[제선기능장 필기] 16년 1회차
제선기능장 필기 기출문제

16년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

16년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
산소부화송풍의 효과에 대한 설명으로 틀린 것은?
1노내의 가스속도가 증가한다.
2단위 시간당 출선량은 증가한다.
3보시(bosh)가스의 농도가 크게 된다.
4풍구 앞 연소대의 온도를 상승시킨다.
정답 및 해설

산소부화송풍은 송풍 중 질소 비율을 줄이는 방식이라, 같은 풍량이라도 노내를 통과하는 가스의 총 부피가 줄어 노내 가스속도는 오히려 감소한다.

  • 보시가스의 농도(발열량)는 산소부화로 오히려 높아진다.
  • 가스량이 줄어드는 대신 연소가 집중돼 단위시간당 출선량은 늘어난다.
  • 풍구 앞 연소대의 온도는 상승한다.

즉 노내 가스량 자체가 줄어드는 효과이므로 유속이 증가한다는 설명은 실제와 반대다.

문제 2
소결광 품질이 고로조업에 미치는 영향으로 틀린 것은?
1FeO 는 소결공정에서 Coke 배합비를 많이 할수록 높아진다.
2피환원성이 좋을수록 환원분화가 일어나지 않아 분발생이 어렵고 입경이 커진다.
3낙하강도 저하시 분발생이 증가되어 로내 통기성을 저해한다.
4염기도의 변동폭이 클 경우 열손실을 초래하며 탈류능력이 저하된다.
정답 및 해설

소결광의 피환원성이 좋을수록 노내에서 환원과 함께 내부 균열(환원분화)이 더 잘 일어나 오히려 분(粉) 발생이 늘고 입경이 작아지는 경향을 보인다.

  • FeO 함량은 소결 시 코크스 배합비를 높일수록(강환원 분위기일수록) 증가한다.
  • 낙하강도가 낮아지면 이송·장입 중 분 발생이 늘어 노내 통기성을 저해한다.
  • 염기도 변동폭이 크면 조업이 불안정해져 열손실과 탈황능력 저하로 이어진다.

따라서 피환원성이 좋을수록 분 발생이 어렵다는 설명은 실제 경향과 반대다.

문제 3
열전도율이 뛰어나고 고온에서 열팽창이 거의 없어 코크스로의 탄화실, 연소실 등에 주로 사용되는 산성 내화 연와물은?
1규석질 내화물
2크로마그질 내화물
3돌로마이트질 내화물
4마그네시아질 내화물
정답 및 해설

열전도율이 높고 고온에서 열팽창이 거의 없어 코크스로의 탄화실·연소실에 쓰이는 대표적인 산성 내화물은 규석질 내화물이다.

크로마그질·돌로마이트질·마그네시아질 내화물은 모두 염기성 계열이라, 산성 분위기의 코크스로 내벽에는 적합하지 않다.

문제 4
고로 노체의 지지 형식을 기술한 것 중 틀린 것은?
1자립식은 대형 고로에 많이 적용된다.
2자립식은 노정 하중을 철탑으로 지지한다.
3철골 철피식은 소형 고로 건설을 위해 개발되었다.
4철피식은 보수 시 철피 교환이 어렵고 대형 고로에서는 채택이 어려운 방식이다.
정답 및 해설

철골철피식은 소형이 아니라 대형 고로 건설을 위해 개발된 지지 형식이다.

  • 자립식은 노정 하중을 철탑(철골)으로 지지하며 대형 고로에 많이 적용된다.
  • 철피식은 노체 철피 자체가 하중을 받는 구조라 보수 시 철피 교체가 어렵고 대형화에는 불리하다.

따라서 소형 고로용으로 개발되었다는 설명이 실제 용도와 어긋난다.

문제 5
야드(Yard) 설비 중 불출설비에 해당되는 것은?
1Stacker
2Reclaimer
3Unloader
4Belt Conveyor
정답 및 해설

야드에 쌓인 원료를 다시 퍼내 이송 공정으로 보내는 불출설비는 Reclaimer(불출기)이다.

Stacker는 원료를 야드에 쌓는 적치설비, Unloader는 선박 등에서 원료를 내리는 하역설비, Belt Conveyor는 단순 운반설비로 각각 역할이 다르다.

문제 6
고로 로체 상부에서 슬립 또는 걸림이 일어나는 원인으로 틀린 것은?
1장입물의 분포가 불량할 때
2접착성 광석이 과다 장입하였을 때
3분광 및 분코크스를 과다 장입하였을 때
4환원붕귀성의 낮은 광석을 투입하였을 때
정답 및 해설

환원붕괴성이 낮은 광석이 아니라 오히려 환원붕괴성이 높은 광석을 많이 장입했을 때 노내에서 쉽게 부서져 통기성이 나빠지고 슬립·행잉이 일어난다.

  • 장입물 분포가 불량하면 가스 흐름이 한쪽으로 치우쳐 걸림이 생긴다.
  • 접착성이 강한 광석을 과다 장입하면 덩어리가 져 통기를 막는다.
  • 분광·분코크스가 많으면 통기저항이 커져 가스 흐름이 불안정해진다.

따라서 환원붕괴성이 낮다는 표현은 실제 슬립 원인과는 반대 방향이다.

문제 7
고로에서 고압조업의 효과로 틀린 것은?
1노황이 안정된다.
2연료비가 저하된다.
3송풍량의 증가가 가능하여 생산량이 증가한다.
4노정압력이 증가함에 따라 코크스비는 증가한다.
정답 및 해설

노정압력을 높이는 고압조업을 하면 노내 가스 체류시간이 늘어 반응효율이 좋아져 코크스비는 오히려 감소한다.

  • 가스 유속이 줄어드는 만큼 노황이 안정된다.
  • 반응효율이 좋아지면서 연료비가 낮아진다.
  • 압력이 오른 만큼 송풍량을 늘릴 수 있어 생산량이 증가한다.

즉 노정압력 증가에 따라 코크스비가 증가한다는 설명은 고압조업의 실제 효과와 반대다.

문제 8
코크스로의 대형화에 따라 탄화실의 온도 분포를 균일화하기 위한 방법으로 틀린 것은?
1횡버너 사용
2연소폐가스 순환
3다단식 버너 사용
4탄화실의 크기와 벽두께의 변경
정답 및 해설

코크스로가 대형화되면 탄화실 온도를 고르게 유지하기 위해 다단식 버너 적용, 폐가스 순환, 탄화실 크기·벽두께 조정 같은 방법을 쓰며, 단순히 횡버너를 쓰는 것만으로는 온도 균일화 대책이 되지 못한다.

다단식 버너는 높이 방향 여러 지점에서 열을 나눠 공급해 상하 온도차를 줄이고, 폐가스 순환은 연소가스를 재순환시켜 국부 과열을 막으며, 탄화실 치수·벽두께 조정은 열전달 경로 자체를 개선하는 방법이다.

문제 9
고로조업 중 샤프트부의 노벽에 부착물이 생기는 현상을 방지하는 방법으로 옳은 것은?
1Na, K, Zn 함량이 많은 장입물을 장입한다.
2광석/코크스를 줄이면서 고온조업을 실시한다.
3열균열이나 환원ㆍ붕괴하기 쉬운 광석의 장입을 확대한다.
4통기분포가 불균일한 조업을 통해 노벽 부착물의 낙하를 유도한다.
정답 및 해설

샤프트부 노벽에 부착물이 쌓이는 것을 막으려면 광석 대비 코크스 비율을 늘리면서(광석/코크스를 줄이면서) 고온으로 조업해 부착이 굳기 전에 녹여 내리는 것이 효과적이다.

  • Na·K·Zn 같은 성분이 많은 장입물은 오히려 노벽 부착을 일으키는 원인이 된다.
  • 열균열이나 환원붕괴가 잘 되는 광석을 늘리면 분화가 심해져 부착이 더 심해진다.
  • 통기를 일부러 불균일하게 하는 것은 노황을 불안정하게 만들어 권장되지 않는다.

즉 부착물이 생기기 어려운 조업조건을 선택하는 것이 핵심 대책이다.

문제 10
석탄 건류가 끝나고 코크스화 최종 진행 과정에서 화락 시간이 있다. 이 화락 시간에 영향을 주는 인자로 틀린 것은?
1장입 석탄량
2폐 가스의 발생량
3장입 석탄의 전수분
4공급 연료의 발열량
정답 및 해설

화락시간은 장입 석탄량, 석탄의 전수분, 공급 연료의 발열량처럼 투입 조건에 좌우되며, 폐가스 발생량은 그 결과로 나타나는 값이라 화락시간을 결정짓는 인자로 보지 않는다.

장입탄이 많거나 수분이 많으면 건류에 더 오랜 시간이 걸리고, 연료발열량이 낮으면 가열 속도가 떨어져 화락시간이 늘어나는 식으로 각 조건이 직접 시간에 영향을 준다.

문제 11
주물용선의 Si를 많이 함유하고, Mn을 적게 함유하도록 한다. 이 때 배합상 고려사항으로 틀린 것은?
1일정량의 코크스량에 대하여 광석 장입량을 적게 한다.
2장입물의 로내강하 시간을 늦추어 조업도를 약간 낮춘다.
3광재의 염기도를 약간 낮게 한다. 즉, 산성으로 하여 Mn의 환원을 촉진시킨다.
4고온조업이므로 선철 중에 들어가는 금속원소의 환원율을 높게 생각하여 광석배합을 한다.
정답 및 해설

주물용선은 Si를 높이고 Mn을 낮춰야 하므로 광재 염기도를 다소 낮춰 산성으로 가져가는 것 자체는 맞지만, 산성 슬래그에서는 MnO가 SiO₂와 결합해 활량이 떨어져 Mn의 환원이 오히려 억제된다. 따라서 산성으로 해서 Mn의 환원을 촉진시킨다는 서술은 사실과 반대이고, Mn을 적게 하려는 목적과도 어긋난다.

  • 일정량의 코크스에 대해 광석 장입량을 줄이면 고온·강환원 분위기가 되어 Si 환원에 유리하다.
  • 장입물의 노내 강하를 늦춰 조업도를 약간 낮추면 체류시간이 늘어 Si 환원이 촉진된다.
  • 고온조업에서는 선철로 들어가는 금속원소의 환원율이 높아지므로 이를 감안해 광석을 배합한다.

정리하면 염기도를 낮추는 조작은 Si 환원을 돕고 Mn 환원을 억제하는 방향이므로, 촉진시킨다는 설명이 틀렸다.

문제 12
다음 중 소결광의 조직이 아닌 것은?
1헤마타이트
2마그네타이트
3보크사이트
4칼슘실리케이트
정답 및 해설

소결광을 이루는 대표 조직은 헤마타이트·마그네타이트 같은 철산화물과 칼슘실리케이트계 결합상이며, 보크사이트는 알루미늄 제련용 원료 광물이지 소결광 조직이 아니다.

헤마타이트·마그네타이트는 소결 과정에서 만들어지는 철산화물 결정이고, 칼슘실리케이트는 맥석성분과 석회석이 반응해 생기는 결합상으로 소결광의 강도를 좌우한다.

문제 13
고로용 코크스는 능률적인 고로조업을 할 수 있도록 품질이 안정되어야 하는데 이를 만족하기 위한 제약조건으로 볼 수 없는 것은?
1건류온도, 건류속도, 석탄입도 등의 코크스로 조업상의 제약
2코크스 강도, 회분, 황분의 유지 및 변동방지를 위한 고로 조업상의 제약
3열풍생산과 원활한 풍압, 풍속을 얻기 위한 열풍로 조업상의 제약
4강점탄의 적절한 배합에 따른 양질의 코크스 생산을 위한 원료석탄 수급상의 제약
정답 및 해설

고로용 코크스의 품질 안정을 위한 제약은 코크스로·고로 조업과 원료탄 수급 쪽에서 나오며, 열풍로의 풍압·풍속 조업 제약은 코크스 자체 품질과는 별개의 조건이다.

