[제선기능장 필기] 15년 1회차
제선기능장 필기 기출문제

15년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
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15년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 중 소결원료로서 신원료에 해당하는 것은?
1분광 + 반광
2분광 + 규석
3반광 + 분코크스
4혼합원료 + 석회석
문제 2
파이넥스 공정의 흐름으로 옳은 것은?
1HCI → 용융로 → 유동환원로 → 분광석
2HCI → 분광석 → 용융로 → 유동환원로
3분광석 → HCI → 유동환원로 → 용융로
4분광석 → 유동환원로 → HCI → 용융로
정답 및 해설

파이넥스(FINEX) 공정은 분광석 → 유동환원로 → HCI → 용융로 순서로 진행된다.

잘게 부순 분광석을 여러 단의 유동환원로에서 예열·환원한 뒤, 이를 HCI(Hot Compacting Iron) 공정에서 성형해 밀도를 높이고, 마지막으로 용융로(멜터-가시파이어)에서 완전히 녹여 선철을 만든다.

문제 3
코크스로 내 연소실의 건류온도는?
1350 ~ 400℃
2500 ~ 600℃
31200 ~ 1300℃
41400 ~ 1500℃
정답 및 해설

코크스로 연소실(가열 플루)의 온도는 통상 1200∼1300 ∘C1200 \sim 1300\ \mathrm{^{\circ}C} 수준으로 유지된다.

이 열이 격벽을 통해 탄화실 쪽으로 전달되면서 장입된 석탄이 서서히 건류되어 코크스로 바뀐다.

문제 4
소결배합시 첨가물에 대한 효과를 설명한 것 중 틀린 것은?
1생석회 첨가시 환원분화지수의 개선 및 성분변동이 감소된다.
2생석회 첨가시 의사입화를 촉진시켜 소결광 강도를 높인다.
3수분 첨가시 미분원료의 응집에 의한 통기성이 향상된다.
4수분 첨가시 소결층 내의 온도 구배를 개선하여 열효율을 저하시킨다.
정답 및 해설

소결 배합에서 수분을 첨가하면 미분원료끼리 뭉쳐 의사입자를 형성하면서 소결층의 통기성이 좋아지고, 이로 인해 층 내 온도 구배가 개선되어 열효율이 오히려 높아진다.

따라서 수분 첨가가 온도 구배는 개선하면서 열효율을 저하시킨다는 설명은 서로 모순되며, 실제로는 열효율 향상으로 이어진다.

생석회를 첨가하면 환원분화지수가 개선되고 성분변동이 줄며, 의사입화가 촉진되어 소결광의 강도가 높아진다는 설명은 실제 효과와 일치한다.

문제 5
고로 조업에서 탈황은 어느 조건에서 잘 되는가?
1산성이 높을 때
2탄소량이 높을 때
3염기도가 높을 때
4슬래그의 양이 적을 때
정답 및 해설

슬래그의 염기도(CaO/SiO₂)가 높을수록 황을 받아들이는 능력이 커져 탈황이 잘 진행된다.

슬래그 중 CaO가 황화철과 반응해 안정한 CaS로 황을 고정시키는 반응이 촉진되기 때문이다.

반대로 산성 슬래그이거나 슬래그의 절대량이 적으면 황을 담아둘 여지가 줄어 탈황률이 낮아진다.

문제 6
소결과정 중 확산형 소결광에 대한 설명으로 틀린 것은?
1강도가 높다.
2기공률이 크다.
3피환원성이 좋다.
4저온소결의 경우 발생한다.
정답 및 해설

확산형(디퓨전 본딩) 소결광은 입자 표면끼리 고체 상태에서 확산 결합만 일어나 만들어지므로 강도가 낮은 편이다.

저온소결 조건에서 주로 생성되며, 용융 결합이 거의 없어 기공률이 크고 피환원성은 오히려 좋은 편이다.

  • 기공률이 크다는 설명은 저온·확산결합 특성과 맞는다.
  • 피환원성이 좋다는 설명도 다공질 구조 특성과 일치한다.
  • 저온소결에서 발생한다는 설명도 확산형의 생성 조건과 일치한다.

따라서 강도가 높다는 설명만 확산형 소결광의 실제 특성과 어긋난다.

문제 7
원료탄에서 Gieseler 유동도의 점착성을 판정하는 기준이 되는 것은?
1인장
2응력
3탄성계수
4교반봉의 회전수
정답 및 해설

Gieseler 유동도 시험은 석탄이 연화·용융되는 구간에서 일정 토크로 교반봉을 돌리며 그 회전 속도(dial division per minute)로 점착성을 판정한다.

회전수가 클수록 석탄이 무르고 유동성이 크다는 뜻이며, 이 값으로 원료탄의 점결성을 비교한다.

인장이나 응력, 탄성계수는 고체 코크스의 강도 시험에서 쓰이는 개념으로 유동도 판정 기준과는 무관하다.

문제 8
고압 조업의 효과를 설명한 것 중 틀린 것은?
1출선량의 증가
2연진의 감소
3코크스 비의 증가
4걸림 등 노황 불안정 방지
정답 및 해설

고압 조업은 노 내 가스 체류시간을 늘려 반응 효율을 높이므로 실제로는 코크스비가 감소한다.

노정압을 높이면 가스 흐름 속도가 느려져 환원 반응이 충분히 진행되고, 출선량 증가와 연진 감소, 노황 안정 효과도 함께 나타난다.

따라서 코크스비가 증가한다는 설명은 고압 조업의 실제 효과와 반대된다.

문제 9
고로 및 소결에 사용되는 적철광에 관한 설명 중 틀린 것은?
1환원성이 우수하다.
2적철광의 화학식은 Fe3O2 이다.
3괴광의 경우 열균열을 일으킬 수 있다.
4괴광의 경우 환원분화 현상을 일으키는 경우가 있다.
정답 및 해설

적철광(hematite)의 화학식은 Fe2O3\mathrm{Fe_2O_3}이며, 제시된 화학식은 실제 조성과 다르다.

적철광은 환원성이 우수하고, 괴광 상태에서는 급격한 가열·냉각에 의한 열균열이나 저온 환원 과정에서 조직이 부서지는 환원분화 현상이 나타날 수 있다.

이런 특성들은 모두 실제 적철광의 성질과 맞지만, 화학식 표기만 틀렸다.

문제 10
200kg 의 순수한 석회석(CaCO3) 중 CaO 의 함량은 얼마인가? (단, 원자량은 Ca : 40, C : 12, O : 16 이다.)
156kg
284kg
3112kg
4156kg
정답 및 해설

석회석(CaCO₃)의 분자량은 40+12+16×3=10040+12+16\times3=100이고, 그중 CaO의 분자량은 40+16=5640+16=56이다.

따라서 CaO의 질량비는 56100\dfrac{56}{100}이며, 200kg의 석회석에 들어있는 CaO 함량은 200×56100=112kg200 \times \dfrac{56}{100} = 112\mathrm{kg}으로 계산된다.

문제 11
코크스로의 최고 가동율을 옳게 나타낸 것은?
1(coke oven 의 수 / 일일 최고 압출문수 ) × 100
2(일일 최고 압출문수 / coke oven 의 수 ) × 100
3(일간 최대작업 가능문수 / 일간 평균작업 가능문수 ) × 100
4(일간 평균작업 가능문수 / 일간 최대작업 가능문수 ) × 100
정답 및 해설

코크스로 최고가동율은 하루 동안 실제로 압출한 최대 문수를 보유하고 있는 코크스로(오븐)의 수로 나눈 뒤 백분율로 나타낸 값이다.

즉 일일 최고 압출문수coke oven의 수×100\dfrac{\text{일일 최고 압출문수}}{\text{coke oven의 수}} \times 100으로 계산되며, 이는 오븐 한 기당 하루 압출 빈도를 나타내는 지표다.

문제 12
배소(roasting)에 관한 설명 중 관계가 없는 것은?
1자철광을 환원 배소하여 적철광화시킨다.
2철광석의 부착수분은 110℃ 정도의 가열로 제거한다.
3산화도의 변화를 일으키거나 S, As 등의 유해성분을 제거한다.
4광석이 녹지 않을 정도까지 가열하여 화합물 및 탄산염을 분해시킨다.
정답 및 해설

배소(roasting)는 광석을 녹지 않을 정도로 가열해 성질을 바꾸는 조작이며, 환원 배소는 적철광(Fe₂O₃)을 자성이 강한 자철광(Fe₃O₄)으로 환원시켜 자력 선별이 쉽도록 하는 방향으로 이루어진다.

따라서 자철광을 환원 배소하여 적철광화한다는 설명은 반응 방향이 거꾸로다.

이 밖에 배소는 광석의 부착수분을 110℃ 정도의 가열로 제거하거나, S·As 같은 유해성분을 산화·휘발시켜 제거하고, 광석이 녹지 않는 범위에서 화합물·탄산염을 분해시키는 목적으로도 이루어진다.

문제 13
광재에 대한 일반적인 설명 중 틀린 것은?
1염기도가 높을수록 융점이 높아진다.
2염기도가 높을수록 탈황이 잘된다.
3Al2O3 가 많을수록 융점이 높아진다.
4MgO는 광재의 유동성을 나쁘게 한다.
정답 및 해설

MgO는 CaO와 마찬가지로 슬래그의 액상 구간을 넓혀 유동성을 좋게 만드는 성분이며, 유동성을 나쁘게 한다는 설명은 실제와 반대다.

  • 염기도가 높을수록 융점이 높아진다는 설명은 일반적인 고염기도 슬래그 특성과 맞는다.
  • 염기도가 높을수록 탈황이 잘된다는 설명도 CaO의 황 고정 작용과 일치한다.
  • Al₂O₃가 많을수록 융점이 높아진다는 설명도 내화성 성분으로서의 특성과 맞는다.

따라서 MgO가 유동성을 나쁘게 한다는 설명만 실제와 반대된다.

문제 14
파이넥스 유동로 내부의 가스 유속을 관리하는 이유가 아닌 것은?
1분광 로스량 감소
2더스트(dust) 비산 방지
3사이클론(cyclon) 막힘 방지
4고 강도의 성형탄 제조
정답 및 해설

파이넥스(FINEX) 유동로의 가스 유속 관리는 분광이 유동층 밖으로 날아가는 더스트 비산을 막고, 로스로 빠져나가는 분광량을 줄이며, 사이클론이 미분으로 막히는 것을 방지하기 위한 조치다.

반면 고강도 성형탄 제조는 별도의 성형 공정에서 결정되는 문제로, 유동로 내부의 가스 유속 관리와는 직접적인 관련이 없다.

문제 15
캐스터블 내화물의 특징이 아닌 것은?
1소성이 필요 없다.
2필요한 형상이나 치수로 성형이 가능하다.
3접합부가 없는 로체를 구축할 수 있다.
4로온의 변동에 민감하여 스폴링을 일으키므로 주의한다.
정답 및 해설

캐스터블 내화물은 물과 섞어 원하는 형상으로 부어 굳히는 부정형 내화물로, 별도의 소성 과정 없이 시공할 수 있고 접합부(줄눈)가 없는 노체를 만들 수 있다.

소성하지 않은 다공질 조직이어서 열팽창 응력을 흡수하기 쉬운 편이라 내스폴링성이 비교적 양호하며, 로온 변동에 민감해 스폴링을 잘 일으키므로 주의해야 한다는 설명은 캐스터블의 실제 장점과 어긋난다.

