이트로 변태한다.

문제 53
황동에서 자연균열을 방지하기 위한 대책으로 옳은 것은?
1수은 및 그 화합물과 함께 보관한다.
2암모니아나 탄산가스 분위기에서 보관한다.
3가공재를 185~260℃에서 응력제거풀림 한다.
4α+β 황동 및 β 황동에 Mn 또는 Cr 등을 첨가한다.
정답 및 해설

황동의 자연균열(계절균열)은 냉간가공 후 남은 잔류응력이 부식성 분위기와 만나 발생하는 응력부식균열이므로, 가공재를 185~260℃ 정도로 저온에서 응력제거풀림해 잔류응력을 없애는 것이 가장 확실한 대책이다.

  • 수은이나 그 화합물과 접촉·보관하면 아말감화로 균열이 오히려 촉진된다.
  • 암모니아나 탄산가스 같은 부식성 분위기에 두면 균열이 더 쉽게 일어난다.
  • Mn이나 Cr 첨가는 내식성을 보완하는 합금설계일 뿐, 이미 남아 있는 잔류응력 자체를 없애지는 못한다.

따라서 성형 직후 저온 풀림으로 응력을 제거하는 열처리가 실무에서 쓰이는 표준 대책이다.

문제 54
면심입방격자(FCC)를 갖는 금속이 아닌 것은?
1Cr
2Ag
3Ni
4Al
정답 및 해설

면심입방격자(FCC) 금속은 Ag, Ni, Al이 대표적이며, Cr(크롬)은 체심입방격자(BCC) 구조를 가져 FCC 금속에 속하지 않는다.

은·니켈·알루미늄은 상온에서 모두 조밀한 면심입방 구조를 갖는 반면, 크롬은 결정구조 자체가 달라 연성이나 가공성에서도 차이를 보인다.

문제 55
탄소강에 함유된 H2 가스가 강에 미치는 영향으로 옳은 것은?
1페라이트 중에 고용되고 적열취성이 원인이 된다.
2실온에서 충격치를 저하시켜 상온취성의 원인이 된다.
3페라이트 중에 고용되고 석출하여 강도, 경도를 증가시킨다.
4강을 여리게 하고 산이나 알칼리에 약하며, 백점(flakes)이나 헤어크랙(hair crack)의 원인이 된다.
정답 및 해설

탄소강에 고용된 수소가스는 강을 여리게 만들어 산·알칼리에 약하게 하고, 백점(flakes)이나 헤어크랙(hair crack)을 일으키는 대표적인 수소취성의 원인이다.

  • 적열취성은 황(S)이 원인이며 수소와는 관계가 없다.
  • 상온취성은 인(P)에 의한 것으로 수소의 영향이 아니다.
  • 수소는 강도·경도를 높이는 석출강화 원소가 아니라 취성을 유발하는 유해 성분이다.

그래서 수소는 불순물 개념으로 관리되며, 탈가스 처리를 통해 함량을 낮추는 것이 일반적이다.

문제 56
위험예지훈련에서 활용하는 브레인스토밍(Brain Storming)의 4원칙이 아닌 것은?
1비판 금지
2대량 발언
3수정발언 금지
4자유분방한 발언
정답 및 해설

브레인스토밍의 4원칙은 비판 금지, 자유분방한 발언, 대량 발언(질보다 양)에 더해 다른 사람의 발언을 결합·개선하는 편승발언 환영이며, "수정발언 금지"는 이 원칙에 포함되지 않는다.

  • 어떤 아이디어에도 비판을 하지 않는다.
  • 질보다 양을 추구해 가능한 많이 발언한다.
  • 형식에 얽매이지 않고 자유롭게 발언한다.

오히려 타인의 발언을 변형·결합해 새 아이디어로 발전시키는 것이 권장되므로, 발언을 수정하지 못하게 막는다는 설명은 취지에 맞지 않는다.