  • 건류온도·건류속도·석탄입도는 코크스로 조업이 지켜야 할 제약이다.
  • 코크스 강도·회분·황분을 일정하게 유지하는 것은 고로 조업 측에서 요구하는 제약이다.
  • 강점탄을 적절히 배합해 양질의 코크스를 만들려면 원료탄 수급 여건이 뒷받침돼야 한다.

반면 열풍 생산을 위한 풍압·풍속 조건은 열풍로 자체의 운전 조건일 뿐 코크스 품질을 규정하는 제약은 아니다.

문제 14
분광의 괴성법에 해당되지 않는 것은?
1분광석을 가압기로써 가압성형 시키는 방법
2분광석에 분코크스, 분석회석을 혼합하여 가열해서 부분 용융으로 결합시키는 방법
3소결이 곤란한 미분을 수분화 약간의 점결제를 넣어 구상화시켜 이를 소성하여 경화시키는 방법
4분광석을 웨지(wedge)로를 사용하여 불순물의 일부를 제거시키고 성분을 균일화하는 방법
정답 및 해설

웨지(wedge)로는 광석을 가열해 불순물의 일부를 날려 보내고 성분을 균일화하는 배소(roasting) 설비여서, 분광을 덩어리로 뭉치는 괴성화 방법에는 해당하지 않는다.

  • 가압기로 분광석을 눌러 성형하는 것은 브리케팅에 해당한다.
  • 분코크스·분석회석을 섞어 가열해 부분 용융으로 결합시키는 것은 소결법이다.
  • 미분을 수분과 약간의 점결제로 구상화한 뒤 소성해 굳히는 것은 펠렛화이다.

즉 웨지로 처리는 원료를 뭉치는 공정이 아니라 불순물을 제거하는 별개의 전처리 공정이다.

문제 15
다음 중 연화용융하는 석탄의 조직성분은?
1Vitrinite
2Mineral
3Inertinite
4Fusinite
정답 및 해설

석탄 조직성분 중 가열 시 연화·용융해 점결성을 나타내는 반응성 성분은 비트리나이트(Vitrinite)이다.

이너티나이트·퓨지나이트 같은 불활성 성분은 가열해도 용융되지 않고 골격 역할만 하며, 미네랄(광물질)은 유기 조직성분이 아니어서 코크스화 반응에 관여하지 않는다.

문제 16
고로의 slag-metal 간의 탈황능을 향상하기 위한 것으로 옳은 것은?
1슬래그의 염기도를 낮춘다.
2용철 중의 Si, C를 감소시킨다.
3슬래그 중 산소이온의 활량을 작게 한다.
4교반 및 욕온상승으로 활량비를 크게 한다.
정답 및 해설

고로 슬래그-메탈 간 탈황능을 높이려면 교반으로 물질전달을 촉진하고 욕온을 올려 반응에 관여하는 활량비를 크게 만드는 것이 효과적이다.

슬래그 염기도를 낮추거나 산소이온의 활량을 작게 하는 조작, 용철 중 Si·C를 줄이는 것은 오히려 탈황에 불리한 방향으로 작용한다.

문제 17
제철용 철광석이 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?
1철 함유량이 많을 것
2피산화성이 좋을 것
3해로운 불순물을 적게 함유할 것
4로내에서 하중, 마모에 견디는 강도가 클 것
정답 및 해설

제철용 철광석은 이미 산화물 상태이므로 다시 산화될 필요가 없고, 노내에서 환원이 잘 되는 성질(피환원성)이 좋아야 한다.

철 함유량이 높고 해로운 불순물이 적으며 노내 하중과 마모에 견디는 강도가 큰 것은 모두 제철원료로서 바람직한 조건이다.

문제 18
고로조업을 원활히 하기 위한 기술적 방안으로 틀린 것은?
1장입물의 정립
2노내 가스분포 조정
3장입물의 분포 조정
4직접환원(고체 C에 의한 환원)조장
정답 및 해설

직접환원(고체 탄소에 의한 환원)은 코크스를 많이 소모하는 흡열반응이라 노내 열부담을 키우므로, 이를 조장하기보다 억제하고 간접환원 비율을 높이는 것이 고로 조업을 원활히 하는 방향이다.

장입물을 정립해 크기를 고르게 하고 노내 가스·장입물의 분포를 고르게 조정하는 것은 가스 흐름과 반응효율을 높이는 실질적인 조업 개선 방안이다.

문제 19
고로용으로 사용되는 코크스 중 황(S)의 함유량(%)은?
10.8 이하
21.5 이하
32.0 이하
44.0 이하
정답 및 해설

고로용 코크스는 황분이 선철 품질과 탈황 부담에 영향을 주므로, 통상 황(S) 함유량 0.8% 이하로 관리하는 것을 기준으로 삼는다.

황분이 기준보다 높으면 선철 중 황 함량이 늘어나 별도의 탈황 처리 부담이 커지므로, 코크스 제조 단계에서부터 원료탄의 황분을 관리해 기준을 맞춘다.

문제 20
석탄을 코크스로에 장입하기 전에 예열하는 이유가 아닌 것은?
1생산성을 증대시키기 위하여
2코크스화성을 높이기 위하여
3탄화시간을 대폭 감소하기 위하여
4산소함량이 높은 석탄을 사용하기 위하여
정답 및 해설

석탄을 코크스로에 넣기 전 예열하는 목적은 생산성 향상과 탄화시간 단축, 그리고 점결성이 약하거나 산소함량이 높은 저품위 석탄까지 배합에 쓰기 위한 것이지, 석탄 고유의 코크스화성 자체를 높이는 것은 아니다.

예열로 수분이 줄고 장입 밀도가 높아지면 탄화에 필요한 열량과 시간이 줄어 로 회전율이 오르고, 그만큼 배합에 쓸 수 있는 탄종의 폭도 넓어진다.

문제 21
축류 송풍기에 대한 설명으로 옳은 것은?
1주로 중형 이하의 고로에 사용한다.
2축 위에 여러 개의 회전 날개를 붙인 것이다.
3풍압 변동에 대한 정풍량 운전이 용이하지 않다.
4고속 회전에 적합하고, 가볍고 작게 제작이 가능하다.
정답 및 해설

축류 송풍기는 고속 회전에 적합하고 같은 풍량 기준으로 상대적으로 가볍고 작게 만들 수 있어 대풍량이 필요한 대형 고로에 주로 쓰인다.

  • 중소형이 아니라 대형 고로에 주로 채택되는 방식이다.
  • 풍압이 변하더라도 비교적 정풍량 운전이 가능한 편이다.

즉 대용량·고속운전에 유리한 구조라는 점이 축류형의 핵심 특징이다.

문제 22
다음 중 가스 청정설비가 아닌 것은?
1스크린
2제진기
3전기 집진장치
4벤추리 스크러버
정답 및 해설

제진기·전기집진장치·벤추리스크러버는 노정가스에 섞인 먼지를 걸러내는 가스청정설비이지만, 스크린은 원료의 입도를 고르는 선별설비여서 가스 청정과는 목적이 다르다.

제진기는 중력이나 원심력으로 굵은 입자를 먼저 걸러내고, 전기집진장치와 벤추리스크러버는 그보다 미세한 먼지까지 추가로 제거하는 단계적 청정 공정으로 쓰인다.

문제 23
원료 중에 5~15%의 석회석을 배합해서 염기도가 1.2~2.0인 소결광을 무엇이라 하는가?
1점성 소결광
2산성 소결광
3중성 소결광
4자용성 소결광
정답 및 해설

원료에 석회석을 5~15% 정도 배합해 염기도(CaO/SiO₂)를 1.2~2.0 수준으로 높인 소결광을 자용성 소결광이라 한다.

자용성 소결광은 고로에 장입되는 단계에서 이미 필요한 염기도를 갖추고 있어 별도의 석회석 투입을 줄일 수 있다는 점에서 산성·중성 소결광과 구분된다.

문제 24
송풍온도가 130℃ 이상 가능한 외연식 열풍로는?
1Cowper식
2McClare식
3Koppers식
4Mckee식
정답 및 해설

코퍼스(Koppers)식은 연소실과 축열실 구조를 분리한 외연식 열풍로로, 다른 방식에 비해 상대적으로 더 높은 송풍온도까지 안정적으로 운전할 수 있는 형식으로 꼽힌다.

카우퍼식은 연소와 축열이 한 통 안에서 이뤄지는 내연식이라 구조는 단순하지만, 코퍼스식처럼 연소부를 분리하면 내화물에 걸리는 열부담이 줄어 더 높은 온도의 열풍을 얻는 데 유리하다.

문제 25
고로내로 취입되는 열풍에 의해 풍구근처에 Race way가 형성되는 구역은?
1환원대
2침탄대
3용융대
4연소대
정답 및 해설

풍구를 통해 들어온 열풍이 코크스를 태우며 빈 공간을 만드는 구역은 연소대이며, 레이스웨이는 바로 이 연소대 안에 형성된다.

환원대는 상승 가스에 의해 산화철이 환원되는 구역이고, 침탄대·용융대는 그보다 아래쪽에서 선철 성분이 정해지고 녹는 구역이라 레이스웨이가 생기는 풍구 앞 위치와는 다르다.

문제 26
소결조업에 있어 수분제어는 코크스 배합비와 함께 가장 기본적이며, 중요한 관리 항목이다. 소결과정에서 수분첨가의 목적이라고 할 수 없는 것은?
1코크스 원단위를 높이기 위해서
2미분 응집에 따른 통기성 향상을 위하여
3소결층의 분진 흡인 및 비산을 방지하기 위하여
4소결층 내의 온도구배를 개선하여 열효율을 향상시키기 위하여
정답 및 해설

소결조업에서 수분을 첨가하는 목적은 미분을 뭉쳐 통기성을 높이고 분진 비산을 막으며 층 내 열효율을 개선하는 데 있지, 코크스 사용량(원단위)을 늘리기 위한 것은 아니다.

수분이 미분 입자를 서로 응집시키면 소결층의 통기 저항이 줄어 가스가 고르게 흐르고, 층 내 온도구배가 완만해져 열이 고르게 전달된다.

문제 27
고로의 노정가스 중 N2 59%, 노정가스량 4500m3/t-pig일 때 송풍량은 약 몇 m3/t-pig인가?
13360
23400
33450
43500
정답 및 해설

노내 반응에 거의 관여하지 않는 질소가 송풍과 노정가스 사이에서 그대로 보존된다는 질소수지를 이용하면 송풍량을 구할 수 있다.

노정가스 중 질소량은 4500×0.59=26554500 \times 0.59 = 2655 m³/t-pig이다.

공기 중 질소 비율을 약 79%로 보면 송풍량은 26550.79≈3361\dfrac{2655}{0.79} \approx 3361 m³/t-pig로 계산되어, 보기 중 약 3360에 가장 가깝다.

문제 28
노내 열수지 계산시 출열에 해당하는 것은?
1열풍현열
2용선현열
3코크스 발열량
4슬래그 생성열
정답 및 해설

용선현열은 노 밖으로 빠져나가는 출열에 해당한다.

노내 열수지의 입열은 열풍현열과 코크스 연소열처럼 노 안으로 공급되는 열이고, 출열은 용선과 슬래그가 가지고 나가는 현열, 노정가스 현열, 냉각손실 등이다.

  • 열풍현열은 송풍을 통해 노 안으로 들어오는 입열이다.
  • 코크스 발열량은 연소로 발생해 노 안에 공급되는 입열이다.
  • 슬래그 생성열은 슬래그가 만들어질 때 방출되는 반응열로 입열로 계산된다.
문제 29

로정가스 성분이 다음과 같을 때 로정가스 1m3 중의 탄소량과 산소량은 각각 약 몇 kg인가? (단, 계산시 소수세짜자리에서 반올림한다.)

[로정가스 성분]

  • CO: 25%
  • CO2: 18%
  • N2: 56%
  • H2: 1%
1탄소량 : 0.14, 산소량 : 0.16
2탄소량 : 0.44, 산소량 : 0.23
3탄소량 : 0.23, 산소량 : 0.44
4탄소량 : 2.31, 산소량 : 4.36
정답 및 해설

탄소량은 약 0.23kg, 산소량은 약 0.44kg이다.