문제 16
그림은 소결 과정 중 점화 후 약 10분이 경과하였을 때 소결층 내의 수직 단면상 온도 분포를 나타낸 것이다. B가 나타내는 것으로 옳은 것은?
1습윤대
2연소대
3건조대
4산화대
정답 및 해설

하방 흡인식 소결에서는 표면에 붙인 불이 아래로 내려가며 연소가 진행되므로, 점화 후 10분 남짓 지난 소결층은 높이에 따라 온도가 크게 달라진다. 그림의 가로축은 왼쪽이 저면, 오른쪽이 표면이고, 왼쪽 끝의 A는 온도가 낮은 채 평탄하다가 뒤쪽에서 완만하게 올라 500℃ 부근에 이르는 구간으로, 아직 수분이 남아 있거나 그 수분이 증발하면서 원료가 예열되는 층에 해당한다.

B는 500℃ 부근에서 1,000℃까지 온도가 급격히 치솟는 좁은 띠로, 예열된 배합원료 속 분코크스에 불이 붙어 연소가 일어나는 연소대이다. 이어지는 C는 그 연소열로 1,000℃를 넘는 최고 온도에 이르러 원료 일부가 녹아 서로 붙는 소결·용융 구간이고, 표면 쪽 끝의 D는 소결이 끝난 뒤 빨려 들어오는 공기에 식어 가면서 온도가 급히 떨어지는 구간이다.

  • 습윤대는 열이 아직 닿지 않아 위에서 내려온 수증기가 응축되는 저면 쪽 저온 구간으로, 그림에서는 평탄하게 낮은 A의 앞부분이다.
  • 건조대는 습윤대 바로 위에서 수분이 증발하며 원료가 예열되는 구간이므로, 온도가 완만하게 오르는 A의 뒷부분에 해당한다.
  • 소결광대는 소결이 끝나 공기에 식어 가는 표면 쪽 구간인 D이다.
문제 17
용선과 슬래그를 저장하는 부분으로 코크스의 연소량을 결정하는데 중요한 부분은?
1노구
2노상
3보시
4노복
정답 및 해설

노상(爐床, hearth)은 고로 하부에서 용선과 슬래그를 저장하는 공간이며, 그 크기(직경)는 풍구 앞 연소대에서 일어나는 코크스 연소량과 용선 생산능력을 결정짓는 핵심 부위다.

노구는 원료가 장입되는 상부 입구, 보시는 노복 아래로 좁아지는 구간, 노복은 노 중간의 배가 부른 부분으로 저장 기능과는 무관하다.

문제 18
코크스 중 회분을 나타내는 식으로 옳은 것은?
1장입탄 중 회분 / 전 코크스 실수율
2전 코크스 실수율 / 장입탄 중 회분
3장입탄 중 회분 / 전 코크스 회분
4전 코크스 회분 / 장입탄 중 회분
정답 및 해설

코크스 중 회분은 건류 과정에서 휘발분이 빠져나가며 상대적으로 농축되므로, 장입탄 중 회분을 코크스로 남는 비율인 실수율로 나누어 계산한다.

즉 코크스 회분=장입탄 중 회분전 코크스 실수율\text{코크스 회분} = \dfrac{\text{장입탄 중 회분}}{\text{전 코크스 실수율}}의 관계가 성립한다.

문제 19
열풍로의 돔(Dome) 온도가 관리치 이상으로 상승하였을 때 취하는 조치사항으로 가장 적합한 것은?
1송풍온도를 높인다.
2열풍로 교체를 지연시킨다.
3연소용 공기량을 증가시킨다.
4연소용 가스량을 증가시킨다.
정답 및 해설

열풍로 돔(Dome) 온도가 관리치를 넘어서면 축열실 내화물이 과열 손상될 위험이 있으므로, 연소용 공기량을 늘려 과잉공기 비율을 높여 국부적인 화염 과열을 억제하고 연소를 안정적으로 분산시키는 조치를 취한다.

반대로 송풍온도나 연소용 가스량을 더 높이거나 열풍로 교체를 늦추는 것은 돔 온도를 더 끌어올리는 방향이므로 적절하지 않다.

문제 20
코크스를 사용한 고로의 슬래그 주요 3가지 성분이 아닌 것은?
1CaO
2ZnO
3SiO2
4Al2O3
정답 및 해설

코크스를 사용하는 일반 고로 슬래그의 주요 성분은 CaO, SiO₂, Al₂O₃(그리고 MgO)이며, 이들이 슬래그 조성의 대부분을 차지한다.

ZnO는 원료에 미량 포함되어 노 내에서 순환·축적되는 유해 성분으로 취급될 뿐, 슬래그를 구성하는 주요 3성분에는 들지 않는다.

문제 21
분광 소결시에 첨가하는 분코크스의 평균입도의 목표치 크기(mm)는 어느 정도가 적합한가?
11 ~ 1.6mm
220 ~ 30mm
340 ~ 50mm
460 ~ 70mm
정답 및 해설

소결 원료에 배합되는 분코크스(연료용)는 소결배합층 전체에 고르게 분포되어 균일하게 연소돼야 하므로, 지나치게 굵으면 국부적으로 과소결되고 지나치게 미세하면 조기 연소로 통기성을 해친다.

이 때문에 관리되는 평균 입도의 목표치는 1~1.6mm 정도의 미세한 크기로 설정된다.

문제 22
고로의 유효 내용적이란?
1노 바닥에서부터 노구까지의 용적
2풍구수준면에서 장입기준선까지의 용적
3로저부에서 장입기준선까지의 용적
4출선구로부터 장입기준선까지의 용적
정답 및 해설

고로의 유효 내용적은 실제로 장입물이 채워져 반응이 일어나는 용적을 뜻하며, 풍구 수준면에서 장입기준선(스톡라인)까지의 용적으로 정의한다.

노 바닥에서 노구까지의 용적은 노 전체를 포함한 값이고, 출선구나 노저부를 기준으로 잡은 용적은 용선·슬래그가 고이는 노상 공간까지 포함하므로 유효 내용적과는 기준면이 다르다.

문제 23
열풍로 조업에서 고온 송풍하기 위하여 행해지는 조업이 아닌 것은?
1조습송풍
2연소 가스량의 규제
3열량이 높은 COG가스 사용
4열풍로 교체시간의 단축
정답 및 해설

연소용 가스량 규제, 열량 높은 COG 가스 사용, 열풍로 교체시간 단축은 모두 열풍로에서 더 높은 송풍온도를 얻기 위해 직접적으로 행해지는 조업이다.

반면 조습송풍은 송풍 공기 중 수분량을 조절해 노 내 이론연소온도(연소대 온도)를 관리하기 위한 조업으로, 고온 송풍 자체를 달성하기 위한 조치와는 목적이 다르다.

문제 24
코크스로에서 건류시의 내부거동 및 코크스에 대한 설명으로 틀린 것은?
1노 벽면에 가까운 부분은 급속하게 건류된다.
2노 벽측에 생성된 코크스는 금속광택으로 치밀하다.
3노 중심 근처에서는 반용융상태의 연화 용융층이 존재한다.
4노 중심축에서 생성된 코크스는 조업 특성이 우수한 장점이 있다.
정답 및 해설

코크스로에서는 노 벽면에 가까운 부분일수록 빨리 가열되어 먼저 건류되며, 금속광택을 띠는 치밀한 코크스가 만들어진다.

반면 노 중심축은 가장 늦게, 가장 낮은 온도까지만 가열되므로 반용융 상태의 연화용융층이 남아 있다가 다공질이고 강도가 낮은 코크스가 만들어지며, 조업 특성이 오히려 벽면 쪽 코크스보다 떨어진다.

따라서 노 중심축 코크스가 우수한 장점을 가진다는 설명은 실제 건류 거동과 반대된다.

문제 25
고로 내에서 환원되기 쉬운 것부터 옳게 나열한 것은?
1FeO → Fe2O3 → SiO2 → CaO
2CaO → FeO → Fe2O3 → SiO2
3Fe2O3 → FeO → P2O5 → MnO
4SiO2 → CaO → FeO → Fe2O3
정답 및 해설

고로 내에서 각 산화물의 환원 난이도는 산화물의 열역학적 안정도(생성 자유에너지)에 따라 달라지며, 안정도가 낮은 것부터 먼저 환원된다.

철산화물이 가장 쉽게 환원되어 Fe₂O₃ → FeO 순으로 진행되고, 이어서 인의 산화물인 P₂O₅, 그 다음 MnO가 환원된다.

SiO₂는 노 하부 고온부에서야 일부 환원되고, CaO는 고로 조건에서 사실상 환원되지 않을 만큼 안정한 산화물이다.

문제 26

[보기]는 어떤 성분의 수율을 설명한 것인가?

제강용선의 경우는 30~40% 이나 규소와 광재염기도에 따라 상당히 변동하고 또 노내에 축적되는 경향이 있으므로 주물선 제조 전에 노내의 클리닝(cleaning) 조업이 필요하다.

1P 수율
2S 수율
3Ti 수율
4Mn 수율
정답 및 해설

제시된 설명은 Ti 수율에 관한 것이다.

티타늄은 제강용선에서 수율이 30~40% 수준으로 낮고, 규소 농도와 광재(슬래그) 염기도에 따라 크게 흔들린다.

또 환원된 티타늄은 탄질화물 형태로 노저와 노상에 쌓이는 성질이 있어, 성분이 다른 주물선을 만들기 전에 노내 클리닝 조업이 필요하다. 인은 거의 전량 용선으로 들어가고 황은 슬래그로 제거되며 망간은 수율이 이보다 훨씬 높아 이런 축적 현상과는 거리가 멀다.

문제 27
고로 조업에 관한 설명 중 틀린 것은?
1고로 내화물은 강도가 높아 초기 예열 작업이 불필요하다.
2고로 조업시 산소 부화 송풍을 하면 생산성을 향상시킬 수 있다.
3고로 장입물의 하강 속도가 느리면 송풍량을 증대할 필요가 있다.
4공기구멍 앞의 연소대 온도가 지나치게 높으면 행깅, 슬립 등의 원인이 된다.
정답 및 해설

고로는 새로 축조하거나 대수리한 뒤 처음 불을 넣기 전, 내화물이 급격한 열충격으로 손상되지 않도록 반드시 서서히 온도를 올리는 예열(건조) 작업을 거쳐야 한다.

내화물의 강도가 높다고 해서 이 예열 과정이 생략되는 것은 아니며, 이 설명은 실제 고로 조업 절차와 어긋난다.

산소 부화 송풍으로 생산성을 높이거나, 장입물 하강이 느릴 때 송풍량을 늘리거나, 연소대 온도가 지나치게 높으면 행깅·슬립 같은 노황 이상이 발생한다는 설명은 모두 실제 고로 조업 원리와 맞는다.

문제 28
고로의 감척조업에 대한 설명으로 틀린 것은?
1고로조업 중 휴풍 조업 과정이다.
2노내 장입물 레벨을 저하시키는 조업이다.
3노내 광석 잔존 여부의 판단은 용선 중 Mn 상승으로 판단한다.
4주수 냉각 조업이 완료된 시점부터 감척조업에 들어간다.
정답 및 해설

감척조업은 고로를 장기 휴풍하거나 종풍하기 전, 노 내 장입물 레벨을 계획적으로 낮추어 가며 장입을 줄여가는 조업으로, 용선 중 Mn 함량 변화로 노 내에 광석이 남아 있는지를 판단한다.

장입물 레벨을 충분히 내린 뒤에야 주수(살수) 냉각 같은 최종 냉각 조업으로 넘어가므로, 주수 냉각이 완료된 시점부터 감척조업에 들어간다는 설명은 실제 순서와 반대다.