문제 57
사업주가 상시 분진 작업에 관련된 업무에 근로자를 종사하도록 하는 경우 알려야 하는 사항이 아닌 것은?
1작업장 및 개인위생 관리
2분진의 입자크기와 연소범위
3호흡용 보호구의 사용 방법
4분진의 발산 방지와 작업장의 환기 방법
정답 및 해설

상시 분진작업 근로자에게 알려야 하는 사항은 작업장 및 개인위생 관리, 호흡용 보호구 사용법, 분진 발산 방지와 환기 방법 등이며, 분진의 입자크기와 연소범위는 이 고지 항목에 포함되지 않는다.

연소범위는 가스·분진 폭발 위험성을 평가할 때 쓰는 개념으로, 근로자 개인의 보호·위생을 위한 고지 사항과는 성격이 다르다.

문제 58
시스템의 출력을 입력단에 되돌려 기준입력과 비교하여 그 오차가 감소되도록 동작시키는 방식은?
1플랜트(Plant)
2서보 시스템(Servo system)
3개루프 제어(Open loop control)
4되먹임 제어(Feedback control)
정답 및 해설

시스템의 출력을 입력측으로 되돌려 기준값과 비교하고 그 오차를 줄이도록 동작시키는 방식은 되먹임 제어(피드백 제어)이다.

  • 플랜트는 제어의 대상이 되는 기계·장치 자체를 가리키는 말이다.
  • 서보 시스템은 위치·자세 등을 목표값에 맞추는 피드백 제어의 한 응용 분야일 뿐 제어방식의 정의는 아니다.
  • 개루프 제어는 출력을 입력측으로 되돌리지 않고 일방적으로 동작시키는 방식이다.

따라서 출력을 되돌려 오차를 줄인다는 설명은 폐루프(닫힌 회로) 제어의 핵심 특징을 가리킨다.

문제 59
전기 회로 중 AND회로에 대한 설명으로 옳은 것은?
1입력이 여러 개 있을 때, 입력 접점의 신호 어느 하나만 들어오면 출력 측이 동작하게 되는 회로
2입력이 여러 개 있을 때, 여러 개의 입력 접점 신호가 모두 들어와야만 출력이 나타나는 회로
3입력 측에 전압이 가해지면 바로 출력 측에 신호가 나타나지 않고, 일정시간이 지나야 출력 신호가 나타나는 회로
4출려과 입력이 서로 반대되는 회로로 입력이 ON 이면 출력은 OFF, 입력이 OFF 이면 출력은 ON 이 되는 부정회로
정답 및 해설

여러 입력 접점의 신호가 모두 들어와야만 출력이 나타나는 회로가 AND회로이다.

  • 입력 중 하나만 들어와도 출력되는 것은 OR회로의 특징이다.
  • 전압이 걸린 뒤 일정 시간이 지나야 출력이 나타나는 것은 한시동작(타이머) 회로의 특징이다.
  • 입력과 출력이 반대로 움직이는 것은 NOT(부정)회로에 해당한다.

즉 다중 입력 조건을 동시에 만족해야 동작한다는 점이 AND회로의 핵심이다.

문제 60
자동제어계의 요소에 일정 진폭으로 사인파상으로 변화하는 입력을 넣고, 이에 대한 출력의 진폭과 위상의 편차를 조사함으로써 요소의 성질을 알 수 있는 방법은?
1상태공간법
2위상평면법
3주파수응답법
4공정속도분석법
정답 및 해설

일정한 진폭의 사인파 입력을 넣고 출력의 진폭·위상 편차를 조사해 요소의 특성을 파악하는 방법을 주파수응답법이라 한다.

상태공간법은 시간영역에서 상태변수로 시스템 거동을 표현하는 해석법이고, 위상평면법은 비선형계의 궤적을 평면상에 나타내는 방법이라 사인파 응답을 직접 측정하는 접근과는 다르다.