표준상태에서 기체 1m3은 1 ÷ 22.4 = 0.0446kmol이므로 CO 25%는 0.01116kmol, CO2 18%는 0.00804kmol이다. N2와 H2는 탄소도 산소도 갖지 않아 계산에서 빠진다.

탄소는 두 기체가 분자당 1개씩 가지므로
(0.01116 + 0.00804) × 12 = 0.230kg이다.

산소는 CO가 1개, CO2가 2개이므로
(0.01116 + 0.00804 × 2) × 16 = 0.436 ≒ 0.44kg이다.

문제 30
석탄의 분쇄 및 압도에 대한 설명으로 틀린 것은?
1석탄에 수분이 많으면 분쇄하기 어렵다.
2석탄이 분쇄 전 입도가 크면 분쇄 후 입도도 커진다.
3Hardgrove 지수가 큰 탄일수록 석탄은 작은 입도로 쉽게 파쇄되지 않는다.
4Hardgrove 지수란 석탄에 힘을 가한 경우 분쇄의 용이성을 나타내는 지수이다.
정답 및 해설

Hardgrove 지수가 큰 석탄일수록 쉽게 분쇄되므로, 작은 입도로 쉽게 파쇄되지 않는다는 설명은 틀렸다.

Hardgrove 지수는 일정한 힘으로 석탄을 분쇄했을 때 나오는 미분량을 지수화한 것으로, 지수가 클수록 분쇄가 쉬운 무른 탄임을 뜻한다.

수분이 많은 석탄이 분쇄되기 어렵다는 점과, 분쇄 전 입도가 크면 분쇄 후 입도도 상대적으로 커지는 경향은 실제 분쇄 특성과 일치한다.

문제 31
고로 개수 완료 후 행해야할 조업 순서는?
1송풍 → 고로의 건조 → 장입물 충전
2고로의 건조 → 송풍 → 장입물 충전
3고로의 건조 → 장입물 충전 → 송풍
4장입물 충전 → 고로의 건조 → 송풍
정답 및 해설

고로 개수(보수) 완료 후에는 건조 → 장입물 충전 → 송풍 순서로 조업을 재개한다.

축조·보수된 노체와 내화물의 수분을 먼저 제거해야 급격한 열충격에 의한 손상을 막을 수 있으므로 건조가 가장 먼저 이루어진다.

건조 후 코크스·광석 등 장입물을 채워 노를 채운 다음, 마지막으로 송풍을 시작해 조업을 개시한다.

문제 32
고로용 내화재가 갖추어야 할 조건으로 옳은 것은?
1고온에서 연화할 것
2열충격이나 마모에 강할 것
3열전도도 및 냉각효과가 없을 것
4고온 고압에서 강도가 적을 것
정답 및 해설

고로용 내화재는 열충격과 마모에 강해야 한다.

조업 중 급격한 온도 변화와 장입물·용선의 마찰에 반복적으로 노출되므로, 열충격 저항성과 내마모성이 낮으면 내화물이 쉽게 손상되어 노 수명이 단축된다.

반대로 고온에서 쉽게 연화되거나, 열전도·냉각 효과가 없거나, 고온·고압에서 강도가 낮은 성질은 내화재로 부적합한 조건이다.

문제 33
고로의 출선능력을 표시하는 단위로 옳은 것은?
1ton/day/m3
2ton/hr
3kg/m3
4kg/℃/m3
정답 및 해설

고로의 출선능력은 하루에 노 내용적 1m³당 생산되는 선철량, 즉 ton/day/m3\mathrm{ton/day/m^3} 단위로 나타낸다.

이는 노의 크기(유효내용적)를 기준으로 한 생산성 지표로, 노 크기가 다른 고로끼리도 생산 효율을 서로 비교할 수 있게 해준다.

문제 34
고로 로체 냉각 방법 중 외부 냉각이 아닌 것은?
1stave 냉각
2jacket 냉각
3분무 냉각
4살수 냉각
정답 및 해설

스테이브(stave) 냉각은 냉각수가 흐르는 냉각관을 노체 벽돌 안쪽에 매립하는 방식으로, 노체 내부에 설치되는 내부 냉각 방식이다.

반면 재킷 냉각, 분무 냉각, 살수 냉각은 모두 노체 외벽 바깥쪽에서 물을 뿌리거나 재킷을 씌워 열을 식히는 외부 냉각 방식이다.

문제 35
용제(Flux)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1유동성을 좋게 한다.
2슬래그의 용융점을 낮춘다.
3맥석같은 불순물과 결합한다.
4산성 용제에는 형석, 석회석 등이 있다.
정답 및 해설

형석과 석회석은 산성 용제가 아니라 염기성(또는 중성) 용제에 해당한다.

용제는 맥석 같은 불순물과 결합해 슬래그의 융점을 낮추고 유동성을 좋게 하는 역할을 하는데, 산성 용제로는 규석(규사) 등이 쓰이고 형석·석회석은 염기도를 높이는 데 사용된다.

문제 36
다음 블럭선도는 어떤 성형 코크스 제조법에 해당되는가?
1BF법
2Lurgi법
3FMC법
4Consolidation법
정답 및 해설

제시된 흐름은 FMC법의 성형 코크스 제조 순서이다.

블럭선도는 비점결탄을 전처리한 뒤 160℃를 거쳐 저온건류 → 440℃ → 소성(800℃)으로 차(char)를 만들고, 여기에 피치를 넣어 냉간성형한 다음 경화(260℃)와 건류(930℃)를 거쳐 코크스를 얻는 순서로 그려져 있다.

저온건류로 얻은 차에 피치를 결합제로 섞어 냉간에서 성형하고, 경화시킨 뒤 다시 고온에서 건류하는 이 조합이 해당 제조법을 가리키는 결정적 단서다.

문제 37
고로 내의 열이 저하되었을 때 나타나는 현상을 설명한 것 중 옳은 것은?
1장입이 늦어지고 가스 이용율이 높아진다.
2용선 중의 Si 가 저하하고 슬래그 중의 염기도가 상승한다.
3용선 및 슬래그의 휘도가 어두워지고 슬래그의 유동성이 나빠진다.
4일시적으로 송풍압이 올라가고 로정가스 온도도 상승한다.
정답 및 해설

노내 열이 저하되면 용선과 슬래그의 온도가 낮아져 휘도(빛깔)가 어두워지고, 슬래그의 유동성이 나빠진다.

온도가 떨어지면서 용선과 슬래그의 점성이 커지기 때문이며, 노황이 차가워지는(냉행·냉입 경향) 것을 판단하는 대표적인 관찰 지표로 쓰인다.

문제 38
고로 종풍을 위한 감척조업(減尺操業)의 목적으로 틀린 것은?
1주수량 및 냉각소요시간 단축
2종풍시 로내 폭발 가능성 방지
3종풍조업용 코크스 사용량 감소
4해체 운반비용 및 소요시간 단축
정답 및 해설

고로 종풍(휴풍) 전에 장입량을 점차 줄여가는 감척조업은 노 안에 남는 장입물량을 최소화해 냉각과 해체 작업을 수월하게 하려는 조치다.

이를 통해 살수 냉각량과 냉각에 걸리는 시간을 줄이고, 코크스 소비량과 이후 해체·운반에 드는 비용·시간을 함께 줄일 수 있다.

노 내부의 폭발 가능성을 막는 것은 가스 치환 등 별도의 안전조치로 이루어지는 것이지, 장입량을 줄이는 감척조업 자체의 목적은 아니다.

문제 39
다음 중 Boudouard 반응식을 옳게 나타낸 것은?
1C + 1/2ㆍO2 ⇆ CO
2CO2 + C ⇆ 2CO
3H2O + C ⇆ CO + H2
4H2O + CO ⇆ CO2 + H2
정답 및 해설

부다 반응(Boudouard reaction)은 이산화탄소와 탄소가 반응해 일산화탄소를 생성하는 가역 반응이다.

CO2+C⇌2CO\mathrm{CO_2} + \mathrm{C} \rightleftharpoons 2\mathrm{CO}

이 반응은 고온에서 정반응(CO 생성) 쪽으로 진행되어 고로 노내 환원가스인 CO를 공급하는 핵심 반응이다.

문제 40
열풍로가 4기 있을 때 병렬송풍(staggered parallel) 제어방식을 이용하여 시간차를 두고 2기의 열풍로를 동시에 통풍하는데 이러한 방법을 사용하는 가장 큰 목적은?
1소결광의 점결성을 향상시키기 위해서
2혼입 냉풍량을 감소시키기 위해서
3고온의 열풍을 냉각시키기 위해서
4격자 벽돌의 수명을 연장하기 위해서
정답 및 해설

열풍로 여러 기를 시간차를 두고 동시에 통풍(병렬송풍)하는 것은 혼입되는 냉풍량을 줄이기 위해서다.

열풍로 한 기만으로 계속 송풍하면 온도가 떨어져 목표 온도를 맞추려고 찬 공기를 섞어야 하는데, 여러 기를 겹쳐 병렬로 가동하면 그만큼 냉풍 혼입 없이도 높은 송풍온도를 유지할 수 있다.

문제 41
다음 중 Burstlein법에 대한 설명으로 옳은 것은?
1냉간 또는 열간에서 석탄을 가압성형한 후 고온에서 코크스화 하여 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
2석탄을 코크스로에 장입할 때 압축해서 탄층의 밀도를 증가시켜 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
3석탄을 코크스로에 장입할 때 소량의 기름을 첨가함으로써 로 내 장입층의 밀도를 증가시켜 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
4코크스로에 장입할 원료를 분쇄함과 동시에 체질을 하여 될 수 있는 한 중간 입도의 것이 많도록 입도저정을 엄격히 함으로써 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
정답 및 해설

Burstlein법은 코크스로에 장입할 원료를 분쇄하면서 체질(screening)까지 함께 실시해, 지나치게 굵거나 지나치게 고운 입자를 줄이고 중간 입도의 비율을 최대한 높이도록 입도 구성을 엄격히 관리하는 방법이다.

입도를 고르게 맞추면 탄층의 충전 상태가 균일해져 코크스의 강도와 품질이 향상된다.

이는 석탄을 가압성형하거나 장입 시 탄층을 압축·다짐하는 방식과는 구분되는, 입도 관리 중심의 코크스 품질 향상법이다.

문제 42
고로내 가스분포의 조절을 위해 장입물의 분포상태를 변경하는 방법이 아닌 것은?
1장입선 변경
2장입순서 변경
3장입층 두께 변경
4장입호퍼 크기 변경
정답 및 해설

고로 내 가스 분포는 장입선, 장입 순서, 장입층 두께 같은 조업 중 조절 가능한 장입 방식을 바꿔서 제어한다.

장입호퍼의 크기는 설비 설계 단계에서 정해지는 고정된 구조 요소로, 조업 중에 바꿔가며 가스 분포를 조절하는 변수가 아니다.

문제 43
일반적으로 품질코스트 가운데 가장 큰 비율을 차지하는 것은?
1평가코스트
2실패코스트
3예방코스트
4검사코스트
정답 및 해설

품질코스트 중에서는 실패코스트가 일반적으로 가장 큰 비중을 차지한다.

실패코스트는 불량이나 클레임으로 인해 발생하는 손실비용으로, 예방코스트나 평가코스트, 검사코스트에 비해 관리가 소홀할수록 실패코스트의 규모가 급격히 커지는 특성이 있다.

문제 44
계량값 관리도에 해당되는 것은?
1c 관리도
2u 관리도
3R 관리도
4np 관리도
정답 및 해설

R 관리도는 길이·무게처럼 연속적으로 측정되는 계량치를 다루는 관리도다.

반면 c 관리도, u 관리도, np 관리도는 불량개수나 결점수처럼 셀 수 있는 계수치를 다루는 관리도로, 계량값 관리도와는 구분된다.

문제 45
정규분포에 관한 설명 중 틀린 것은?
1일반적으로 평균치가 중앙값보다 크다.
2평균을 중심으로 좌우대칭의 분포이다.
3대체로 표준편차가 클수록 산포가 나쁘다고 본다.
4평균치가 0이고 표준편차가 1인 정규분포를 표준정규분포라 한다.
정답 및 해설

정규분포는 평균을 중심으로 좌우 대칭인 분포이므로, 평균치와 중앙값(중위수)은 서로 같다.