문제 29
염기도가 1.0 이상이 되도록 석회석을 첨가하여 제조된 소결광에 대한 설명으로 틀린 것은?
1석회석 분해열만큼 코크스가 더 필요로 한다.
2자용성 소결성 제조로 고로 사용시 연료비가 저하한다.
3소결광은 다공질로 만들어져 천연광석보다는 피환원성이 좋다.
4규산철의 생성이 억제되어 고로에서 노내 반응이 촉진된다.
정답 및 해설

염기도 1.0 이상의 자용성 소결광은 석회석 분해에 필요한 열을 소결기 배합 코크스분으로 이미 소진한 상태로 만들어지므로, 고로에 장입된 뒤에는 별도의 분해 열이 추가로 필요하지 않다.

그 결과 고로에서 사용할 때 오히려 연료비(코크스비)가 낮아지는 효과가 나타나며, 코크스가 더 필요하다는 설명은 자용성 소결광을 쓰는 목적과 반대된다.

  • 다공질 구조로 천연광석보다 피환원성이 좋다는 설명은 자용성 소결광의 실제 특성과 맞는다.
  • 규산철 생성이 억제되어 고로 내 반응이 촉진된다는 설명도 자용성 소결광의 장점과 일치한다.

따라서 코크스가 더 필요하다는 설명만 실제와 반대되는 부분이다.

문제 30
코렉스(COREX) 공법에 대한 설명으로 틀린 것은?
18 ~ 35mm의 정립광을 사용한다.
2철광석은 소결 과정을 거친다.
3용융가스화로 내에 석탄충진층을 형성한다.
4부원료는 약 70%가 소성된 후 DRI(direct reduction iron)스큐류에 의해 기계적으로 노외로 배출되어 용융가스화로로 투입된다.
정답 및 해설

코렉스(COREX) 공법은 8~35mm 크기의 정립광이나 펠릿 등을 별도의 소결 과정 없이 그대로 사용하는 것이 큰 특징으로, 코크스로·소결 공정을 생략해 환경부하를 줄인 공법이다.

따라서 철광석이 소결 과정을 거친다는 설명은 코렉스 공법의 핵심 특징과 반대된다.

용융가스화로 내에 석탄충진층을 형성하고, 부원료 대부분이 소성된 뒤 DRI 스크류를 통해 기계적으로 용융가스화로로 이송된다는 설명은 코렉스 공정의 실제 구조와 맞는다.

문제 31
장입장치의 요구 조건이 아닌 것은?
1원료를 균일하게 장입하여야 한다.
2장입방법은 고정되어 변경되어서는 안된다.
3원료를 장입할 때 가스가 새지 않도록 해야 한다.
4조업 속도에 따라서 충분한 장입 속도를 가져야 한다.
정답 및 해설

고로 장입장치는 조업 상황과 노황에 맞추어 장입 패턴을 조정할 수 있어야 하며, 장입방법이 고정되어 바뀔 수 없어야 한다는 요구는 실제 요구조건과 반대다.

원료를 균일하게 장입하고, 가스가 새지 않도록 밀폐성을 유지하며, 조업 속도에 맞춰 충분한 장입 속도를 낼 수 있어야 한다는 조건들은 모두 장입장치에 실제로 요구되는 성능이다.

문제 32
품위 55.10%의 철광석으로부터 철분 93.45%의 선철 1.5톤을 만드는데 필요할 광석량은 몇 kg인가? (단, 철분이 모두 환원되어 철의 손실이 없다고 가정한다.)
11476
21576
32444
42544
정답 및 해설

선철 1.5톤(1500kg) 중 철분 함량이 93.45%이므로, 필요한 순철분량은 1500×0.9345=1401.75kg1500 \times 0.9345 = 1401.75\mathrm{kg}이다.

이 철분이 모두 품위 55.10%의 철광석에서 왔다고 보면, 필요한 광석량은 1401.750.5510≈2544kg\dfrac{1401.75}{0.5510} \approx 2544\mathrm{kg}으로 계산된다.

문제 33
코크스의 연료비 계산식으로 맞는 것은?
1연료비 = 비휘발분 / 고정탄소
2연료비 = 고정탄소 / 비휘발분
3연료비 = 고정탄소 / 휘발분
4연료비 = 휘발분 / 고정탄소
정답 및 해설

코크스의 연료비(fuel ratio)는 코크스 중 고정탄소와 휘발분의 비로 정의되며, 연료비=고정탄소휘발분\text{연료비} = \dfrac{\text{고정탄소}}{\text{휘발분}}로 계산한다.

연료비가 클수록 휘발분이 적고 고정탄소 비율이 높은, 즉 완전히 건류되어 연료로서의 발열 특성이 안정된 코크스임을 의미한다.

문제 34

다음 조건에서의 출선비는 약 얼마인가?

1일 생산계획내용적광석비가동률
5000T/D2600㎥1.6T/T-P95%
12.0
22.6
33.0
43.6
정답 및 해설

출선비는 약 2.0이다.

출선비는 하루 출선량을 고로 내용적으로 나눈 값이므로
5000T/D ÷ 2600㎥ = 1.92이고,
가동률 95%를 반영해 실가동 기준으로 보면 5000 ÷ (2600 × 0.95) = 2.02가 되어 어느 쪽으로 계산해도 2.0에 해당한다.

함께 주어진 광석비 1.6T/T-P는 용선 1톤을 만드는 데 드는 장입 광석량이어서 출선비 계산에는 들어가지 않는다.

문제 35
코크스로 가스(COG)의 조성성분이 많은 것에서 적은 순서로 옳은 것은?
1N2 > CO > CO2 > H2
2N2 > CO > H2 > CH4
3H2 > CH4 > CO > CO2
4H2 > CO > CO2 > CH4
정답 및 해설

코크스로가스(COG)는 석탄을 고온 건류할 때 발생하는 가스로, 부피 기준 조성은 수소(H₂)가 가장 많고 그 다음이 메탄(CH₄), 이어서 CO, 가장 적은 것이 CO₂ 순이다.

즉 H2>CH4>CO>CO2\mathrm{H_2} > \mathrm{CH_4} > \mathrm{CO} > \mathrm{CO_2} 순서로 구성 비율이 낮아진다.

문제 36
분광의 괴상화 및 입도 균일화를 위한 열적 방법은?
1소결
2배소
3침출
4선광
정답 및 해설

분광을 덩어리로 만들고 입도를 고르게 하는 대표적인 열적 괴상화 방법은 소결(sintering)이다.

분광과 코크스분·석회석 등을 배합해 점화한 뒤 고온에서 부분 용융·결합시켜 다공질 덩어리로 만드는 공정으로, 배소(산화 등 성질 변화 목적), 침출(화학적 용해), 선광(물리적 선별)과는 목적과 원리가 다르다.

문제 37
자철광 2kg 을 자력 선별하여 825g 의 정광산물을 얻었다면 선광비는 얼마인가?
10.41
21.22
32.22
42.42
정답 및 해설

선광비는 처리한 원광량을 얻어진 정광량으로 나눈 값으로, 정광 1단위를 얻기 위해 원광이 몇 배 필요한지를 나타낸다.

자철광 2kg(2000g)을 자력 선별하여 정광 825g을 얻었으므로, 선광비는 2000825≈2.42\dfrac{2000}{825} \approx 2.42로 계산된다.

문제 38
Si의 환원반응에 대한 설명으로 틀린 것은?
1SiO2는 산화철 보다 환원되기 어렵다.
2SiO2는 광석이나 코크스에 함유되어 고로에 장입된다.
3샤프트부에서는 거의 환원되지 않으며 용융상태의 환원이 빠르다.
4용철 중에 Si의 함량은 고로 노황을 판단하는 중요한 요소이다.
정답 및 해설

SiO₂의 환원은 철산화물보다 훨씬 안정한 화합물이어서 환원되기 어렵고, 주로 노 하부의 용융 상태(연화용융대·노상부)에서 일어나며 온도에 매우 민감한, 비교적 느리고 어려운 반응이다.

샤프트부처럼 온도가 낮은 구간에서는 거의 환원이 일어나지 않는다는 설명은 맞지만, 용융 상태에서의 환원이 빠르게 진행된다는 설명은 실제 반응 속도와 반대된다.

용철 중 Si 함량이 고로 노황(노 내 열수준)을 가늠하는 지표로 쓰인다는 설명은 실제 조업 관행과 맞는다.

문제 39
코크스로의 구조에 관하여 설명한 것 중 틀린 것은?
1연소실은 많은 연도(flue)로 세분되어 있다.
2탄화실은 압출기가 있는 PS측이 코크스 가이드차가 있는 CS측보다 폭이 넓다.
3노의 가열은 코크스 가스, 고로 가스 또는 이들의 혼합 가스를 사용한다.
4코크스로는 축열실의 상부에 탄화실과 연소실이 교대로 병렬되어 노단을 이루고 있다.
정답 및 해설

코크스로의 탄화실은 압출된 코크스가 팽창하며 빠져나가는 코크스 가이드차 쪽(CS측)이 원활한 배출을 위해 압출기 쪽(PS측)보다 폭이 넓게 설계되는 것이 일반적이며, 제시된 설명은 이와 반대로 되어 있다.

연소실이 여러 개의 연도로 세분되어 있고, 코크스가스·고로가스 또는 혼합가스로 가열하며, 축열실 위에 탄화실과 연소실이 교대로 병렬 배치되어 노단(배터리)을 이룬다는 설명은 모두 실제 코크스로 구조와 일치한다.

문제 40
그림은 펠렛 속도에 따른 배기온도 분포를 나타낸 것으로 최고 배기온도를 나타낸 점을 BTP(Burn Through Point)라 할 때 다음 설명 중 틀린 것은? (단, 화염 전달속도는 일정하다.)
1가장 바람직한 온도곡선은 (B)이다.
2온도곡선 (A)는 (B), (C)에 비해 생산성이 증가 한다.
3온도곡선 (A)는 (B), (C)에 비해 소결광 강도가 저하한다.
4펠렛속도가 저하하면 온도곡선 (B)는 (A)와 같이 되어 BTP는 급광부쪽으로 이동한다.
정답 및 해설

팔레트가 느려 BTP가 앞당겨진 (A)는 처리량이 오히려 줄기 때문에 생산성이 증가한다는 설명이 틀렸다.

그림의 가로축은 wind box 번호 1~25(Pallet 진행방향), 세로축은 배기온도(℃)로 눈금이 100·200·300·400이다. 실선 (B)는 23번 wind box에서 200℃와 300℃ 사이(약 240℃)의 최고 배기온도를 보이고 그 점에 BTP가 표시돼 있으며, 점선 (A)는 22번보다 앞에서, (C)는 25번 부근에서 정점을 찍는다.

화염 전달속도가 일정하므로 BTP 위치는 팔레트 속도가 결정한다. 팔레트가 느리면 소결이 기계 중간에서 이미 끝나 뒤쪽 풍상이 놀게 되므로 BTP가 급광부 쪽으로 당겨지고 처리량은 감소한다.

반대로 팔레트가 빠르면 (C)처럼 BTP가 배광부 끝까지 밀려 미소결이 생길 수 있어, 소결이 배광 직전에 끝나는 (B)가 가장 바람직한 곡선이다.

문제 41
용선중 [Si]저하를 위한 조업 인자의 방향이 틀린 것은?
1용선온도 상승 조업
2노정압 상승 조업
3생산 속도 상승 조업
4산소 취입량 상승 조업
정답 및 해설

용선 중 [Si]는 노 하부 온도가 높을수록 SiO₂ 환원이 촉진되어 오히려 증가하므로, Si를 낮추려면 용선온도를 낮추는 방향의 조업이 필요하며 온도를 상승시키는 조업은 목적과 반대된다.

노정압을 높이거나 생산 속도(출선 속도)를 높여 노 내 체류시간을 줄이거나, 산소 취입량을 늘려 연소 조건을 조정하는 것은 모두 Si를 낮추는 방향으로 작용하는 조업 인자다.