따라서 평균치가 중앙값보다 크다는 설명은 정규분포의 대칭성과 어긋난다.

표준편차가 클수록 산포가 커지는 것으로 보는 점, 평균 0·표준편차 1인 분포를 표준정규분포라 부르는 점은 정규분포의 일반적 성질과 일치한다.

문제 46
작업측정의 목적 중 틀린 것은?
1작업개선
2표준시간 설정
3과업관리
4요소작업 분할
정답 및 해설

작업측정은 작업개선, 표준시간 설정, 과업관리를 목적으로 수행한다.

요소작업으로 분할하는 것은 작업측정을 수행하기 위해 거치는 절차(방법)일 뿐, 작업측정 자체의 목적으로 보기는 어렵다.

문제 47
어떤 작업을 수행하는데 작업소요시간이 빠른 경우 5시간, 보통이면 8시간, 늦으면 12시간 걸린다고 예측 되었다면 3점 견적법에 의한 기대 시간치와 분산을 계산하면 약 얼마인가?
1te = 8.0, ?2 = 1.17
2te = 8.2, ?2 = 1.36
3te = 8.3, ?2 = 1.17
4te = 8.3, ?2 = 1.36
정답 및 해설

3점 견적법의 기대시간은 te=a+4m+b6t_e = \dfrac{a + 4m + b}{6}으로 구한다.

te=5+4×8+126=496≈8.2t_e = \dfrac{5 + 4 \times 8 + 12}{6} = \dfrac{49}{6} \approx 8.2

분산은 σ2=(b−a6)2\sigma^2 = \left(\dfrac{b-a}{6}\right)^2으로 구하며, σ2=(12−56)2=(76)2≈1.36\sigma^2 = \left(\dfrac{12-5}{6}\right)^2 = \left(\dfrac{7}{6}\right)^2 \approx 1.36이다.

따라서 기대시간은 약 8.2, 분산은 약 1.36으로 계산된다.

문제 48
계수 규준형 샘플링 검사의 OC곡선에서 좋은 로트를 합격시키는 확률을 뜻하는 것은? (단, α는 제1종과오, β는 제2종과오이다.)
1α
2β
31-α
41-β
정답 및 해설

계수 규준형 샘플링 검사에서 좋은 로트가 합격할 확률은 1−α1-\alpha로 나타낸다.

제1종 과오(α\alpha)는 품질이 좋은 로트를 잘못 불합격시킬 확률이므로, 그 반대인 1−α1-\alpha가 좋은 로트를 올바르게 합격시킬 확률이 된다.

반대로 β\beta(제2종 과오)는 나쁜 로트를 잘못 합격시킬 확률이고, 1−β1-\beta는 나쁜 로트를 올바르게 불합격시킬 확률을 뜻한다.

문제 49
다음 중 지체파괴(delayed fracture)의 원인으로 틀린 것은?
1강재의 강도수준이 낮을 때
2잔류응력과 인장응력이 있을 때
3수소를 함유하는 환경 하에 있을 때
4미시적, 거시적으로 응력집중부가 있을 때
정답 및 해설

지체파괴(delayed fracture)는 강재의 강도 수준이 높을수록 잘 일어나는 현상이다.

강도가 높은 고강도강일수록 내부에 수소가 침투했을 때 취성이 커지고, 여기에 잔류응력·인장응력이나 응력집중부가 더해지면 시간이 지난 뒤 갑자기 파괴되는 지체파괴가 발생하기 쉽다.

따라서 강도 수준이 낮을 때라는 조건은 지체파괴의 원인으로 보기 어렵다.

문제 50
공구 재료로서 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?
1내마멸성이 커야 한다.
2피삭성이 좋아야 한다.
3강인성이 커야 한다.
4열처리가 용이해야 한다.
정답 및 해설

공구 재료는 내마멸성과 강인성이 크고, 열처리가 용이해야 절삭 중 마모와 충격을 견디면서 원하는 경도를 얻을 수 있다.

반면 피삭성(가공하기 쉬운 성질)은 절삭 대상이 되는 공작물 재료에 요구되는 성질이지, 공구 재료 자체에 요구되는 조건은 아니다.

문제 51
Fe-C 상태도에서 가장 높은 탄소량을 나타내는 것은?
1공석강
2아공석강
3공정주철
4과공정주철
정답 및 해설

네 조직 중 탄소량이 가장 많은 것은 과공정주철이다.

아공석강은 공석 조성(약 0.77%C)보다 탄소가 적고, 공석강은 약 0.77%C, 공정주철은 공정 조성인 약 4.3%C이며, 과공정주철은 그 4.3%C보다 더 많은 탄소를 포함한다.

따라서 탄소량은 아공석강 < 공석강 < 공정주철 < 과공정주철 순으로 커진다.

문제 52
고망간강은 소성변형 중에 가공경화성이 매우 크다. 가공경화의 원인이 아닌 것은?
1쌍정
2적층결함
3ε 상의 유기
4결정립 조대화
정답 및 해설

고망간강의 가공경화는 소성변형 중 쌍정, 적층결함, ε상 생성 같은 미세조직 변화가 전위의 이동을 방해하면서 나타난다.

결정립이 조대화되면 오히려 결정립계가 줄어들어 강도를 낮추는 방향으로 작용하므로, 이는 가공경화를 일으키는 원인이 아니다.

문제 53
내열용 Ni-Cr계 합금에 대한 설명 중 틀린 것은?
1Ni-20%Cr 합금을 크로멜이라 한다.
2알루멜은 Ni-3.5%Al-0.5%Fe 합금이다.
3내열용 Ni-Cr계 합금에는 하스텔로이가 있다.
4Ti나 Al을 다량 첨가하기 위해서는 진공용해가 필요하다.
정답 및 해설

하스텔로이(Hastelloy)는 니켈에 몰리브덴을 주로 첨가한 Ni-Mo계(또는 Ni-Mo-Cr계) 내식용 합금으로, Ni-Cr계 내열합금으로 분류하기는 어렵다.

Ni에 Cr을 약 20% 넣은 크로멜이 대표적인 Ni-Cr계 합금이고, 알루멜은 Ni에 Al과 Fe를 소량 넣어 크로멜과 짝지어 열전대로 쓰이는 Ni계 합금이다.

Ti나 Al을 많이 넣을 때 대기 중 산화를 막기 위해 진공용해가 필요하다는 설명은 내열합금 제조 특성과 맞는다.

문제 54
과공석강에서 펄라이트가 ϒ의 결정경계로부터 형성되는 과정으로 옳은 것은?
1α 생성 → 시멘타이트 성장 → α 성장 → 시멘타이트 생성
2α 생성 → 시멘타이트 생성 → α 성장 → 시멘타이트 성장
3시멘타이트 생성 → 시멘타이트 성장 → α 생성 → α 성장
4시멘타이트 생성 → α 생성 → 시멘타이트 성장 → α 성장
정답 및 해설

과공석강에서는 오스테나이트 결정립계를 따라 먼저 시멘타이트가 생성되고, 이어서 시멘타이트가 성장한다.

시멘타이트가 자라면서 그 주변의 탄소가 빠져나가 낮아진 부분에 α상(페라이트)이 생성되고, 다시 α가 성장하는 과정이 반복되며 층상의 펄라이트 조직이 만들어진다.

문제 55
다음 중 청동(Bronze)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1인청동은 고탄성용 가공재이다.
2Cu3P 상은 강도를 증가시켜 인청동을 건전하게 만든다.
3주석청동중에 인을 0.05~0.5% 남게 하면 용탕의 유동성이 개선된다.
4실용적으로 사용되는 스프링용 인청동은 7~8% Sn, 0.05~0.15%P 정도의 합금이다.
정답 및 해설

Cu₃P 상은 인청동에서 인(P)이 과다하게 들어갔을 때 생기는 취성이 큰 화합물로, 오히려 합금을 여리게 만들어 건전성을 떨어뜨린다.

따라서 Cu₃P가 강도를 높여 인청동을 건전하게 만든다는 설명은 사실과 반대다.

주석청동에 인을 0.05~0.5% 정도 남겨 용탕의 유동성을 좋게 하거나, 스프링용 인청동을 Sn 7~8%·P 0.05~0.15% 수준으로 배합해 고탄성 가공재로 쓰는 것은 실제 합금 설계와 일치한다.

문제 56
금속 화재에 해당하는 것은?
1A급
2B급
3C급
4D급
정답 및 해설

나트륨, 마그네슘, 알루미늄 분말 같은 금속에서 비롯된 화재는 D급 화재로 분류한다.

일반 가연물 화재는 A급, 유류·가스 화재는 B급, 전기 화재는 C급으로 구분되며 금속화재는 이들과 소화 방법이 달라 별도의 D급으로 나눈다.

문제 57
분진 발생 작업장에서 국소배기장치를 설치한 후 처음으로 사용하는 경우 또는 국소배기장치를 분해하여 개조하거나 수리한 후 처음으로 사용하는 경우에 사용 전에 점검하여야 하는 사항과 가장 거리가 먼 것은?
1흡기 및 배기 능력
2후드와 송풍기의 분진 상태
3덕트와 배풍기의 분진 상태
4덕트 접속부가 헐거워졌는지 여부
정답 및 해설

국소배기장치를 처음 사용하거나 분해·개조·수리한 뒤 처음 사용할 때는 덕트와 배풍기의 분진 상태, 덕트 접속부의 헐거움 여부, 흡기 및 배기 능력을 점검하도록 정해져 있다.

이 점검 항목은 후드가 아니라 덕트, 송풍기가 아니라 배풍기를 기준으로 하므로, 후드와 송풍기의 분진 상태를 점검한다는 설명은 규정된 점검 항목과 거리가 있다.

문제 58
유연생산시스템(FMS)의 특징으로 틀린 것은?
1제품의 수명이 짧아지고 고객의 요구가 다양해짐에 따라 이에 적절히 대처할 수 있다.
2다양한 제품을 동시에 처리하므로 수요의 변화에 유연하게 대처할 수가 있다.
3단품이나 유사한 제품을 대량으로 생산하는 방식이다.
4FMS의 형태는 생산되는 대상 제품의 종류와 양에 따라 다양한 형태가 있다.
정답 및 해설

유연생산시스템(FMS)은 여러 종류의 제품을 동시에 처리하면서 수요와 제품 수명 변화에 유연하게 대응하기 위한 생산방식이다.

단일 품종을 대량으로 생산하는 방식은 오히려 전용 라인에 의한 소품종 대량생산 방식의 특징이며, 다품종에 유연하게 대응하는 FMS의 특징과는 반대된다.

문제 59
무인 반송차(Automatic Guided Vehicle)의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?
1레이아웃의 자유도가 작다.
2정지 정밀도를 확보할 수 있다.
3자기 진단과 컴퓨터 교신이 가능하다.
4충돌, 추돌 회피 등 자기 제어가 가능하다.
정답 및 해설

무인반송차(AGV)는 고정된 레일이나 컨베이어 없이 프로그램된 경로를 따라 움직이므로, 오히려 레이아웃을 자유롭게 구성할 수 있다는 것이 장점이다.

정지 정밀도 확보, 자기진단과 컴퓨터 교신, 충돌·추돌 회피를 위한 자기 제어가 가능하다는 특징은 AGV의 일반적인 성능과 일치한다.

문제 60
작업과 관련된 인간의 신체동작과 눈의 움직임을 분석하여 불필요한 동작을 제거하고 가장 합리적인 작업방법을 연구하는 기법은?
1공정분석기법
2동작연구기법
3표준자료기법
4연합작업분석기법
정답 및 해설

작업자의 신체 동작과 눈의 움직임을 분석해 불필요한 동작을 없애고 가장 합리적인 작업방법을 찾는 기법은 동작연구(motion study)다.

공정분석기법은 작업 전체의 흐름(공정)을 대상으로 하고, 표준자료기법은 축적된 시간자료로 표준시간을 산정하는 기법이라는 점에서 동작 자체를 미세하게 분석하는 동작연구와는 초점이 다르다.

제선기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
16년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
산소부화송풍의 효과에 대한 설명으로 틀린 것은?
1노내의 가스속도가 증가한다.
2단위 시간당 출선량은 증가한다.
3보시(bosh)가스의 농도가 크게 된다.
4풍구 앞 연소대의 온도를 상승시킨다.
정답 및 해설

산소부화송풍은 송풍 중 질소 비율을 줄이는 방식이라, 같은 풍량이라도 노내를 통과하는 가스의 총 부피가 줄어 노내 가스속도는 오히려 감소한다.

  • 보시가스의 농도(발열량)는 산소부화로 오히려 높아진다.
  • 가스량이 줄어드는 대신 연소가 집중돼 단위시간당 출선량은 늘어난다.
  • 풍구 앞 연소대의 온도는 상승한다.

즉 노내 가스량 자체가 줄어드는 효과이므로 유속이 증가한다는 설명은 실제와 반대다.

문제 2
소결광 품질이 고로조업에 미치는 영향으로 틀린 것은?
1FeO 는 소결공정에서 Coke 배합비를 많이 할수록 높아진다.
2피환원성이 좋을수록 환원분화가 일어나지 않아 분발생이 어렵고 입경이 커진다.
3낙하강도 저하시 분발생이 증가되어 로내 통기성을 저해한다.
4염기도의 변동폭이 클 경우 열손실을 초래하며 탈류능력이 저하된다.
정답 및 해설

소결광의 피환원성이 좋을수록 노내에서 환원과 함께 내부 균열(환원분화)이 더 잘 일어나 오히려 분(粉) 발생이 늘고 입경이 작아지는 경향을 보인다.

  • FeO 함량은 소결 시 코크스 배합비를 높일수록(강환원 분위기일수록) 증가한다.
  • 낙하강도가 낮아지면 이송·장입 중 분 발생이 늘어 노내 통기성을 저해한다.
  • 염기도 변동폭이 크면 조업이 불안정해져 열손실과 탈황능력 저하로 이어진다.

따라서 피환원성이 좋을수록 분 발생이 어렵다는 설명은 실제 경향과 반대다.

문제 3
열전도율이 뛰어나고 고온에서 열팽창이 거의 없어 코크스로의 탄화실, 연소실 등에 주로 사용되는 산성 내화 연와물은?
1규석질 내화물
2크로마그질 내화물
3돌로마이트질 내화물
4마그네시아질 내화물
정답 및 해설

열전도율이 높고 고온에서 열팽창이 거의 없어 코크스로의 탄화실·연소실에 쓰이는 대표적인 산성 내화물은 규석질 내화물이다.

크로마그질·돌로마이트질·마그네시아질 내화물은 모두 염기성 계열이라, 산성 분위기의 코크스로 내벽에는 적합하지 않다.

문제 4
고로 노체의 지지 형식을 기술한 것 중 틀린 것은?
1자립식은 대형 고로에 많이 적용된다.
2자립식은 노정 하중을 철탑으로 지지한다.
3철골 철피식은 소형 고로 건설을 위해 개발되었다.
4철피식은 보수 시 철피 교환이 어렵고 대형 고로에서는 채택이 어려운 방식이다.
정답 및 해설

철골철피식은 소형이 아니라 대형 고로 건설을 위해 개발된 지지 형식이다.

  • 자립식은 노정 하중을 철탑(철골)으로 지지하며 대형 고로에 많이 적용된다.
  • 철피식은 노체 철피 자체가 하중을 받는 구조라 보수 시 철피 교체가 어렵고 대형화에는 불리하다.

따라서 소형 고로용으로 개발되었다는 설명이 실제 용도와 어긋난다.

문제 5
야드(Yard) 설비 중 불출설비에 해당되는 것은?
1Stacker
2Reclaimer
3Unloader
4Belt Conveyor
정답 및 해설

야드에 쌓인 원료를 다시 퍼내 이송 공정으로 보내는 불출설비는 Reclaimer(불출기)이다.

Stacker는 원료를 야드에 쌓는 적치설비, Unloader는 선박 등에서 원료를 내리는 하역설비, Belt Conveyor는 단순 운반설비로 각각 역할이 다르다.

문제 6
고로 로체 상부에서 슬립 또는 걸림이 일어나는 원인으로 틀린 것은?
1장입물의 분포가 불량할 때
2접착성 광석이 과다 장입하였을 때
3분광 및 분코크스를 과다 장입하였을 때
4환원붕귀성의 낮은 광석을 투입하였을 때
정답 및 해설

환원붕괴성이 낮은 광석이 아니라 오히려 환원붕괴성이 높은 광석을 많이 장입했을 때 노내에서 쉽게 부서져 통기성이 나빠지고 슬립·행잉이 일어난다.

  • 장입물 분포가 불량하면 가스 흐름이 한쪽으로 치우쳐 걸림이 생긴다.
  • 접착성이 강한 광석을 과다 장입하면 덩어리가 져 통기를 막는다.
  • 분광·분코크스가 많으면 통기저항이 커져 가스 흐름이 불안정해진다.

따라서 환원붕괴성이 낮다는 표현은 실제 슬립 원인과는 반대 방향이다.

문제 7
고로에서 고압조업의 효과로 틀린 것은?
1노황이 안정된다.
2연료비가 저하된다.
3송풍량의 증가가 가능하여 생산량이 증가한다.
4노정압력이 증가함에 따라 코크스비는 증가한다.
정답 및 해설

노정압력을 높이는 고압조업을 하면 노내 가스 체류시간이 늘어 반응효율이 좋아져 코크스비는 오히려 감소한다.

  • 가스 유속이 줄어드는 만큼 노황이 안정된다.
  • 반응효율이 좋아지면서 연료비가 낮아진다.
  • 압력이 오른 만큼 송풍량을 늘릴 수 있어 생산량이 증가한다.

즉 노정압력 증가에 따라 코크스비가 증가한다는 설명은 고압조업의 실제 효과와 반대다.

문제 8
코크스로의 대형화에 따라 탄화실의 온도 분포를 균일화하기 위한 방법으로 틀린 것은?
1횡버너 사용
2연소폐가스 순환
3다단식 버너 사용
4탄화실의 크기와 벽두께의 변경
정답 및 해설

코크스로가 대형화되면 탄화실 온도를 고르게 유지하기 위해 다단식 버너 적용, 폐가스 순환, 탄화실 크기·벽두께 조정 같은 방법을 쓰며, 단순히 횡버너를 쓰는 것만으로는 온도 균일화 대책이 되지 못한다.

다단식 버너는 높이 방향 여러 지점에서 열을 나눠 공급해 상하 온도차를 줄이고, 폐가스 순환은 연소가스를 재순환시켜 국부 과열을 막으며, 탄화실 치수·벽두께 조정은 열전달 경로 자체를 개선하는 방법이다.

문제 9
고로조업 중 샤프트부의 노벽에 부착물이 생기는 현상을 방지하는 방법으로 옳은 것은?
1Na, K, Zn 함량이 많은 장입물을 장입한다.
2광석/코크스를 줄이면서 고온조업을 실시한다.
3열균열이나 환원ㆍ붕괴하기 쉬운 광석의 장입을 확대한다.
4통기분포가 불균일한 조업을 통해 노벽 부착물의 낙하를 유도한다.
정답 및 해설

샤프트부 노벽에 부착물이 쌓이는 것을 막으려면 광석 대비 코크스 비율을 늘리면서(광석/코크스를 줄이면서) 고온으로 조업해 부착이 굳기 전에 녹여 내리는 것이 효과적이다.

  • Na·K·Zn 같은 성분이 많은 장입물은 오히려 노벽 부착을 일으키는 원인이 된다.
  • 열균열이나 환원붕괴가 잘 되는 광석을 늘리면 분화가 심해져 부착이 더 심해진다.
  • 통기를 일부러 불균일하게 하는 것은 노황을 불안정하게 만들어 권장되지 않는다.

즉 부착물이 생기기 어려운 조업조건을 선택하는 것이 핵심 대책이다.

문제 10
석탄 건류가 끝나고 코크스화 최종 진행 과정에서 화락 시간이 있다. 이 화락 시간에 영향을 주는 인자로 틀린 것은?
1장입 석탄량
2폐 가스의 발생량
3장입 석탄의 전수분
4공급 연료의 발열량
정답 및 해설

화락시간은 장입 석탄량, 석탄의 전수분, 공급 연료의 발열량처럼 투입 조건에 좌우되며, 폐가스 발생량은 그 결과로 나타나는 값이라 화락시간을 결정짓는 인자로 보지 않는다.

장입탄이 많거나 수분이 많으면 건류에 더 오랜 시간이 걸리고, 연료발열량이 낮으면 가열 속도가 떨어져 화락시간이 늘어나는 식으로 각 조건이 직접 시간에 영향을 준다.

문제 11
주물용선의 Si를 많이 함유하고, Mn을 적게 함유하도록 한다. 이 때 배합상 고려사항으로 틀린 것은?
1일정량의 코크스량에 대하여 광석 장입량을 적게 한다.
2장입물의 로내강하 시간을 늦추어 조업도를 약간 낮춘다.
3광재의 염기도를 약간 낮게 한다. 즉, 산성으로 하여 Mn의 환원을 촉진시킨다.
4고온조업이므로 선철 중에 들어가는 금속원소의 환원율을 높게 생각하여 광석배합을 한다.
정답 및 해설

주물용선은 Si를 높이고 Mn을 낮춰야 하므로 광재 염기도를 다소 낮춰 산성으로 가져가는 것 자체는 맞지만, 산성 슬래그에서는 MnO가 SiO₂와 결합해 활량이 떨어져 Mn의 환원이 오히려 억제된다. 따라서 산성으로 해서 Mn의 환원을 촉진시킨다는 서술은 사실과 반대이고, Mn을 적게 하려는 목적과도 어긋난다.

  • 일정량의 코크스에 대해 광석 장입량을 줄이면 고온·강환원 분위기가 되어 Si 환원에 유리하다.
  • 장입물의 노내 강하를 늦춰 조업도를 약간 낮추면 체류시간이 늘어 Si 환원이 촉진된다.
  • 고온조업에서는 선철로 들어가는 금속원소의 환원율이 높아지므로 이를 감안해 광석을 배합한다.

정리하면 염기도를 낮추는 조작은 Si 환원을 돕고 Mn 환원을 억제하는 방향이므로, 촉진시킨다는 설명이 틀렸다.

문제 12
다음 중 소결광의 조직이 아닌 것은?
1헤마타이트
2마그네타이트
3보크사이트
4칼슘실리케이트
정답 및 해설

소결광을 이루는 대표 조직은 헤마타이트·마그네타이트 같은 철산화물과 칼슘실리케이트계 결합상이며, 보크사이트는 알루미늄 제련용 원료 광물이지 소결광 조직이 아니다.

헤마타이트·마그네타이트는 소결 과정에서 만들어지는 철산화물 결정이고, 칼슘실리케이트는 맥석성분과 석회석이 반응해 생기는 결합상으로 소결광의 강도를 좌우한다.

문제 13
고로용 코크스는 능률적인 고로조업을 할 수 있도록 품질이 안정되어야 하는데 이를 만족하기 위한 제약조건으로 볼 수 없는 것은?
1건류온도, 건류속도, 석탄입도 등의 코크스로 조업상의 제약
2코크스 강도, 회분, 황분의 유지 및 변동방지를 위한 고로 조업상의 제약
3열풍생산과 원활한 풍압, 풍속을 얻기 위한 열풍로 조업상의 제약
4강점탄의 적절한 배합에 따른 양질의 코크스 생산을 위한 원료석탄 수급상의 제약
정답 및 해설

고로용 코크스의 품질 안정을 위한 제약은 코크스로·고로 조업과 원료탄 수급 쪽에서 나오며, 열풍로의 풍압·풍속 조업 제약은 코크스 자체 품질과는 별개의 조건이다.

  • 건류온도·건류속도·석탄입도는 코크스로 조업이 지켜야 할 제약이다.
  • 코크스 강도·회분·황분을 일정하게 유지하는 것은 고로 조업 측에서 요구하는 제약이다.
  • 강점탄을 적절히 배합해 양질의 코크스를 만들려면 원료탄 수급 여건이 뒷받침돼야 한다.