문제 42
고로에 돌로마이트, 사문암 등 MgO 계 용제를 장입하는 가장 큰 이유는?
1석회 사용량을 줄이기 위하여
2탈탄 반응을 촉진시키기 위하여
3고로 슬래그의 산성도를 조절하기 위하여
4Al2O3 함유 슬래그의 유동성을 향상시키기 위하여
정답 및 해설

돌로마이트·사문암 같은 MgO계 용제는 슬래그 중 Al₂O₃ 함량이 높아 점도가 커질 때, MgO를 보충해 슬래그의 유동성을 향상시키기 위해 장입한다.

MgO는 CaO와 함께 슬래그의 액상 구간을 넓혀 점도를 낮추는 역할을 하며, 이는 석회 사용량 절감이나 탈탄 촉진, 슬래그 산성도 조절과는 목적이 다르다.

문제 43
200개 들이 상자가 15개 있을 때 각 상자로부터 제품을 랜덤하게 10개씩 샘플링 할 경우, 이러한 샘플링 방법을 무엇이라 하는가?
1층별 샘플링
2계통 샘플링
3취락 샘플링
42단계 샘플링
정답 및 해설

200개들이 상자 15개 전부에서 각각 10개씩 랜덤하게 뽑는 방식은, 상자 하나하나를 하나의 층(집단)으로 보고 모든 층에서 고르게 표본을 추출하는 층별 샘플링에 해당한다.

일부 상자만 통째로 뽑는 방식이면 취락 샘플링, 먼저 일부 상자를 무작위로 고른 뒤 그 안에서만 다시 뽑는 방식이면 2단계 샘플링이 되므로, 모든 상자에서 표본을 뽑는 이 방법과는 다르다.

문제 44
모든 작업을 기본동작으로 분해하고, 각 기본동작에 대하여 성질과 조건에 따라 미리 정해놓은 시간치를 적용하여 정미시간을 산정하는 방법은?
1PTS법
2Work Sampling법
3스톱워치법
4실적자료법
정답 및 해설

PTS법(Predetermined Time Standard)은 모든 작업을 기본동작으로 분해한 뒤, 각 기본동작의 성질과 조건에 따라 미리 정해진 표준시간표의 시간치를 적용하여 정미시간을 산정하는 기법이다.

스톱워치를 이용한 실측이 필요 없어 작업 전에도 표준시간을 설정할 수 있다는 점이 특징이다.

문제 45
관리도에서 측정한 값을 차례로 타점했을 때 점이 순차적으로 상승하거나 하강하는 것을 무엇이라 하는가?
1연(run)
2주기(cycle)
3경향(trend)
4산포(dispersion)
정답 및 해설

관리도에서 타점이 한 방향으로 계속 상승하거나 하강하는 패턴을 경향(trend)이라 한다.

  • 중심선을 기준으로 점이 한쪽에만 연속해서 나타나는 것은 연(run)이다.
  • 점들이 일정한 간격으로 오르내림을 반복하는 패턴은 주기(cycle)이다.
  • 점들이 흩어진 정도를 나타내는 것은 산포(dispersion)이다.
문제 46

어떤 공장에서 작업을 하는데 있어서 소요되는 기간과 비용이 다음 표와 같을 때 비용구배는? (단, 활동시간의 단위는 일(日)로 계산한다.)

정상작업특급작업
기간비용기간비용
15일150만원10일200만원
150,000원
2100,000원
3200,000원
4500,000원
정답 및 해설

하루를 단축하는 데 드는 추가 비용인 비용구배는 100,000원이다.

표에서 정상작업은 기간 15일에 비용 150만원, 특급작업은 기간 10일에 비용 200만원이다.

비용구배 = (특급비용 − 정상비용) ÷ (정상기간 − 특급기간)
= (2,000,000 − 1,500,000) ÷ (15 − 10)
= 500,000 ÷ 5 = 100,000원/일

5일을 당기는 데 드는 총 추가비용 500,000원을 그대로 답하지 않도록, 반드시 단축일수로 나눈 값을 골라야 한다.

문제 47
품질특성을 나타내는 데이터 중 계수치 데이터에 속하는 것은?
1무게
2길이
3인장강도
4부적합품률
정답 및 해설

부적합품률은 개수를 세어 얻는 계수치 데이터에 해당한다.

무게·길이·인장강도는 자를 대거나 측정기로 연속적인 값을 재는 계량치 데이터이다.

문제 48
생산보전(PM; productive maintenance)의 내용에 속하지 않는 것은?
1보전예방
2안전보전
3예방보전
4개량보전
정답 및 해설

생산보전(PM)의 구성 요소는 보전예방·예방보전·사후보전·개량보전이며, 안전보전은 여기에 포함되지 않는다.

안전보전은 산업안전 활동의 범주이지 설비관리 체계인 생산보전의 하위 개념이 아니다.

문제 49
구리의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1용융점은 약 1083℃ 이다.
2비중은 약 6.96 이다.
3전기ㆍ열의 양도체이다.
4전연성이 좋아 가공이 용이하다.
정답 및 해설

구리의 비중은 약 8.96으로, 6.96이라는 수치는 틀린 설명이다.

용융점 1083℃, 전기·열의 양도체, 우수한 전연성은 구리의 실제 특성과 일치한다.

문제 50
공정합금으로 금속나트륨, 불화알칼리로 개량처리하여 만든 강력한 기계부품 합금으로 적당한 것은?
1Al-Cu 합금
2Al-Si 합금
3Al-Mg 합금
4Al-Cu-Si 합금
정답 및 해설

Al-Si계 합금(실루민)은 공정조성 부근에서 금속나트륨이나 불화알칼리로 개량처리하여 조직을 미세화한 강력한 기계부품용 합금이다.

개량처리로 공정 Si가 조대하게 석출되는 것을 막아 강도와 연성을 함께 높인다.

문제 51
오스테나이트형 스테인리스강의 입계부식을 방지하는 방법이 아닌 것은?
1탄소 함유량을 낮게 한다.
2Ti을 첨가하여 TiC로 안정화시킨다.
3Cr, C의 함유량을 증가시켜 미리 안정한 크롬탄화물을 형성한다.
4고온으로 가열하여 탄화물을 오스테나이트 중에 고용시켜 급냉한다.
정답 및 해설

오스테나이트계 스테인리스강의 입계부식은 결정립계에 Cr탄화물(Cr₂₃C₆)이 석출되어 그 주변이 Cr 결핍(예민화)되면서 발생한다.

  • 탄소 함유량을 낮추면 탄화물 석출 자체가 줄어든다.
  • Ti을 첨가해 TiC로 안정화하면 Cr 대신 Ti이 탄소와 결합해 Cr 결핍을 막는다.
  • 고온에서 탄화물을 오스테나이트에 고용시킨 뒤 급냉하면 입계 석출을 억제할 수 있다.

반대로 Cr, C 함유량을 늘려 크롬탄화물을 형성시키는 것은 오히려 예민화를 촉진하므로 방지법이 아니다.

문제 52
어떤 순금속의 평형상태도에서 Gibbs의 상률에 의한 3중점에서의 자유도는? (단, 압력은 일정하다.)
10
21
32
43
정답 및 해설

Gibbs 상률 F=C−P+2에서 순금속은 성분수 C=1이고, 3중점은 고상·액상·기상 세 상이 함께 평형을 이루는 지점이므로 상의 수 P=3이다.

F=1−3+2=0F = 1 - 3 + 2 = 0

따라서 3중점의 자유도는 0이며, 온도·압력을 임의로 바꿀 수 없는 불변점이다.

문제 53
체심입방격자(BCC)의 금속이 아닌 것은?
1Fe
2Cr
3Au
4Mo
정답 및 해설

Au(금)는 면심입방격자(FCC) 구조의 금속이다.

이와 달리 Fe, Cr, Mo는 체심입방격자(BCC) 구조를 가진다.

문제 54
강에서 원자 배열의 변화는 없고 자기의 강도만 변하는 변태는?
1A1 변태
2A2 변태
3A3 변태
4A4 변태
정답 및 해설

강에서 결정구조(원자배열)의 변화 없이 자기적 성질만 변하는 변태는 A2 변태이며, 순철 기준 약 768℃(퀴리점)에서 강자성→상자성으로 바뀐다.

A1·A3·A4 변태는 모두 결정구조(원자 배열)의 변화를 수반하는 변태이다.

문제 55
주철의 성장 원인이 아닌 것은?
1불균일한 가열에 의한 팽창
2시멘타이트의 흑연화에 의한 팽창
3방출된 가스에 의한 팽창
4고용 원소인 Si의 산화에 의한 팽창
정답 및 해설

주철의 성장 원인은 시멘타이트의 흑연화에 의한 팽창, 고용된 Si의 산화(2FeO·SiO₂ 생성)에 따른 팽창, 불균일한 가열로 생긴 미세균열, A1 변태의 반복에 따른 체적 변화, 노내에서 흡수된 가스에 의한 팽창 등이다.

따라서 방출된 가스에 의한 팽창은 주철 성장의 원인으로 보지 않는다.

문제 56
사고예방원리 5단계 중 제4단계에 해당되는 것은?
1조직
2평가 분석
3사실의 발견
4시정책의 선정
정답 및 해설

하인리히의 사고예방원리 5단계는 조직 → 사실의 발견 → 평가·분석 순으로 진행되다가 4단계인 시정책의 선정을 거쳐 5단계 시정책의 적용으로 마무리된다.

따라서 4단계에 해당하는 것은 시정책의 선정이다.

문제 57
안전에 대한 관심과 이해가 인식되고 유지됨으로써 얻을 수 있는 것이 아닌 것은?
1이직율이 감소한다.
2직장의 신뢰도를 높여준다.
3고유기술이 축적되어 품질이 향상된다.
4기업의 투자경비를 증가시킬 수 있다.
정답 및 해설

안전에 대한 관심과 이해가 유지되면 이직률 감소, 직장 신뢰도 상승, 고유기술 축적에 따른 품질 향상 등 긍정적 효과를 얻는다.

반면 기업의 투자경비 증가는 안전 인식의 성과로 보기 어려우며, 오히려 재해로 인한 손실비용이 줄어드는 효과가 일반적이다.

문제 58
사람의 감각기관과 센서를 비교했을 때 센서에서 사람의 신경에 해당되는 것은?
1수신장치
2트랜스 듀서
3신호전송기
4정보처리장치
정답 및 해설

센서에서 사람의 신경에 해당하는 것은 자극을 전기신호로 바꿔 전달하는 신호전송기이다.

같은 방식으로 대응시키면, 자극을 받아들이는 트랜스듀서는 수용기(감각기)에, 정보처리장치는 뇌에 대응한다.

문제 59
유압의 제일 기본 원리인 파스칼(Pascal)의 원리에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체의 압력은 수평으로 작용한다.
2액체의 압력은 각면에 직각으로 작용한다.
3각 점의 압력은 모든 방향에 동일하게 작용한다.
4밀폐된 용기 내 액체에 가해진 압력은 동일한 크기로 각부에 전달된다.
정답 및 해설

파스칼의 원리에서 밀폐된 액체에 가해진 압력은 각 면에 직각(수직)으로, 모든 방향에 동일한 크기로 전달된다.

따라서 "액체의 압력은 수평으로 작용한다"는 설명은 방향을 한정해 놓은 잘못된 서술이다.

문제 60
생산 현장에서 자동제어를 사용함으로써 얻을 수 있는 이점이 아닌 것은?
1품질을 균일화시킬 수 있다.
2생산량을 증대시킬 수 있다.
3생산품의 용도가 다양해진다.
4작업환경을 향상시킬 수 있다.
정답 및 해설

생산 현장의 자동제어는 품질 균일화, 생산량 증대, 작업환경 개선 등의 효과를 가져온다.

반면 생산품의 용도가 다양해진다는 것은 자동제어 자체의 직접적인 이점이라 보기 어렵다.