반면 열풍 생산을 위한 풍압·풍속 조건은 열풍로 자체의 운전 조건일 뿐 코크스 품질을 규정하는 제약은 아니다.

문제 14
분광의 괴성법에 해당되지 않는 것은?
1분광석을 가압기로써 가압성형 시키는 방법
2분광석에 분코크스, 분석회석을 혼합하여 가열해서 부분 용융으로 결합시키는 방법
3소결이 곤란한 미분을 수분화 약간의 점결제를 넣어 구상화시켜 이를 소성하여 경화시키는 방법
4분광석을 웨지(wedge)로를 사용하여 불순물의 일부를 제거시키고 성분을 균일화하는 방법
정답 및 해설

웨지(wedge)로는 광석을 가열해 불순물의 일부를 날려 보내고 성분을 균일화하는 배소(roasting) 설비여서, 분광을 덩어리로 뭉치는 괴성화 방법에는 해당하지 않는다.

  • 가압기로 분광석을 눌러 성형하는 것은 브리케팅에 해당한다.
  • 분코크스·분석회석을 섞어 가열해 부분 용융으로 결합시키는 것은 소결법이다.
  • 미분을 수분과 약간의 점결제로 구상화한 뒤 소성해 굳히는 것은 펠렛화이다.

즉 웨지로 처리는 원료를 뭉치는 공정이 아니라 불순물을 제거하는 별개의 전처리 공정이다.

문제 15
다음 중 연화용융하는 석탄의 조직성분은?
1Vitrinite
2Mineral
3Inertinite
4Fusinite
정답 및 해설

석탄 조직성분 중 가열 시 연화·용융해 점결성을 나타내는 반응성 성분은 비트리나이트(Vitrinite)이다.

이너티나이트·퓨지나이트 같은 불활성 성분은 가열해도 용융되지 않고 골격 역할만 하며, 미네랄(광물질)은 유기 조직성분이 아니어서 코크스화 반응에 관여하지 않는다.

문제 16
고로의 slag-metal 간의 탈황능을 향상하기 위한 것으로 옳은 것은?
1슬래그의 염기도를 낮춘다.
2용철 중의 Si, C를 감소시킨다.
3슬래그 중 산소이온의 활량을 작게 한다.
4교반 및 욕온상승으로 활량비를 크게 한다.
정답 및 해설

고로 슬래그-메탈 간 탈황능을 높이려면 교반으로 물질전달을 촉진하고 욕온을 올려 반응에 관여하는 활량비를 크게 만드는 것이 효과적이다.

슬래그 염기도를 낮추거나 산소이온의 활량을 작게 하는 조작, 용철 중 Si·C를 줄이는 것은 오히려 탈황에 불리한 방향으로 작용한다.

문제 17
제철용 철광석이 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?
1철 함유량이 많을 것
2피산화성이 좋을 것
3해로운 불순물을 적게 함유할 것
4로내에서 하중, 마모에 견디는 강도가 클 것
정답 및 해설

제철용 철광석은 이미 산화물 상태이므로 다시 산화될 필요가 없고, 노내에서 환원이 잘 되는 성질(피환원성)이 좋아야 한다.

철 함유량이 높고 해로운 불순물이 적으며 노내 하중과 마모에 견디는 강도가 큰 것은 모두 제철원료로서 바람직한 조건이다.

문제 18
고로조업을 원활히 하기 위한 기술적 방안으로 틀린 것은?
1장입물의 정립
2노내 가스분포 조정
3장입물의 분포 조정
4직접환원(고체 C에 의한 환원)조장
정답 및 해설

직접환원(고체 탄소에 의한 환원)은 코크스를 많이 소모하는 흡열반응이라 노내 열부담을 키우므로, 이를 조장하기보다 억제하고 간접환원 비율을 높이는 것이 고로 조업을 원활히 하는 방향이다.

장입물을 정립해 크기를 고르게 하고 노내 가스·장입물의 분포를 고르게 조정하는 것은 가스 흐름과 반응효율을 높이는 실질적인 조업 개선 방안이다.

문제 19
고로용으로 사용되는 코크스 중 황(S)의 함유량(%)은?
10.8 이하
21.5 이하
32.0 이하
44.0 이하
정답 및 해설

고로용 코크스는 황분이 선철 품질과 탈황 부담에 영향을 주므로, 통상 황(S) 함유량 0.8% 이하로 관리하는 것을 기준으로 삼는다.

황분이 기준보다 높으면 선철 중 황 함량이 늘어나 별도의 탈황 처리 부담이 커지므로, 코크스 제조 단계에서부터 원료탄의 황분을 관리해 기준을 맞춘다.

문제 20
석탄을 코크스로에 장입하기 전에 예열하는 이유가 아닌 것은?
1생산성을 증대시키기 위하여
2코크스화성을 높이기 위하여
3탄화시간을 대폭 감소하기 위하여
4산소함량이 높은 석탄을 사용하기 위하여
정답 및 해설

석탄을 코크스로에 넣기 전 예열하는 목적은 생산성 향상과 탄화시간 단축, 그리고 점결성이 약하거나 산소함량이 높은 저품위 석탄까지 배합에 쓰기 위한 것이지, 석탄 고유의 코크스화성 자체를 높이는 것은 아니다.

예열로 수분이 줄고 장입 밀도가 높아지면 탄화에 필요한 열량과 시간이 줄어 로 회전율이 오르고, 그만큼 배합에 쓸 수 있는 탄종의 폭도 넓어진다.

문제 21
축류 송풍기에 대한 설명으로 옳은 것은?
1주로 중형 이하의 고로에 사용한다.
2축 위에 여러 개의 회전 날개를 붙인 것이다.
3풍압 변동에 대한 정풍량 운전이 용이하지 않다.
4고속 회전에 적합하고, 가볍고 작게 제작이 가능하다.
정답 및 해설

축류 송풍기는 고속 회전에 적합하고 같은 풍량 기준으로 상대적으로 가볍고 작게 만들 수 있어 대풍량이 필요한 대형 고로에 주로 쓰인다.

  • 중소형이 아니라 대형 고로에 주로 채택되는 방식이다.
  • 풍압이 변하더라도 비교적 정풍량 운전이 가능한 편이다.

즉 대용량·고속운전에 유리한 구조라는 점이 축류형의 핵심 특징이다.

문제 22
다음 중 가스 청정설비가 아닌 것은?
1스크린
2제진기
3전기 집진장치
4벤추리 스크러버
정답 및 해설

제진기·전기집진장치·벤추리스크러버는 노정가스에 섞인 먼지를 걸러내는 가스청정설비이지만, 스크린은 원료의 입도를 고르는 선별설비여서 가스 청정과는 목적이 다르다.

제진기는 중력이나 원심력으로 굵은 입자를 먼저 걸러내고, 전기집진장치와 벤추리스크러버는 그보다 미세한 먼지까지 추가로 제거하는 단계적 청정 공정으로 쓰인다.

문제 23
원료 중에 5~15%의 석회석을 배합해서 염기도가 1.2~2.0인 소결광을 무엇이라 하는가?
1점성 소결광
2산성 소결광
3중성 소결광
4자용성 소결광
정답 및 해설

원료에 석회석을 5~15% 정도 배합해 염기도(CaO/SiO₂)를 1.2~2.0 수준으로 높인 소결광을 자용성 소결광이라 한다.

자용성 소결광은 고로에 장입되는 단계에서 이미 필요한 염기도를 갖추고 있어 별도의 석회석 투입을 줄일 수 있다는 점에서 산성·중성 소결광과 구분된다.

문제 24
송풍온도가 130℃ 이상 가능한 외연식 열풍로는?
1Cowper식
2McClare식
3Koppers식
4Mckee식
정답 및 해설

코퍼스(Koppers)식은 연소실과 축열실 구조를 분리한 외연식 열풍로로, 다른 방식에 비해 상대적으로 더 높은 송풍온도까지 안정적으로 운전할 수 있는 형식으로 꼽힌다.

카우퍼식은 연소와 축열이 한 통 안에서 이뤄지는 내연식이라 구조는 단순하지만, 코퍼스식처럼 연소부를 분리하면 내화물에 걸리는 열부담이 줄어 더 높은 온도의 열풍을 얻는 데 유리하다.

문제 25
고로내로 취입되는 열풍에 의해 풍구근처에 Race way가 형성되는 구역은?
1환원대
2침탄대
3용융대
4연소대
정답 및 해설

풍구를 통해 들어온 열풍이 코크스를 태우며 빈 공간을 만드는 구역은 연소대이며, 레이스웨이는 바로 이 연소대 안에 형성된다.

환원대는 상승 가스에 의해 산화철이 환원되는 구역이고, 침탄대·용융대는 그보다 아래쪽에서 선철 성분이 정해지고 녹는 구역이라 레이스웨이가 생기는 풍구 앞 위치와는 다르다.

문제 26
소결조업에 있어 수분제어는 코크스 배합비와 함께 가장 기본적이며, 중요한 관리 항목이다. 소결과정에서 수분첨가의 목적이라고 할 수 없는 것은?
1코크스 원단위를 높이기 위해서
2미분 응집에 따른 통기성 향상을 위하여
3소결층의 분진 흡인 및 비산을 방지하기 위하여
4소결층 내의 온도구배를 개선하여 열효율을 향상시키기 위하여
정답 및 해설

소결조업에서 수분을 첨가하는 목적은 미분을 뭉쳐 통기성을 높이고 분진 비산을 막으며 층 내 열효율을 개선하는 데 있지, 코크스 사용량(원단위)을 늘리기 위한 것은 아니다.

수분이 미분 입자를 서로 응집시키면 소결층의 통기 저항이 줄어 가스가 고르게 흐르고, 층 내 온도구배가 완만해져 열이 고르게 전달된다.

문제 27
고로의 노정가스 중 N2 59%, 노정가스량 4500m3/t-pig일 때 송풍량은 약 몇 m3/t-pig인가?
13360
23400
33450
43500
정답 및 해설

노내 반응에 거의 관여하지 않는 질소가 송풍과 노정가스 사이에서 그대로 보존된다는 질소수지를 이용하면 송풍량을 구할 수 있다.

노정가스 중 질소량은 4500×0.59=26554500 \times 0.59 = 2655 m³/t-pig이다.

공기 중 질소 비율을 약 79%로 보면 송풍량은 26550.79≈3361\dfrac{2655}{0.79} \approx 3361 m³/t-pig로 계산되어, 보기 중 약 3360에 가장 가깝다.

문제 28
노내 열수지 계산시 출열에 해당하는 것은?
1열풍현열
2용선현열
3코크스 발열량
4슬래그 생성열
정답 및 해설

용선현열은 노 밖으로 빠져나가는 출열에 해당한다.

노내 열수지의 입열은 열풍현열과 코크스 연소열처럼 노 안으로 공급되는 열이고, 출열은 용선과 슬래그가 가지고 나가는 현열, 노정가스 현열, 냉각손실 등이다.

  • 열풍현열은 송풍을 통해 노 안으로 들어오는 입열이다.
  • 코크스 발열량은 연소로 발생해 노 안에 공급되는 입열이다.
  • 슬래그 생성열은 슬래그가 만들어질 때 방출되는 반응열로 입열로 계산된다.
문제 29

로정가스 성분이 다음과 같을 때 로정가스 1m3 중의 탄소량과 산소량은 각각 약 몇 kg인가? (단, 계산시 소수세짜자리에서 반올림한다.)

[로정가스 성분]

  • CO: 25%
  • CO2: 18%
  • N2: 56%
  • H2: 1%
1탄소량 : 0.14, 산소량 : 0.16
2탄소량 : 0.44, 산소량 : 0.23
3탄소량 : 0.23, 산소량 : 0.44
4탄소량 : 2.31, 산소량 : 4.36
정답 및 해설

탄소량은 약 0.23kg, 산소량은 약 0.44kg이다.

표준상태에서 기체 1m3은 1 ÷ 22.4 = 0.0446kmol이므로 CO 25%는 0.01116kmol, CO2 18%는 0.00804kmol이다. N2와 H2는 탄소도 산소도 갖지 않아 계산에서 빠진다.

탄소는 두 기체가 분자당 1개씩 가지므로
(0.01116 + 0.00804) × 12 = 0.230kg이다.

산소는 CO가 1개, CO2가 2개이므로
(0.01116 + 0.00804 × 2) × 16 = 0.436 ≒ 0.44kg이다.

문제 30
석탄의 분쇄 및 압도에 대한 설명으로 틀린 것은?
1석탄에 수분이 많으면 분쇄하기 어렵다.
2석탄이 분쇄 전 입도가 크면 분쇄 후 입도도 커진다.
3Hardgrove 지수가 큰 탄일수록 석탄은 작은 입도로 쉽게 파쇄되지 않는다.
4Hardgrove 지수란 석탄에 힘을 가한 경우 분쇄의 용이성을 나타내는 지수이다.
정답 및 해설

Hardgrove 지수가 큰 석탄일수록 쉽게 분쇄되므로, 작은 입도로 쉽게 파쇄되지 않는다는 설명은 틀렸다.

Hardgrove 지수는 일정한 힘으로 석탄을 분쇄했을 때 나오는 미분량을 지수화한 것으로, 지수가 클수록 분쇄가 쉬운 무른 탄임을 뜻한다.

수분이 많은 석탄이 분쇄되기 어렵다는 점과, 분쇄 전 입도가 크면 분쇄 후 입도도 상대적으로 커지는 경향은 실제 분쇄 특성과 일치한다.

문제 31
고로 개수 완료 후 행해야할 조업 순서는?
1송풍 → 고로의 건조 → 장입물 충전
2고로의 건조 → 송풍 → 장입물 충전
3고로의 건조 → 장입물 충전 → 송풍
4장입물 충전 → 고로의 건조 → 송풍
정답 및 해설

고로 개수(보수) 완료 후에는 건조 → 장입물 충전 → 송풍 순서로 조업을 재개한다.

축조·보수된 노체와 내화물의 수분을 먼저 제거해야 급격한 열충격에 의한 손상을 막을 수 있으므로 건조가 가장 먼저 이루어진다.

건조 후 코크스·광석 등 장입물을 채워 노를 채운 다음, 마지막으로 송풍을 시작해 조업을 개시한다.

문제 32
고로용 내화재가 갖추어야 할 조건으로 옳은 것은?
1고온에서 연화할 것
2열충격이나 마모에 강할 것
3열전도도 및 냉각효과가 없을 것
4고온 고압에서 강도가 적을 것
정답 및 해설

고로용 내화재는 열충격과 마모에 강해야 한다.

조업 중 급격한 온도 변화와 장입물·용선의 마찰에 반복적으로 노출되므로, 열충격 저항성과 내마모성이 낮으면 내화물이 쉽게 손상되어 노 수명이 단축된다.

반대로 고온에서 쉽게 연화되거나, 열전도·냉각 효과가 없거나, 고온·고압에서 강도가 낮은 성질은 내화재로 부적합한 조건이다.

문제 33
고로의 출선능력을 표시하는 단위로 옳은 것은?
1ton/day/m3
2ton/hr
3kg/m3
4kg/℃/m3
정답 및 해설

고로의 출선능력은 하루에 노 내용적 1m³당 생산되는 선철량, 즉 ton/day/m3\mathrm{ton/day/m^3} 단위로 나타낸다.

이는 노의 크기(유효내용적)를 기준으로 한 생산성 지표로, 노 크기가 다른 고로끼리도 생산 효율을 서로 비교할 수 있게 해준다.

문제 34
고로 로체 냉각 방법 중 외부 냉각이 아닌 것은?
1stave 냉각
2jacket 냉각
3분무 냉각
4살수 냉각
정답 및 해설

스테이브(stave) 냉각은 냉각수가 흐르는 냉각관을 노체 벽돌 안쪽에 매립하는 방식으로, 노체 내부에 설치되는 내부 냉각 방식이다.

반면 재킷 냉각, 분무 냉각, 살수 냉각은 모두 노체 외벽 바깥쪽에서 물을 뿌리거나 재킷을 씌워 열을 식히는 외부 냉각 방식이다.

문제 35
용제(Flux)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1유동성을 좋게 한다.
2슬래그의 용융점을 낮춘다.
3맥석같은 불순물과 결합한다.
4산성 용제에는 형석, 석회석 등이 있다.
정답 및 해설

형석과 석회석은 산성 용제가 아니라 염기성(또는 중성) 용제에 해당한다.

용제는 맥석 같은 불순물과 결합해 슬래그의 융점을 낮추고 유동성을 좋게 하는 역할을 하는데, 산성 용제로는 규석(규사) 등이 쓰이고 형석·석회석은 염기도를 높이는 데 사용된다.

문제 36
다음 블럭선도는 어떤 성형 코크스 제조법에 해당되는가?
1BF법
2Lurgi법
3FMC법
4Consolidation법
정답 및 해설

제시된 흐름은 FMC법의 성형 코크스 제조 순서이다.

블럭선도는 비점결탄을 전처리한 뒤 160℃를 거쳐 저온건류 → 440℃ → 소성(800℃)으로 차(char)를 만들고, 여기에 피치를 넣어 냉간성형한 다음 경화(260℃)와 건류(930℃)를 거쳐 코크스를 얻는 순서로 그려져 있다.

저온건류로 얻은 차에 피치를 결합제로 섞어 냉간에서 성형하고, 경화시킨 뒤 다시 고온에서 건류하는 이 조합이 해당 제조법을 가리키는 결정적 단서다.

문제 37
고로 내의 열이 저하되었을 때 나타나는 현상을 설명한 것 중 옳은 것은?
1장입이 늦어지고 가스 이용율이 높아진다.
2용선 중의 Si 가 저하하고 슬래그 중의 염기도가 상승한다.
3용선 및 슬래그의 휘도가 어두워지고 슬래그의 유동성이 나빠진다.
4일시적으로 송풍압이 올라가고 로정가스 온도도 상승한다.
정답 및 해설

노내 열이 저하되면 용선과 슬래그의 온도가 낮아져 휘도(빛깔)가 어두워지고, 슬래그의 유동성이 나빠진다.

온도가 떨어지면서 용선과 슬래그의 점성이 커지기 때문이며, 노황이 차가워지는(냉행·냉입 경향) 것을 판단하는 대표적인 관찰 지표로 쓰인다.

문제 38
고로 종풍을 위한 감척조업(減尺操業)의 목적으로 틀린 것은?
1주수량 및 냉각소요시간 단축
2종풍시 로내 폭발 가능성 방지
3종풍조업용 코크스 사용량 감소
4해체 운반비용 및 소요시간 단축
정답 및 해설

고로 종풍(휴풍) 전에 장입량을 점차 줄여가는 감척조업은 노 안에 남는 장입물량을 최소화해 냉각과 해체 작업을 수월하게 하려는 조치다.

이를 통해 살수 냉각량과 냉각에 걸리는 시간을 줄이고, 코크스 소비량과 이후 해체·운반에 드는 비용·시간을 함께 줄일 수 있다.

노 내부의 폭발 가능성을 막는 것은 가스 치환 등 별도의 안전조치로 이루어지는 것이지, 장입량을 줄이는 감척조업 자체의 목적은 아니다.

문제 39
다음 중 Boudouard 반응식을 옳게 나타낸 것은?
1C + 1/2ㆍO2 ⇆ CO
2CO2 + C ⇆ 2CO
3H2O + C ⇆ CO + H2
4H2O + CO ⇆ CO2 + H2
정답 및 해설

부다 반응(Boudouard reaction)은 이산화탄소와 탄소가 반응해 일산화탄소를 생성하는 가역 반응이다.

CO2+C⇌2CO\mathrm{CO_2} + \mathrm{C} \rightleftharpoons 2\mathrm{CO}

이 반응은 고온에서 정반응(CO 생성) 쪽으로 진행되어 고로 노내 환원가스인 CO를 공급하는 핵심 반응이다.

문제 40
열풍로가 4기 있을 때 병렬송풍(staggered parallel) 제어방식을 이용하여 시간차를 두고 2기의 열풍로를 동시에 통풍하는데 이러한 방법을 사용하는 가장 큰 목적은?
1소결광의 점결성을 향상시키기 위해서
2혼입 냉풍량을 감소시키기 위해서
3고온의 열풍을 냉각시키기 위해서
4격자 벽돌의 수명을 연장하기 위해서
정답 및 해설

열풍로 여러 기를 시간차를 두고 동시에 통풍(병렬송풍)하는 것은 혼입되는 냉풍량을 줄이기 위해서다.

열풍로 한 기만으로 계속 송풍하면 온도가 떨어져 목표 온도를 맞추려고 찬 공기를 섞어야 하는데, 여러 기를 겹쳐 병렬로 가동하면 그만큼 냉풍 혼입 없이도 높은 송풍온도를 유지할 수 있다.

문제 41
다음 중 Burstlein법에 대한 설명으로 옳은 것은?
1냉간 또는 열간에서 석탄을 가압성형한 후 고온에서 코크스화 하여 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
2석탄을 코크스로에 장입할 때 압축해서 탄층의 밀도를 증가시켜 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
3석탄을 코크스로에 장입할 때 소량의 기름을 첨가함으로써 로 내 장입층의 밀도를 증가시켜 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
4코크스로에 장입할 원료를 분쇄함과 동시에 체질을 하여 될 수 있는 한 중간 입도의 것이 많도록 입도저정을 엄격히 함으로써 코크스의 품질을 향상시키는 방법이다.
정답 및 해설

Burstlein법은 코크스로에 장입할 원료를 분쇄하면서 체질(screening)까지 함께 실시해, 지나치게 굵거나 지나치게 고운 입자를 줄이고 중간 입도의 비율을 최대한 높이도록 입도 구성을 엄격히 관리하는 방법이다.

입도를 고르게 맞추면 탄층의 충전 상태가 균일해져 코크스의 강도와 품질이 향상된다.

이는 석탄을 가압성형하거나 장입 시 탄층을 압축·다짐하는 방식과는 구분되는, 입도 관리 중심의 코크스 품질 향상법이다.

문제 42
고로내 가스분포의 조절을 위해 장입물의 분포상태를 변경하는 방법이 아닌 것은?
1장입선 변경
2장입순서 변경
3장입층 두께 변경
4장입호퍼 크기 변경
정답 및 해설

고로 내 가스 분포는 장입선, 장입 순서, 장입층 두께 같은 조업 중 조절 가능한 장입 방식을 바꿔서 제어한다.

장입호퍼의 크기는 설비 설계 단계에서 정해지는 고정된 구조 요소로, 조업 중에 바꿔가며 가스 분포를 조절하는 변수가 아니다.

문제 43
일반적으로 품질코스트 가운데 가장 큰 비율을 차지하는 것은?
1평가코스트
2실패코스트
3예방코스트
4검사코스트
정답 및 해설

품질코스트 중에서는 실패코스트가 일반적으로 가장 큰 비중을 차지한다.

실패코스트는 불량이나 클레임으로 인해 발생하는 손실비용으로, 예방코스트나 평가코스트, 검사코스트에 비해 관리가 소홀할수록 실패코스트의 규모가 급격히 커지는 특성이 있다.

문제 44
계량값 관리도에 해당되는 것은?
1c 관리도
2u 관리도
3R 관리도
4np 관리도
정답 및 해설

R 관리도는 길이·무게처럼 연속적으로 측정되는 계량치를 다루는 관리도다.

반면 c 관리도, u 관리도, np 관리도는 불량개수나 결점수처럼 셀 수 있는 계수치를 다루는 관리도로, 계량값 관리도와는 구분된다.

문제 45
정규분포에 관한 설명 중 틀린 것은?
1일반적으로 평균치가 중앙값보다 크다.
2평균을 중심으로 좌우대칭의 분포이다.
3대체로 표준편차가 클수록 산포가 나쁘다고 본다.
4평균치가 0이고 표준편차가 1인 정규분포를 표준정규분포라 한다.
정답 및 해설

정규분포는 평균을 중심으로 좌우 대칭인 분포이므로, 평균치와 중앙값(중위수)은 서로 같다.