제선기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
15년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 중 소결원료로서 신원료에 해당하는 것은?
1분광 + 반광
2분광 + 규석
3반광 + 분코크스
4혼합원료 + 석회석
문제 2
파이넥스 공정의 흐름으로 옳은 것은?
1HCI → 용융로 → 유동환원로 → 분광석
2HCI → 분광석 → 용융로 → 유동환원로
3분광석 → HCI → 유동환원로 → 용융로
4분광석 → 유동환원로 → HCI → 용융로
정답 및 해설

파이넥스(FINEX) 공정은 분광석 → 유동환원로 → HCI → 용융로 순서로 진행된다.

잘게 부순 분광석을 여러 단의 유동환원로에서 예열·환원한 뒤, 이를 HCI(Hot Compacting Iron) 공정에서 성형해 밀도를 높이고, 마지막으로 용융로(멜터-가시파이어)에서 완전히 녹여 선철을 만든다.

문제 3
코크스로 내 연소실의 건류온도는?
1350 ~ 400℃
2500 ~ 600℃
31200 ~ 1300℃
41400 ~ 1500℃
정답 및 해설

코크스로 연소실(가열 플루)의 온도는 통상 1200∼1300 ∘C1200 \sim 1300\ \mathrm{^{\circ}C} 수준으로 유지된다.

이 열이 격벽을 통해 탄화실 쪽으로 전달되면서 장입된 석탄이 서서히 건류되어 코크스로 바뀐다.

문제 4
소결배합시 첨가물에 대한 효과를 설명한 것 중 틀린 것은?
1생석회 첨가시 환원분화지수의 개선 및 성분변동이 감소된다.
2생석회 첨가시 의사입화를 촉진시켜 소결광 강도를 높인다.
3수분 첨가시 미분원료의 응집에 의한 통기성이 향상된다.
4수분 첨가시 소결층 내의 온도 구배를 개선하여 열효율을 저하시킨다.
정답 및 해설

소결 배합에서 수분을 첨가하면 미분원료끼리 뭉쳐 의사입자를 형성하면서 소결층의 통기성이 좋아지고, 이로 인해 층 내 온도 구배가 개선되어 열효율이 오히려 높아진다.

따라서 수분 첨가가 온도 구배는 개선하면서 열효율을 저하시킨다는 설명은 서로 모순되며, 실제로는 열효율 향상으로 이어진다.

생석회를 첨가하면 환원분화지수가 개선되고 성분변동이 줄며, 의사입화가 촉진되어 소결광의 강도가 높아진다는 설명은 실제 효과와 일치한다.

문제 5
고로 조업에서 탈황은 어느 조건에서 잘 되는가?
1산성이 높을 때
2탄소량이 높을 때
3염기도가 높을 때
4슬래그의 양이 적을 때
정답 및 해설

슬래그의 염기도(CaO/SiO₂)가 높을수록 황을 받아들이는 능력이 커져 탈황이 잘 진행된다.

슬래그 중 CaO가 황화철과 반응해 안정한 CaS로 황을 고정시키는 반응이 촉진되기 때문이다.

반대로 산성 슬래그이거나 슬래그의 절대량이 적으면 황을 담아둘 여지가 줄어 탈황률이 낮아진다.

문제 6
소결과정 중 확산형 소결광에 대한 설명으로 틀린 것은?
1강도가 높다.
2기공률이 크다.
3피환원성이 좋다.
4저온소결의 경우 발생한다.
정답 및 해설

확산형(디퓨전 본딩) 소결광은 입자 표면끼리 고체 상태에서 확산 결합만 일어나 만들어지므로 강도가 낮은 편이다.

저온소결 조건에서 주로 생성되며, 용융 결합이 거의 없어 기공률이 크고 피환원성은 오히려 좋은 편이다.

  • 기공률이 크다는 설명은 저온·확산결합 특성과 맞는다.
  • 피환원성이 좋다는 설명도 다공질 구조 특성과 일치한다.
  • 저온소결에서 발생한다는 설명도 확산형의 생성 조건과 일치한다.

따라서 강도가 높다는 설명만 확산형 소결광의 실제 특성과 어긋난다.

문제 7
원료탄에서 Gieseler 유동도의 점착성을 판정하는 기준이 되는 것은?
1인장
2응력
3탄성계수
4교반봉의 회전수
정답 및 해설

Gieseler 유동도 시험은 석탄이 연화·용융되는 구간에서 일정 토크로 교반봉을 돌리며 그 회전 속도(dial division per minute)로 점착성을 판정한다.

회전수가 클수록 석탄이 무르고 유동성이 크다는 뜻이며, 이 값으로 원료탄의 점결성을 비교한다.

인장이나 응력, 탄성계수는 고체 코크스의 강도 시험에서 쓰이는 개념으로 유동도 판정 기준과는 무관하다.

문제 8
고압 조업의 효과를 설명한 것 중 틀린 것은?
1출선량의 증가
2연진의 감소
3코크스 비의 증가
4걸림 등 노황 불안정 방지
정답 및 해설

고압 조업은 노 내 가스 체류시간을 늘려 반응 효율을 높이므로 실제로는 코크스비가 감소한다.

노정압을 높이면 가스 흐름 속도가 느려져 환원 반응이 충분히 진행되고, 출선량 증가와 연진 감소, 노황 안정 효과도 함께 나타난다.

따라서 코크스비가 증가한다는 설명은 고압 조업의 실제 효과와 반대된다.

문제 9
고로 및 소결에 사용되는 적철광에 관한 설명 중 틀린 것은?
1환원성이 우수하다.
2적철광의 화학식은 Fe3O2 이다.
3괴광의 경우 열균열을 일으킬 수 있다.
4괴광의 경우 환원분화 현상을 일으키는 경우가 있다.
정답 및 해설

적철광(hematite)의 화학식은 Fe2O3\mathrm{Fe_2O_3}이며, 제시된 화학식은 실제 조성과 다르다.

적철광은 환원성이 우수하고, 괴광 상태에서는 급격한 가열·냉각에 의한 열균열이나 저온 환원 과정에서 조직이 부서지는 환원분화 현상이 나타날 수 있다.

이런 특성들은 모두 실제 적철광의 성질과 맞지만, 화학식 표기만 틀렸다.

문제 10
200kg 의 순수한 석회석(CaCO3) 중 CaO 의 함량은 얼마인가? (단, 원자량은 Ca : 40, C : 12, O : 16 이다.)
156kg
284kg
3112kg
4156kg
정답 및 해설

석회석(CaCO₃)의 분자량은 40+12+16×3=10040+12+16\times3=100이고, 그중 CaO의 분자량은 40+16=5640+16=56이다.

따라서 CaO의 질량비는 56100\dfrac{56}{100}이며, 200kg의 석회석에 들어있는 CaO 함량은 200×56100=112kg200 \times \dfrac{56}{100} = 112\mathrm{kg}으로 계산된다.

문제 11
코크스로의 최고 가동율을 옳게 나타낸 것은?
1(coke oven 의 수 / 일일 최고 압출문수 ) × 100
2(일일 최고 압출문수 / coke oven 의 수 ) × 100
3(일간 최대작업 가능문수 / 일간 평균작업 가능문수 ) × 100
4(일간 평균작업 가능문수 / 일간 최대작업 가능문수 ) × 100
정답 및 해설

코크스로 최고가동율은 하루 동안 실제로 압출한 최대 문수를 보유하고 있는 코크스로(오븐)의 수로 나눈 뒤 백분율로 나타낸 값이다.

즉 일일 최고 압출문수coke oven의 수×100\dfrac{\text{일일 최고 압출문수}}{\text{coke oven의 수}} \times 100으로 계산되며, 이는 오븐 한 기당 하루 압출 빈도를 나타내는 지표다.

문제 12
배소(roasting)에 관한 설명 중 관계가 없는 것은?
1자철광을 환원 배소하여 적철광화시킨다.
2철광석의 부착수분은 110℃ 정도의 가열로 제거한다.
3산화도의 변화를 일으키거나 S, As 등의 유해성분을 제거한다.
4광석이 녹지 않을 정도까지 가열하여 화합물 및 탄산염을 분해시킨다.
정답 및 해설

배소(roasting)는 광석을 녹지 않을 정도로 가열해 성질을 바꾸는 조작이며, 환원 배소는 적철광(Fe₂O₃)을 자성이 강한 자철광(Fe₃O₄)으로 환원시켜 자력 선별이 쉽도록 하는 방향으로 이루어진다.

따라서 자철광을 환원 배소하여 적철광화한다는 설명은 반응 방향이 거꾸로다.

이 밖에 배소는 광석의 부착수분을 110℃ 정도의 가열로 제거하거나, S·As 같은 유해성분을 산화·휘발시켜 제거하고, 광석이 녹지 않는 범위에서 화합물·탄산염을 분해시키는 목적으로도 이루어진다.

문제 13
광재에 대한 일반적인 설명 중 틀린 것은?
1염기도가 높을수록 융점이 높아진다.
2염기도가 높을수록 탈황이 잘된다.
3Al2O3 가 많을수록 융점이 높아진다.
4MgO는 광재의 유동성을 나쁘게 한다.
정답 및 해설

MgO는 CaO와 마찬가지로 슬래그의 액상 구간을 넓혀 유동성을 좋게 만드는 성분이며, 유동성을 나쁘게 한다는 설명은 실제와 반대다.

  • 염기도가 높을수록 융점이 높아진다는 설명은 일반적인 고염기도 슬래그 특성과 맞는다.
  • 염기도가 높을수록 탈황이 잘된다는 설명도 CaO의 황 고정 작용과 일치한다.
  • Al₂O₃가 많을수록 융점이 높아진다는 설명도 내화성 성분으로서의 특성과 맞는다.

따라서 MgO가 유동성을 나쁘게 한다는 설명만 실제와 반대된다.

문제 14
파이넥스 유동로 내부의 가스 유속을 관리하는 이유가 아닌 것은?
1분광 로스량 감소
2더스트(dust) 비산 방지
3사이클론(cyclon) 막힘 방지
4고 강도의 성형탄 제조
정답 및 해설

파이넥스(FINEX) 유동로의 가스 유속 관리는 분광이 유동층 밖으로 날아가는 더스트 비산을 막고, 로스로 빠져나가는 분광량을 줄이며, 사이클론이 미분으로 막히는 것을 방지하기 위한 조치다.

반면 고강도 성형탄 제조는 별도의 성형 공정에서 결정되는 문제로, 유동로 내부의 가스 유속 관리와는 직접적인 관련이 없다.

문제 15
캐스터블 내화물의 특징이 아닌 것은?
1소성이 필요 없다.
2필요한 형상이나 치수로 성형이 가능하다.
3접합부가 없는 로체를 구축할 수 있다.
4로온의 변동에 민감하여 스폴링을 일으키므로 주의한다.
정답 및 해설

캐스터블 내화물은 물과 섞어 원하는 형상으로 부어 굳히는 부정형 내화물로, 별도의 소성 과정 없이 시공할 수 있고 접합부(줄눈)가 없는 노체를 만들 수 있다.

소성하지 않은 다공질 조직이어서 열팽창 응력을 흡수하기 쉬운 편이라 내스폴링성이 비교적 양호하며, 로온 변동에 민감해 스폴링을 잘 일으키므로 주의해야 한다는 설명은 캐스터블의 실제 장점과 어긋난다.

문제 16
그림은 소결 과정 중 점화 후 약 10분이 경과하였을 때 소결층 내의 수직 단면상 온도 분포를 나타낸 것이다. B가 나타내는 것으로 옳은 것은?
1습윤대
2연소대
3건조대
4산화대
정답 및 해설

하방 흡인식 소결에서는 표면에 붙인 불이 아래로 내려가며 연소가 진행되므로, 점화 후 10분 남짓 지난 소결층은 높이에 따라 온도가 크게 달라진다. 그림의 가로축은 왼쪽이 저면, 오른쪽이 표면이고, 왼쪽 끝의 A는 온도가 낮은 채 평탄하다가 뒤쪽에서 완만하게 올라 500℃ 부근에 이르는 구간으로, 아직 수분이 남아 있거나 그 수분이 증발하면서 원료가 예열되는 층에 해당한다.

B는 500℃ 부근에서 1,000℃까지 온도가 급격히 치솟는 좁은 띠로, 예열된 배합원료 속 분코크스에 불이 붙어 연소가 일어나는 연소대이다. 이어지는 C는 그 연소열로 1,000℃를 넘는 최고 온도에 이르러 원료 일부가 녹아 서로 붙는 소결·용융 구간이고, 표면 쪽 끝의 D는 소결이 끝난 뒤 빨려 들어오는 공기에 식어 가면서 온도가 급히 떨어지는 구간이다.

  • 습윤대는 열이 아직 닿지 않아 위에서 내려온 수증기가 응축되는 저면 쪽 저온 구간으로, 그림에서는 평탄하게 낮은 A의 앞부분이다.
  • 건조대는 습윤대 바로 위에서 수분이 증발하며 원료가 예열되는 구간이므로, 온도가 완만하게 오르는 A의 뒷부분에 해당한다.
  • 소결광대는 소결이 끝나 공기에 식어 가는 표면 쪽 구간인 D이다.
문제 17
용선과 슬래그를 저장하는 부분으로 코크스의 연소량을 결정하는데 중요한 부분은?
1노구
2노상
3보시
4노복
정답 및 해설

노상(爐床, hearth)은 고로 하부에서 용선과 슬래그를 저장하는 공간이며, 그 크기(직경)는 풍구 앞 연소대에서 일어나는 코크스 연소량과 용선 생산능력을 결정짓는 핵심 부위다.

노구는 원료가 장입되는 상부 입구, 보시는 노복 아래로 좁아지는 구간, 노복은 노 중간의 배가 부른 부분으로 저장 기능과는 무관하다.

문제 18
코크스 중 회분을 나타내는 식으로 옳은 것은?
1장입탄 중 회분 / 전 코크스 실수율
2전 코크스 실수율 / 장입탄 중 회분
3장입탄 중 회분 / 전 코크스 회분
4전 코크스 회분 / 장입탄 중 회분
정답 및 해설

코크스 중 회분은 건류 과정에서 휘발분이 빠져나가며 상대적으로 농축되므로, 장입탄 중 회분을 코크스로 남는 비율인 실수율로 나누어 계산한다.

즉 코크스 회분=장입탄 중 회분전 코크스 실수율\text{코크스 회분} = \dfrac{\text{장입탄 중 회분}}{\text{전 코크스 실수율}}의 관계가 성립한다.

문제 19
열풍로의 돔(Dome) 온도가 관리치 이상으로 상승하였을 때 취하는 조치사항으로 가장 적합한 것은?
1송풍온도를 높인다.
2열풍로 교체를 지연시킨다.
3연소용 공기량을 증가시킨다.
4연소용 가스량을 증가시킨다.
정답 및 해설

열풍로 돔(Dome) 온도가 관리치를 넘어서면 축열실 내화물이 과열 손상될 위험이 있으므로, 연소용 공기량을 늘려 과잉공기 비율을 높여 국부적인 화염 과열을 억제하고 연소를 안정적으로 분산시키는 조치를 취한다.

반대로 송풍온도나 연소용 가스량을 더 높이거나 열풍로 교체를 늦추는 것은 돔 온도를 더 끌어올리는 방향이므로 적절하지 않다.

문제 20
코크스를 사용한 고로의 슬래그 주요 3가지 성분이 아닌 것은?
1CaO
2ZnO
3SiO2
4Al2O3
정답 및 해설

코크스를 사용하는 일반 고로 슬래그의 주요 성분은 CaO, SiO₂, Al₂O₃(그리고 MgO)이며, 이들이 슬래그 조성의 대부분을 차지한다.

ZnO는 원료에 미량 포함되어 노 내에서 순환·축적되는 유해 성분으로 취급될 뿐, 슬래그를 구성하는 주요 3성분에는 들지 않는다.

문제 21
분광 소결시에 첨가하는 분코크스의 평균입도의 목표치 크기(mm)는 어느 정도가 적합한가?
11 ~ 1.6mm
220 ~ 30mm
340 ~ 50mm
460 ~ 70mm
정답 및 해설

소결 원료에 배합되는 분코크스(연료용)는 소결배합층 전체에 고르게 분포되어 균일하게 연소돼야 하므로, 지나치게 굵으면 국부적으로 과소결되고 지나치게 미세하면 조기 연소로 통기성을 해친다.

이 때문에 관리되는 평균 입도의 목표치는 1~1.6mm 정도의 미세한 크기로 설정된다.

문제 22
고로의 유효 내용적이란?
1노 바닥에서부터 노구까지의 용적
2풍구수준면에서 장입기준선까지의 용적
3로저부에서 장입기준선까지의 용적
4출선구로부터 장입기준선까지의 용적
정답 및 해설

고로의 유효 내용적은 실제로 장입물이 채워져 반응이 일어나는 용적을 뜻하며, 풍구 수준면에서 장입기준선(스톡라인)까지의 용적으로 정의한다.

노 바닥에서 노구까지의 용적은 노 전체를 포함한 값이고, 출선구나 노저부를 기준으로 잡은 용적은 용선·슬래그가 고이는 노상 공간까지 포함하므로 유효 내용적과는 기준면이 다르다.

문제 23
열풍로 조업에서 고온 송풍하기 위하여 행해지는 조업이 아닌 것은?
1조습송풍
2연소 가스량의 규제
3열량이 높은 COG가스 사용
4열풍로 교체시간의 단축
정답 및 해설

연소용 가스량 규제, 열량 높은 COG 가스 사용, 열풍로 교체시간 단축은 모두 열풍로에서 더 높은 송풍온도를 얻기 위해 직접적으로 행해지는 조업이다.

반면 조습송풍은 송풍 공기 중 수분량을 조절해 노 내 이론연소온도(연소대 온도)를 관리하기 위한 조업으로, 고온 송풍 자체를 달성하기 위한 조치와는 목적이 다르다.

문제 24
코크스로에서 건류시의 내부거동 및 코크스에 대한 설명으로 틀린 것은?
1노 벽면에 가까운 부분은 급속하게 건류된다.
2노 벽측에 생성된 코크스는 금속광택으로 치밀하다.
3노 중심 근처에서는 반용융상태의 연화 용융층이 존재한다.
4노 중심축에서 생성된 코크스는 조업 특성이 우수한 장점이 있다.
정답 및 해설

코크스로에서는 노 벽면에 가까운 부분일수록 빨리 가열되어 먼저 건류되며, 금속광택을 띠는 치밀한 코크스가 만들어진다.

반면 노 중심축은 가장 늦게, 가장 낮은 온도까지만 가열되므로 반용융 상태의 연화용융층이 남아 있다가 다공질이고 강도가 낮은 코크스가 만들어지며, 조업 특성이 오히려 벽면 쪽 코크스보다 떨어진다.

따라서 노 중심축 코크스가 우수한 장점을 가진다는 설명은 실제 건류 거동과 반대된다.

문제 25
고로 내에서 환원되기 쉬운 것부터 옳게 나열한 것은?
1FeO → Fe2O3 → SiO2 → CaO
2CaO → FeO → Fe2O3 → SiO2
3Fe2O3 → FeO → P2O5 → MnO
4SiO2 → CaO → FeO → Fe2O3
정답 및 해설

고로 내에서 각 산화물의 환원 난이도는 산화물의 열역학적 안정도(생성 자유에너지)에 따라 달라지며, 안정도가 낮은 것부터 먼저 환원된다.

철산화물이 가장 쉽게 환원되어 Fe₂O₃ → FeO 순으로 진행되고, 이어서 인의 산화물인 P₂O₅, 그 다음 MnO가 환원된다.

SiO₂는 노 하부 고온부에서야 일부 환원되고, CaO는 고로 조건에서 사실상 환원되지 않을 만큼 안정한 산화물이다.

문제 26

[보기]는 어떤 성분의 수율을 설명한 것인가?

제강용선의 경우는 30~40% 이나 규소와 광재염기도에 따라 상당히 변동하고 또 노내에 축적되는 경향이 있으므로 주물선 제조 전에 노내의 클리닝(cleaning) 조업이 필요하다.

1P 수율
2S 수율
3Ti 수율
4Mn 수율
정답 및 해설

제시된 설명은 Ti 수율에 관한 것이다.

티타늄은 제강용선에서 수율이 30~40% 수준으로 낮고, 규소 농도와 광재(슬래그) 염기도에 따라 크게 흔들린다.

또 환원된 티타늄은 탄질화물 형태로 노저와 노상에 쌓이는 성질이 있어, 성분이 다른 주물선을 만들기 전에 노내 클리닝 조업이 필요하다. 인은 거의 전량 용선으로 들어가고 황은 슬래그로 제거되며 망간은 수율이 이보다 훨씬 높아 이런 축적 현상과는 거리가 멀다.

문제 27
고로 조업에 관한 설명 중 틀린 것은?
1고로 내화물은 강도가 높아 초기 예열 작업이 불필요하다.
2고로 조업시 산소 부화 송풍을 하면 생산성을 향상시킬 수 있다.
3고로 장입물의 하강 속도가 느리면 송풍량을 증대할 필요가 있다.
4공기구멍 앞의 연소대 온도가 지나치게 높으면 행깅, 슬립 등의 원인이 된다.
정답 및 해설

고로는 새로 축조하거나 대수리한 뒤 처음 불을 넣기 전, 내화물이 급격한 열충격으로 손상되지 않도록 반드시 서서히 온도를 올리는 예열(건조) 작업을 거쳐야 한다.

내화물의 강도가 높다고 해서 이 예열 과정이 생략되는 것은 아니며, 이 설명은 실제 고로 조업 절차와 어긋난다.

산소 부화 송풍으로 생산성을 높이거나, 장입물 하강이 느릴 때 송풍량을 늘리거나, 연소대 온도가 지나치게 높으면 행깅·슬립 같은 노황 이상이 발생한다는 설명은 모두 실제 고로 조업 원리와 맞는다.

문제 28
고로의 감척조업에 대한 설명으로 틀린 것은?
1고로조업 중 휴풍 조업 과정이다.
2노내 장입물 레벨을 저하시키는 조업이다.
3노내 광석 잔존 여부의 판단은 용선 중 Mn 상승으로 판단한다.
4주수 냉각 조업이 완료된 시점부터 감척조업에 들어간다.
정답 및 해설

감척조업은 고로를 장기 휴풍하거나 종풍하기 전, 노 내 장입물 레벨을 계획적으로 낮추어 가며 장입을 줄여가는 조업으로, 용선 중 Mn 함량 변화로 노 내에 광석이 남아 있는지를 판단한다.

장입물 레벨을 충분히 내린 뒤에야 주수(살수) 냉각 같은 최종 냉각 조업으로 넘어가므로, 주수 냉각이 완료된 시점부터 감척조업에 들어간다는 설명은 실제 순서와 반대다.

문제 29
염기도가 1.0 이상이 되도록 석회석을 첨가하여 제조된 소결광에 대한 설명으로 틀린 것은?
1석회석 분해열만큼 코크스가 더 필요로 한다.
2자용성 소결성 제조로 고로 사용시 연료비가 저하한다.
3소결광은 다공질로 만들어져 천연광석보다는 피환원성이 좋다.
4규산철의 생성이 억제되어 고로에서 노내 반응이 촉진된다.
정답 및 해설

염기도 1.0 이상의 자용성 소결광은 석회석 분해에 필요한 열을 소결기 배합 코크스분으로 이미 소진한 상태로 만들어지므로, 고로에 장입된 뒤에는 별도의 분해 열이 추가로 필요하지 않다.