따라서 평균치가 중앙값보다 크다는 설명은 정규분포의 대칭성과 어긋난다.

표준편차가 클수록 산포가 커지는 것으로 보는 점, 평균 0·표준편차 1인 분포를 표준정규분포라 부르는 점은 정규분포의 일반적 성질과 일치한다.

문제 46
작업측정의 목적 중 틀린 것은?
1작업개선
2표준시간 설정
3과업관리
4요소작업 분할
정답 및 해설

작업측정은 작업개선, 표준시간 설정, 과업관리를 목적으로 수행한다.

요소작업으로 분할하는 것은 작업측정을 수행하기 위해 거치는 절차(방법)일 뿐, 작업측정 자체의 목적으로 보기는 어렵다.

문제 47
어떤 작업을 수행하는데 작업소요시간이 빠른 경우 5시간, 보통이면 8시간, 늦으면 12시간 걸린다고 예측 되었다면 3점 견적법에 의한 기대 시간치와 분산을 계산하면 약 얼마인가?
1te = 8.0, ?2 = 1.17
2te = 8.2, ?2 = 1.36
3te = 8.3, ?2 = 1.17
4te = 8.3, ?2 = 1.36
정답 및 해설

3점 견적법의 기대시간은 te=a+4m+b6t_e = \dfrac{a + 4m + b}{6}으로 구한다.

te=5+4×8+126=496≈8.2t_e = \dfrac{5 + 4 \times 8 + 12}{6} = \dfrac{49}{6} \approx 8.2

분산은 σ2=(b−a6)2\sigma^2 = \left(\dfrac{b-a}{6}\right)^2으로 구하며, σ2=(12−56)2=(76)2≈1.36\sigma^2 = \left(\dfrac{12-5}{6}\right)^2 = \left(\dfrac{7}{6}\right)^2 \approx 1.36이다.

따라서 기대시간은 약 8.2, 분산은 약 1.36으로 계산된다.

문제 48
계수 규준형 샘플링 검사의 OC곡선에서 좋은 로트를 합격시키는 확률을 뜻하는 것은? (단, α는 제1종과오, β는 제2종과오이다.)
1α
2β
31-α
41-β
정답 및 해설

계수 규준형 샘플링 검사에서 좋은 로트가 합격할 확률은 1−α1-\alpha로 나타낸다.

제1종 과오(α\alpha)는 품질이 좋은 로트를 잘못 불합격시킬 확률이므로, 그 반대인 1−α1-\alpha가 좋은 로트를 올바르게 합격시킬 확률이 된다.

반대로 β\beta(제2종 과오)는 나쁜 로트를 잘못 합격시킬 확률이고, 1−β1-\beta는 나쁜 로트를 올바르게 불합격시킬 확률을 뜻한다.

문제 49
다음 중 지체파괴(delayed fracture)의 원인으로 틀린 것은?
1강재의 강도수준이 낮을 때
2잔류응력과 인장응력이 있을 때
3수소를 함유하는 환경 하에 있을 때
4미시적, 거시적으로 응력집중부가 있을 때
정답 및 해설

지체파괴(delayed fracture)는 강재의 강도 수준이 높을수록 잘 일어나는 현상이다.

강도가 높은 고강도강일수록 내부에 수소가 침투했을 때 취성이 커지고, 여기에 잔류응력·인장응력이나 응력집중부가 더해지면 시간이 지난 뒤 갑자기 파괴되는 지체파괴가 발생하기 쉽다.

따라서 강도 수준이 낮을 때라는 조건은 지체파괴의 원인으로 보기 어렵다.

문제 50
공구 재료로서 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?
1내마멸성이 커야 한다.
2피삭성이 좋아야 한다.
3강인성이 커야 한다.
4열처리가 용이해야 한다.
정답 및 해설

공구 재료는 내마멸성과 강인성이 크고, 열처리가 용이해야 절삭 중 마모와 충격을 견디면서 원하는 경도를 얻을 수 있다.

반면 피삭성(가공하기 쉬운 성질)은 절삭 대상이 되는 공작물 재료에 요구되는 성질이지, 공구 재료 자체에 요구되는 조건은 아니다.

문제 51
Fe-C 상태도에서 가장 높은 탄소량을 나타내는 것은?
1공석강
2아공석강
3공정주철
4과공정주철
정답 및 해설

네 조직 중 탄소량이 가장 많은 것은 과공정주철이다.

아공석강은 공석 조성(약 0.77%C)보다 탄소가 적고, 공석강은 약 0.77%C, 공정주철은 공정 조성인 약 4.3%C이며, 과공정주철은 그 4.3%C보다 더 많은 탄소를 포함한다.

따라서 탄소량은 아공석강 < 공석강 < 공정주철 < 과공정주철 순으로 커진다.

문제 52
고망간강은 소성변형 중에 가공경화성이 매우 크다. 가공경화의 원인이 아닌 것은?
1쌍정
2적층결함
3ε 상의 유기
4결정립 조대화
정답 및 해설

고망간강의 가공경화는 소성변형 중 쌍정, 적층결함, ε상 생성 같은 미세조직 변화가 전위의 이동을 방해하면서 나타난다.

결정립이 조대화되면 오히려 결정립계가 줄어들어 강도를 낮추는 방향으로 작용하므로, 이는 가공경화를 일으키는 원인이 아니다.

문제 53
내열용 Ni-Cr계 합금에 대한 설명 중 틀린 것은?
1Ni-20%Cr 합금을 크로멜이라 한다.
2알루멜은 Ni-3.5%Al-0.5%Fe 합금이다.
3내열용 Ni-Cr계 합금에는 하스텔로이가 있다.
4Ti나 Al을 다량 첨가하기 위해서는 진공용해가 필요하다.
정답 및 해설

하스텔로이(Hastelloy)는 니켈에 몰리브덴을 주로 첨가한 Ni-Mo계(또는 Ni-Mo-Cr계) 내식용 합금으로, Ni-Cr계 내열합금으로 분류하기는 어렵다.

Ni에 Cr을 약 20% 넣은 크로멜이 대표적인 Ni-Cr계 합금이고, 알루멜은 Ni에 Al과 Fe를 소량 넣어 크로멜과 짝지어 열전대로 쓰이는 Ni계 합금이다.

Ti나 Al을 많이 넣을 때 대기 중 산화를 막기 위해 진공용해가 필요하다는 설명은 내열합금 제조 특성과 맞는다.

문제 54
과공석강에서 펄라이트가 ϒ의 결정경계로부터 형성되는 과정으로 옳은 것은?
1α 생성 → 시멘타이트 성장 → α 성장 → 시멘타이트 생성
2α 생성 → 시멘타이트 생성 → α 성장 → 시멘타이트 성장
3시멘타이트 생성 → 시멘타이트 성장 → α 생성 → α 성장
4시멘타이트 생성 → α 생성 → 시멘타이트 성장 → α 성장
정답 및 해설

과공석강에서는 오스테나이트 결정립계를 따라 먼저 시멘타이트가 생성되고, 이어서 시멘타이트가 성장한다.

시멘타이트가 자라면서 그 주변의 탄소가 빠져나가 낮아진 부분에 α상(페라이트)이 생성되고, 다시 α가 성장하는 과정이 반복되며 층상의 펄라이트 조직이 만들어진다.

문제 55
다음 중 청동(Bronze)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1인청동은 고탄성용 가공재이다.
2Cu3P 상은 강도를 증가시켜 인청동을 건전하게 만든다.
3주석청동중에 인을 0.05~0.5% 남게 하면 용탕의 유동성이 개선된다.
4실용적으로 사용되는 스프링용 인청동은 7~8% Sn, 0.05~0.15%P 정도의 합금이다.
정답 및 해설

Cu₃P 상은 인청동에서 인(P)이 과다하게 들어갔을 때 생기는 취성이 큰 화합물로, 오히려 합금을 여리게 만들어 건전성을 떨어뜨린다.

따라서 Cu₃P가 강도를 높여 인청동을 건전하게 만든다는 설명은 사실과 반대다.

주석청동에 인을 0.05~0.5% 정도 남겨 용탕의 유동성을 좋게 하거나, 스프링용 인청동을 Sn 7~8%·P 0.05~0.15% 수준으로 배합해 고탄성 가공재로 쓰는 것은 실제 합금 설계와 일치한다.

문제 56
금속 화재에 해당하는 것은?
1A급
2B급
3C급
4D급
정답 및 해설

나트륨, 마그네슘, 알루미늄 분말 같은 금속에서 비롯된 화재는 D급 화재로 분류한다.

일반 가연물 화재는 A급, 유류·가스 화재는 B급, 전기 화재는 C급으로 구분되며 금속화재는 이들과 소화 방법이 달라 별도의 D급으로 나눈다.

문제 57
분진 발생 작업장에서 국소배기장치를 설치한 후 처음으로 사용하는 경우 또는 국소배기장치를 분해하여 개조하거나 수리한 후 처음으로 사용하는 경우에 사용 전에 점검하여야 하는 사항과 가장 거리가 먼 것은?
1흡기 및 배기 능력
2후드와 송풍기의 분진 상태
3덕트와 배풍기의 분진 상태
4덕트 접속부가 헐거워졌는지 여부
정답 및 해설

국소배기장치를 처음 사용하거나 분해·개조·수리한 뒤 처음 사용할 때는 덕트와 배풍기의 분진 상태, 덕트 접속부의 헐거움 여부, 흡기 및 배기 능력을 점검하도록 정해져 있다.

이 점검 항목은 후드가 아니라 덕트, 송풍기가 아니라 배풍기를 기준으로 하므로, 후드와 송풍기의 분진 상태를 점검한다는 설명은 규정된 점검 항목과 거리가 있다.

문제 58
유연생산시스템(FMS)의 특징으로 틀린 것은?
1제품의 수명이 짧아지고 고객의 요구가 다양해짐에 따라 이에 적절히 대처할 수 있다.
2다양한 제품을 동시에 처리하므로 수요의 변화에 유연하게 대처할 수가 있다.
3단품이나 유사한 제품을 대량으로 생산하는 방식이다.
4FMS의 형태는 생산되는 대상 제품의 종류와 양에 따라 다양한 형태가 있다.
정답 및 해설

유연생산시스템(FMS)은 여러 종류의 제품을 동시에 처리하면서 수요와 제품 수명 변화에 유연하게 대응하기 위한 생산방식이다.

단일 품종을 대량으로 생산하는 방식은 오히려 전용 라인에 의한 소품종 대량생산 방식의 특징이며, 다품종에 유연하게 대응하는 FMS의 특징과는 반대된다.

문제 59
무인 반송차(Automatic Guided Vehicle)의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?
1레이아웃의 자유도가 작다.
2정지 정밀도를 확보할 수 있다.
3자기 진단과 컴퓨터 교신이 가능하다.
4충돌, 추돌 회피 등 자기 제어가 가능하다.
정답 및 해설

무인반송차(AGV)는 고정된 레일이나 컨베이어 없이 프로그램된 경로를 따라 움직이므로, 오히려 레이아웃을 자유롭게 구성할 수 있다는 것이 장점이다.

정지 정밀도 확보, 자기진단과 컴퓨터 교신, 충돌·추돌 회피를 위한 자기 제어가 가능하다는 특징은 AGV의 일반적인 성능과 일치한다.

문제 60
작업과 관련된 인간의 신체동작과 눈의 움직임을 분석하여 불필요한 동작을 제거하고 가장 합리적인 작업방법을 연구하는 기법은?
1공정분석기법
2동작연구기법
3표준자료기법
4연합작업분석기법
정답 및 해설

작업자의 신체 동작과 눈의 움직임을 분석해 불필요한 동작을 없애고 가장 합리적인 작업방법을 찾는 기법은 동작연구(motion study)다.

공정분석기법은 작업 전체의 흐름(공정)을 대상으로 하고, 표준자료기법은 축적된 시간자료로 표준시간을 산정하는 기법이라는 점에서 동작 자체를 미세하게 분석하는 동작연구와는 초점이 다르다.