그 결과 고로에서 사용할 때 오히려 연료비(코크스비)가 낮아지는 효과가 나타나며, 코크스가 더 필요하다는 설명은 자용성 소결광을 쓰는 목적과 반대된다.

  • 다공질 구조로 천연광석보다 피환원성이 좋다는 설명은 자용성 소결광의 실제 특성과 맞는다.
  • 규산철 생성이 억제되어 고로 내 반응이 촉진된다는 설명도 자용성 소결광의 장점과 일치한다.

따라서 코크스가 더 필요하다는 설명만 실제와 반대되는 부분이다.

문제 30
코렉스(COREX) 공법에 대한 설명으로 틀린 것은?
18 ~ 35mm의 정립광을 사용한다.
2철광석은 소결 과정을 거친다.
3용융가스화로 내에 석탄충진층을 형성한다.
4부원료는 약 70%가 소성된 후 DRI(direct reduction iron)스큐류에 의해 기계적으로 노외로 배출되어 용융가스화로로 투입된다.
정답 및 해설

코렉스(COREX) 공법은 8~35mm 크기의 정립광이나 펠릿 등을 별도의 소결 과정 없이 그대로 사용하는 것이 큰 특징으로, 코크스로·소결 공정을 생략해 환경부하를 줄인 공법이다.

따라서 철광석이 소결 과정을 거친다는 설명은 코렉스 공법의 핵심 특징과 반대된다.

용융가스화로 내에 석탄충진층을 형성하고, 부원료 대부분이 소성된 뒤 DRI 스크류를 통해 기계적으로 용융가스화로로 이송된다는 설명은 코렉스 공정의 실제 구조와 맞는다.

문제 31
장입장치의 요구 조건이 아닌 것은?
1원료를 균일하게 장입하여야 한다.
2장입방법은 고정되어 변경되어서는 안된다.
3원료를 장입할 때 가스가 새지 않도록 해야 한다.
4조업 속도에 따라서 충분한 장입 속도를 가져야 한다.
정답 및 해설

고로 장입장치는 조업 상황과 노황에 맞추어 장입 패턴을 조정할 수 있어야 하며, 장입방법이 고정되어 바뀔 수 없어야 한다는 요구는 실제 요구조건과 반대다.

원료를 균일하게 장입하고, 가스가 새지 않도록 밀폐성을 유지하며, 조업 속도에 맞춰 충분한 장입 속도를 낼 수 있어야 한다는 조건들은 모두 장입장치에 실제로 요구되는 성능이다.

문제 32
품위 55.10%의 철광석으로부터 철분 93.45%의 선철 1.5톤을 만드는데 필요할 광석량은 몇 kg인가? (단, 철분이 모두 환원되어 철의 손실이 없다고 가정한다.)
11476
21576
32444
42544
정답 및 해설

선철 1.5톤(1500kg) 중 철분 함량이 93.45%이므로, 필요한 순철분량은 1500×0.9345=1401.75kg1500 \times 0.9345 = 1401.75\mathrm{kg}이다.

이 철분이 모두 품위 55.10%의 철광석에서 왔다고 보면, 필요한 광석량은 1401.750.5510≈2544kg\dfrac{1401.75}{0.5510} \approx 2544\mathrm{kg}으로 계산된다.

문제 33
코크스의 연료비 계산식으로 맞는 것은?
1연료비 = 비휘발분 / 고정탄소
2연료비 = 고정탄소 / 비휘발분
3연료비 = 고정탄소 / 휘발분
4연료비 = 휘발분 / 고정탄소
정답 및 해설

코크스의 연료비(fuel ratio)는 코크스 중 고정탄소와 휘발분의 비로 정의되며, 연료비=고정탄소휘발분\text{연료비} = \dfrac{\text{고정탄소}}{\text{휘발분}}로 계산한다.

연료비가 클수록 휘발분이 적고 고정탄소 비율이 높은, 즉 완전히 건류되어 연료로서의 발열 특성이 안정된 코크스임을 의미한다.

문제 34

다음 조건에서의 출선비는 약 얼마인가?

1일 생산계획내용적광석비가동률
5000T/D2600㎥1.6T/T-P95%
12.0
22.6
33.0
43.6
정답 및 해설

출선비는 약 2.0이다.

출선비는 하루 출선량을 고로 내용적으로 나눈 값이므로
5000T/D ÷ 2600㎥ = 1.92이고,
가동률 95%를 반영해 실가동 기준으로 보면 5000 ÷ (2600 × 0.95) = 2.02가 되어 어느 쪽으로 계산해도 2.0에 해당한다.

함께 주어진 광석비 1.6T/T-P는 용선 1톤을 만드는 데 드는 장입 광석량이어서 출선비 계산에는 들어가지 않는다.

문제 35
코크스로 가스(COG)의 조성성분이 많은 것에서 적은 순서로 옳은 것은?
1N2 > CO > CO2 > H2
2N2 > CO > H2 > CH4
3H2 > CH4 > CO > CO2
4H2 > CO > CO2 > CH4
정답 및 해설

코크스로가스(COG)는 석탄을 고온 건류할 때 발생하는 가스로, 부피 기준 조성은 수소(H₂)가 가장 많고 그 다음이 메탄(CH₄), 이어서 CO, 가장 적은 것이 CO₂ 순이다.

즉 H2>CH4>CO>CO2\mathrm{H_2} > \mathrm{CH_4} > \mathrm{CO} > \mathrm{CO_2} 순서로 구성 비율이 낮아진다.

문제 36
분광의 괴상화 및 입도 균일화를 위한 열적 방법은?
1소결
2배소
3침출
4선광
정답 및 해설

분광을 덩어리로 만들고 입도를 고르게 하는 대표적인 열적 괴상화 방법은 소결(sintering)이다.

분광과 코크스분·석회석 등을 배합해 점화한 뒤 고온에서 부분 용융·결합시켜 다공질 덩어리로 만드는 공정으로, 배소(산화 등 성질 변화 목적), 침출(화학적 용해), 선광(물리적 선별)과는 목적과 원리가 다르다.

문제 37
자철광 2kg 을 자력 선별하여 825g 의 정광산물을 얻었다면 선광비는 얼마인가?
10.41
21.22
32.22
42.42
정답 및 해설

선광비는 처리한 원광량을 얻어진 정광량으로 나눈 값으로, 정광 1단위를 얻기 위해 원광이 몇 배 필요한지를 나타낸다.

자철광 2kg(2000g)을 자력 선별하여 정광 825g을 얻었으므로, 선광비는 2000825≈2.42\dfrac{2000}{825} \approx 2.42로 계산된다.

문제 38
Si의 환원반응에 대한 설명으로 틀린 것은?
1SiO2는 산화철 보다 환원되기 어렵다.
2SiO2는 광석이나 코크스에 함유되어 고로에 장입된다.
3샤프트부에서는 거의 환원되지 않으며 용융상태의 환원이 빠르다.
4용철 중에 Si의 함량은 고로 노황을 판단하는 중요한 요소이다.
정답 및 해설

SiO₂의 환원은 철산화물보다 훨씬 안정한 화합물이어서 환원되기 어렵고, 주로 노 하부의 용융 상태(연화용융대·노상부)에서 일어나며 온도에 매우 민감한, 비교적 느리고 어려운 반응이다.

샤프트부처럼 온도가 낮은 구간에서는 거의 환원이 일어나지 않는다는 설명은 맞지만, 용융 상태에서의 환원이 빠르게 진행된다는 설명은 실제 반응 속도와 반대된다.

용철 중 Si 함량이 고로 노황(노 내 열수준)을 가늠하는 지표로 쓰인다는 설명은 실제 조업 관행과 맞는다.

문제 39
코크스로의 구조에 관하여 설명한 것 중 틀린 것은?
1연소실은 많은 연도(flue)로 세분되어 있다.
2탄화실은 압출기가 있는 PS측이 코크스 가이드차가 있는 CS측보다 폭이 넓다.
3노의 가열은 코크스 가스, 고로 가스 또는 이들의 혼합 가스를 사용한다.
4코크스로는 축열실의 상부에 탄화실과 연소실이 교대로 병렬되어 노단을 이루고 있다.
정답 및 해설

코크스로의 탄화실은 압출된 코크스가 팽창하며 빠져나가는 코크스 가이드차 쪽(CS측)이 원활한 배출을 위해 압출기 쪽(PS측)보다 폭이 넓게 설계되는 것이 일반적이며, 제시된 설명은 이와 반대로 되어 있다.

연소실이 여러 개의 연도로 세분되어 있고, 코크스가스·고로가스 또는 혼합가스로 가열하며, 축열실 위에 탄화실과 연소실이 교대로 병렬 배치되어 노단(배터리)을 이룬다는 설명은 모두 실제 코크스로 구조와 일치한다.

문제 40
그림은 펠렛 속도에 따른 배기온도 분포를 나타낸 것으로 최고 배기온도를 나타낸 점을 BTP(Burn Through Point)라 할 때 다음 설명 중 틀린 것은? (단, 화염 전달속도는 일정하다.)
1가장 바람직한 온도곡선은 (B)이다.
2온도곡선 (A)는 (B), (C)에 비해 생산성이 증가 한다.
3온도곡선 (A)는 (B), (C)에 비해 소결광 강도가 저하한다.
4펠렛속도가 저하하면 온도곡선 (B)는 (A)와 같이 되어 BTP는 급광부쪽으로 이동한다.
정답 및 해설

팔레트가 느려 BTP가 앞당겨진 (A)는 처리량이 오히려 줄기 때문에 생산성이 증가한다는 설명이 틀렸다.

그림의 가로축은 wind box 번호 1~25(Pallet 진행방향), 세로축은 배기온도(℃)로 눈금이 100·200·300·400이다. 실선 (B)는 23번 wind box에서 200℃와 300℃ 사이(약 240℃)의 최고 배기온도를 보이고 그 점에 BTP가 표시돼 있으며, 점선 (A)는 22번보다 앞에서, (C)는 25번 부근에서 정점을 찍는다.

화염 전달속도가 일정하므로 BTP 위치는 팔레트 속도가 결정한다. 팔레트가 느리면 소결이 기계 중간에서 이미 끝나 뒤쪽 풍상이 놀게 되므로 BTP가 급광부 쪽으로 당겨지고 처리량은 감소한다.

반대로 팔레트가 빠르면 (C)처럼 BTP가 배광부 끝까지 밀려 미소결이 생길 수 있어, 소결이 배광 직전에 끝나는 (B)가 가장 바람직한 곡선이다.

문제 41
용선중 [Si]저하를 위한 조업 인자의 방향이 틀린 것은?
1용선온도 상승 조업
2노정압 상승 조업
3생산 속도 상승 조업
4산소 취입량 상승 조업
정답 및 해설

용선 중 [Si]는 노 하부 온도가 높을수록 SiO₂ 환원이 촉진되어 오히려 증가하므로, Si를 낮추려면 용선온도를 낮추는 방향의 조업이 필요하며 온도를 상승시키는 조업은 목적과 반대된다.

노정압을 높이거나 생산 속도(출선 속도)를 높여 노 내 체류시간을 줄이거나, 산소 취입량을 늘려 연소 조건을 조정하는 것은 모두 Si를 낮추는 방향으로 작용하는 조업 인자다.

문제 42
고로에 돌로마이트, 사문암 등 MgO 계 용제를 장입하는 가장 큰 이유는?
1석회 사용량을 줄이기 위하여
2탈탄 반응을 촉진시키기 위하여
3고로 슬래그의 산성도를 조절하기 위하여
4Al2O3 함유 슬래그의 유동성을 향상시키기 위하여
정답 및 해설

돌로마이트·사문암 같은 MgO계 용제는 슬래그 중 Al₂O₃ 함량이 높아 점도가 커질 때, MgO를 보충해 슬래그의 유동성을 향상시키기 위해 장입한다.

MgO는 CaO와 함께 슬래그의 액상 구간을 넓혀 점도를 낮추는 역할을 하며, 이는 석회 사용량 절감이나 탈탄 촉진, 슬래그 산성도 조절과는 목적이 다르다.

문제 43
200개 들이 상자가 15개 있을 때 각 상자로부터 제품을 랜덤하게 10개씩 샘플링 할 경우, 이러한 샘플링 방법을 무엇이라 하는가?
1층별 샘플링
2계통 샘플링
3취락 샘플링
42단계 샘플링
정답 및 해설

200개들이 상자 15개 전부에서 각각 10개씩 랜덤하게 뽑는 방식은, 상자 하나하나를 하나의 층(집단)으로 보고 모든 층에서 고르게 표본을 추출하는 층별 샘플링에 해당한다.

일부 상자만 통째로 뽑는 방식이면 취락 샘플링, 먼저 일부 상자를 무작위로 고른 뒤 그 안에서만 다시 뽑는 방식이면 2단계 샘플링이 되므로, 모든 상자에서 표본을 뽑는 이 방법과는 다르다.

문제 44
모든 작업을 기본동작으로 분해하고, 각 기본동작에 대하여 성질과 조건에 따라 미리 정해놓은 시간치를 적용하여 정미시간을 산정하는 방법은?
1PTS법
2Work Sampling법
3스톱워치법
4실적자료법
정답 및 해설

PTS법(Predetermined Time Standard)은 모든 작업을 기본동작으로 분해한 뒤, 각 기본동작의 성질과 조건에 따라 미리 정해진 표준시간표의 시간치를 적용하여 정미시간을 산정하는 기법이다.

스톱워치를 이용한 실측이 필요 없어 작업 전에도 표준시간을 설정할 수 있다는 점이 특징이다.

문제 45
관리도에서 측정한 값을 차례로 타점했을 때 점이 순차적으로 상승하거나 하강하는 것을 무엇이라 하는가?
1연(run)
2주기(cycle)
3경향(trend)
4산포(dispersion)
정답 및 해설

관리도에서 타점이 한 방향으로 계속 상승하거나 하강하는 패턴을 경향(trend)이라 한다.

  • 중심선을 기준으로 점이 한쪽에만 연속해서 나타나는 것은 연(run)이다.
  • 점들이 일정한 간격으로 오르내림을 반복하는 패턴은 주기(cycle)이다.
  • 점들이 흩어진 정도를 나타내는 것은 산포(dispersion)이다.
문제 46

어떤 공장에서 작업을 하는데 있어서 소요되는 기간과 비용이 다음 표와 같을 때 비용구배는? (단, 활동시간의 단위는 일(日)로 계산한다.)

정상작업특급작업
기간비용기간비용
15일150만원10일200만원
150,000원
2100,000원
3200,000원
4500,000원
정답 및 해설

하루를 단축하는 데 드는 추가 비용인 비용구배는 100,000원이다.

표에서 정상작업은 기간 15일에 비용 150만원, 특급작업은 기간 10일에 비용 200만원이다.

비용구배 = (특급비용 − 정상비용) ÷ (정상기간 − 특급기간)
= (2,000,000 − 1,500,000) ÷ (15 − 10)
= 500,000 ÷ 5 = 100,000원/일

5일을 당기는 데 드는 총 추가비용 500,000원을 그대로 답하지 않도록, 반드시 단축일수로 나눈 값을 골라야 한다.

문제 47
품질특성을 나타내는 데이터 중 계수치 데이터에 속하는 것은?
1무게
2길이
3인장강도
4부적합품률
정답 및 해설

부적합품률은 개수를 세어 얻는 계수치 데이터에 해당한다.

무게·길이·인장강도는 자를 대거나 측정기로 연속적인 값을 재는 계량치 데이터이다.

문제 48
생산보전(PM; productive maintenance)의 내용에 속하지 않는 것은?
1보전예방
2안전보전
3예방보전
4개량보전
정답 및 해설

생산보전(PM)의 구성 요소는 보전예방·예방보전·사후보전·개량보전이며, 안전보전은 여기에 포함되지 않는다.

안전보전은 산업안전 활동의 범주이지 설비관리 체계인 생산보전의 하위 개념이 아니다.

문제 49
구리의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1용융점은 약 1083℃ 이다.
2비중은 약 6.96 이다.
3전기ㆍ열의 양도체이다.
4전연성이 좋아 가공이 용이하다.
정답 및 해설

구리의 비중은 약 8.96으로, 6.96이라는 수치는 틀린 설명이다.

용융점 1083℃, 전기·열의 양도체, 우수한 전연성은 구리의 실제 특성과 일치한다.

문제 50
공정합금으로 금속나트륨, 불화알칼리로 개량처리하여 만든 강력한 기계부품 합금으로 적당한 것은?
1Al-Cu 합금
2Al-Si 합금
3Al-Mg 합금
4Al-Cu-Si 합금
정답 및 해설

Al-Si계 합금(실루민)은 공정조성 부근에서 금속나트륨이나 불화알칼리로 개량처리하여 조직을 미세화한 강력한 기계부품용 합금이다.

개량처리로 공정 Si가 조대하게 석출되는 것을 막아 강도와 연성을 함께 높인다.

문제 51
오스테나이트형 스테인리스강의 입계부식을 방지하는 방법이 아닌 것은?
1탄소 함유량을 낮게 한다.
2Ti을 첨가하여 TiC로 안정화시킨다.
3Cr, C의 함유량을 증가시켜 미리 안정한 크롬탄화물을 형성한다.
4고온으로 가열하여 탄화물을 오스테나이트 중에 고용시켜 급냉한다.
정답 및 해설

오스테나이트계 스테인리스강의 입계부식은 결정립계에 Cr탄화물(Cr₂₃C₆)이 석출되어 그 주변이 Cr 결핍(예민화)되면서 발생한다.

  • 탄소 함유량을 낮추면 탄화물 석출 자체가 줄어든다.
  • Ti을 첨가해 TiC로 안정화하면 Cr 대신 Ti이 탄소와 결합해 Cr 결핍을 막는다.
  • 고온에서 탄화물을 오스테나이트에 고용시킨 뒤 급냉하면 입계 석출을 억제할 수 있다.

반대로 Cr, C 함유량을 늘려 크롬탄화물을 형성시키는 것은 오히려 예민화를 촉진하므로 방지법이 아니다.

문제 52
어떤 순금속의 평형상태도에서 Gibbs의 상률에 의한 3중점에서의 자유도는? (단, 압력은 일정하다.)
10
21
32
43
정답 및 해설

Gibbs 상률 F=C−P+2에서 순금속은 성분수 C=1이고, 3중점은 고상·액상·기상 세 상이 함께 평형을 이루는 지점이므로 상의 수 P=3이다.

F=1−3+2=0F = 1 - 3 + 2 = 0

따라서 3중점의 자유도는 0이며, 온도·압력을 임의로 바꿀 수 없는 불변점이다.

문제 53
체심입방격자(BCC)의 금속이 아닌 것은?
1Fe
2Cr
3Au
4Mo
정답 및 해설

Au(금)는 면심입방격자(FCC) 구조의 금속이다.

이와 달리 Fe, Cr, Mo는 체심입방격자(BCC) 구조를 가진다.

문제 54
강에서 원자 배열의 변화는 없고 자기의 강도만 변하는 변태는?
1A1 변태
2A2 변태
3A3 변태
4A4 변태
정답 및 해설

강에서 결정구조(원자배열)의 변화 없이 자기적 성질만 변하는 변태는 A2 변태이며, 순철 기준 약 768℃(퀴리점)에서 강자성→상자성으로 바뀐다.

A1·A3·A4 변태는 모두 결정구조(원자 배열)의 변화를 수반하는 변태이다.

문제 55
주철의 성장 원인이 아닌 것은?
1불균일한 가열에 의한 팽창
2시멘타이트의 흑연화에 의한 팽창
3방출된 가스에 의한 팽창
4고용 원소인 Si의 산화에 의한 팽창
정답 및 해설

주철의 성장 원인은 시멘타이트의 흑연화에 의한 팽창, 고용된 Si의 산화(2FeO·SiO₂ 생성)에 따른 팽창, 불균일한 가열로 생긴 미세균열, A1 변태의 반복에 따른 체적 변화, 노내에서 흡수된 가스에 의한 팽창 등이다.

따라서 방출된 가스에 의한 팽창은 주철 성장의 원인으로 보지 않는다.

문제 56
사고예방원리 5단계 중 제4단계에 해당되는 것은?
1조직
2평가 분석
3사실의 발견
4시정책의 선정
정답 및 해설

하인리히의 사고예방원리 5단계는 조직 → 사실의 발견 → 평가·분석 순으로 진행되다가 4단계인 시정책의 선정을 거쳐 5단계 시정책의 적용으로 마무리된다.

따라서 4단계에 해당하는 것은 시정책의 선정이다.

문제 57
안전에 대한 관심과 이해가 인식되고 유지됨으로써 얻을 수 있는 것이 아닌 것은?
1이직율이 감소한다.
2직장의 신뢰도를 높여준다.
3고유기술이 축적되어 품질이 향상된다.
4기업의 투자경비를 증가시킬 수 있다.
정답 및 해설

안전에 대한 관심과 이해가 유지되면 이직률 감소, 직장 신뢰도 상승, 고유기술 축적에 따른 품질 향상 등 긍정적 효과를 얻는다.

반면 기업의 투자경비 증가는 안전 인식의 성과로 보기 어려우며, 오히려 재해로 인한 손실비용이 줄어드는 효과가 일반적이다.

문제 58
사람의 감각기관과 센서를 비교했을 때 센서에서 사람의 신경에 해당되는 것은?
1수신장치
2트랜스 듀서
3신호전송기
4정보처리장치
정답 및 해설

센서에서 사람의 신경에 해당하는 것은 자극을 전기신호로 바꿔 전달하는 신호전송기이다.

같은 방식으로 대응시키면, 자극을 받아들이는 트랜스듀서는 수용기(감각기)에, 정보처리장치는 뇌에 대응한다.

문제 59
유압의 제일 기본 원리인 파스칼(Pascal)의 원리에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체의 압력은 수평으로 작용한다.
2액체의 압력은 각면에 직각으로 작용한다.
3각 점의 압력은 모든 방향에 동일하게 작용한다.
4밀폐된 용기 내 액체에 가해진 압력은 동일한 크기로 각부에 전달된다.
정답 및 해설

파스칼의 원리에서 밀폐된 액체에 가해진 압력은 각 면에 직각(수직)으로, 모든 방향에 동일한 크기로 전달된다.

따라서 "액체의 압력은 수평으로 작용한다"는 설명은 방향을 한정해 놓은 잘못된 서술이다.

문제 60
생산 현장에서 자동제어를 사용함으로써 얻을 수 있는 이점이 아닌 것은?
1품질을 균일화시킬 수 있다.
2생산량을 증대시킬 수 있다.
3생산품의 용도가 다양해진다.
4작업환경을 향상시킬 수 있다.
정답 및 해설

생산 현장의 자동제어는 품질 균일화, 생산량 증대, 작업환경 개선 등의 효과를 가져온다.

반면 생산품의 용도가 다양해진다는 것은 자동제어 자체의 직접적인 이점이라 보기 어렵다.