[제선기능장 필기] 03년 1회차
제선기능장 필기 기출문제

03년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

03년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
분광원료를 많이 사용하는 경우 Bosh angle은 어떻게 변화시키는 것이 좋은가?
1작게한다.
2일반조업 때와 같다.
3크게 한다.
4Angle의 각도에 관계없이 높이만 크게 한다.
정답 및 해설

분광(미분) 원료 사용 비율이 높아지면 노내 통기성이 나빠지기 쉬우므로, 이를 보완하기 위해 보시각(Bosh angle)을 크게 조정하는 것이 일반적이다.

보시각을 크게 잡으면 장입물이 고르게 내려오고 상승 가스의 흐름이 원활해져, 통기 불량으로 생기는 행잉 등 노황 이상을 줄이는 데 도움이 된다.

문제 2
철광석의 구비조건이 아닌 것은?
1환원 분화성이 없어야 한다.
2화야라이트, 일미나이트가 없어야 한다.
3산화도가 낮아야 한다.
4Cu, As 등이 적어야 한다.
정답 및 해설

철광석은 환원 반응이 잘 일어나도록 산화도가 높은(충분히 산화된) 상태인 것이 유리하므로, 산화도가 낮아야 한다는 설명은 구비조건과 맞지 않는다.

환원분화성이 없고 화야라이트(파얄라이트)·일미나이트처럼 환원성을 해치는 광물이 없어야 하며, 구리·비소 등 유해 성분이 적어야 한다는 조건은 실제로 양질의 철광석이 갖춰야 할 요건이다.

문제 3
제선의 다음 공정인 제강에 의한 강괴의 종류에 해당되지 않는 것은?
1림드강
2탄소강
3킬드강
4캐프드강
정답 및 해설

림드강·킬드강·캡드강은 제강 시 탈산 정도에 따른 강괴의 분류에 해당한다.

탄소강은 탄소 함유량을 기준으로 한 강의 성분상 분류이지 탈산 방식에 따른 강괴 종류가 아니므로 같은 분류 기준에 속하지 않는다.

문제 4
출선구의 올바른 표현은?
1Hearth
2Slag hole
3Crucible
4Tap hole
정답 및 해설

고로에서 용선과 슬래그를 배출하는 출선구는 영어로 Tap hole이라 표현한다.

Hearth는 노상(용선이 고이는 하부 공간), Slag hole은 슬래그 전용 배출구, Crucible은 도가니(용융물을 모으는 공간)를 가리켜 출선구 자체를 지칭하는 용어와는 다르다.

문제 5
분광석을 소결할 때 소성에 필요한 열원은 무엇인가?
1외부로부터 코크스로 가열한다.
2원료에 배합된 분코크스의 연소열에 의한다.
3버너로 중유를 연소시킨다.
4코크스 오븐 가스(COG)의 연소에 의한다.
정답 및 해설

분광석을 소결할 때의 열원은 외부 가열이 아니라 원료에 배합된 분코크스(고체 연료)가 연소하면서 내는 열이다.

표층에서 점화한 뒤 하부로 공기를 흡인하면서 배합된 연료가 차례로 타 내려가는 방식으로 소성이 진행된다.

문제 6
산성(酸性)산화물에 속하는 것은?
1CaO
2MgO
3MnO
4SiO2
정답 및 해설

SiO₂(규산)는 대표적인 산성 산화물로, 슬래그 염기도(CaO/SiO₂) 계산에서 분모에 해당하는 성분이다.

CaO·MgO·MnO는 모두 염기성 산화물로 분류되어 SiO₂와는 반대 성질을 가진다.

문제 7
분광의 괴상화 및 입도 균일화의 열적방법은?
1소결
2배소
3침출
4선광
정답 및 해설

분광을 굳혀 덩어리로 만들고 입도를 균일화하는 대표적인 열적 방법은 소결(sintering)이다.

배소는 광석의 화학적 성질을 바꾸기 위한 가열 처리, 침출과 선광은 각각 습식 정제·물리적 분리 공정으로 입도를 괴상화하는 방법과는 목적이 다르다.

문제 8
혼선차(Torpedo-car)의 역할과 관계 없는 것은?
1고로에서 나오는 용선을 제강 공장에 운반하는 용기이다.
2용선을 보온, 저장한다.
3용선을 냉선괴(pig)로 만든다.
4탈황반응 용기로 사용 가능하다.
정답 및 해설

혼선차(Torpedo-car)는 고로 용선을 제강공장으로 운반·보온하는 용기이며, 냉선괴(pig)로 응고시키는 조업과는 무관하다.

혼선차에 해당하는 실제 기능은 다음과 같다.

  • 고로 용선을 제강공장까지 운반하는 용기로 쓰인다.
  • 이동 중 열손실을 줄여 용선을 보온·저장한다.
  • 노내 탈황 처리를 겸하는 반응 용기로도 활용된다.

반면 용선을 굳혀 냉선괴로 만드는 조업은 주선기(pig casting machine)에서 이루어지는 별개의 공정이다.

문제 9
열풍로가 4기 있을 때는 병렬송풍(staggered parallel) 제어방식을 이용하여 시간차를 두고 2기의 열풍로에 동시통풍하는 가장 큰 목적은?
1고온의 열풍을 얻기 위해서
2혼입냉풍량을 얻기 위해서
3격자 벽돌의 수명을 연장하기 위해서
4소결광의 점결성을 위해서
정답 및 해설

열풍로 4기를 병렬송풍(staggered parallel) 방식으로 시간차를 두고 2기씩 동시에 통풍시키는 목적은 고온의 열풍을 얻기 위해서이다.

열풍로 1기만 단독으로 가동하면 축열식 내화물의 축열량에 한계가 있어 송풍온도를 충분히 높이기 어렵지만, 2기를 겹쳐 동시에 통풍시키면 합산된 열용량으로 더 높은 송풍온도를 확보할 수 있다.

문제 10
산소부화 송풍에 관한 일반적인 설명이 틀린 것은?
1풍구와 연소대의 온도는 저하한다.
2노내의 가스속도가 감소한다.
3장입물의 강하가 빨라진다.
4보시가스의 농도가 크게 된다.
정답 및 해설

산소부화 송풍을 하면 오히려 풍구와 연소대의 온도가 상승하므로, 온도가 저하한다는 설명은 틀렸다.

송풍 중 산소 농도를 높이면 연소반응이 활발해져 화염온도가 올라가고, 같은 열량을 내는 데 필요한 송풍량이 줄어 노내를 지나는 가스량과 가스 속도가 감소한다.

이에 따라 장입물의 강하 속도는 빨라지고, 동반되는 질소가 줄어든 만큼 보시가스 중 CO 등 유효성분의 농도는 높아진다.

문제 11
고로의 최초 화입을 위한 충전작업시에 노내 충전물로 부적당한 것은?
1코크스와 괴스래그
2철광석과 석회석
3침목과 숯
4사철과 분코크스
정답 및 해설

고로 최초 화입 시 노내 충전물로는 사철과 분코크스처럼 입도가 지나치게 미세한 원료는 부적당하다.

화입 초기에는 노내 통기성 확보가 가장 중요하므로, 코크스·괴슬래그, 철광석·석회석, 침목과 숯처럼 크기가 일정하고 불이 잘 붙는 재료를 층상으로 쌓는다.

반면 사철과 분코크스는 입자가 미세해 가스 흐름을 막아 통기저항을 높이므로 초기 충전물로 쓰지 않는다.

문제 12
고로조업을 통하여 용선중의 유해성분인 S분을 가능한 한 많이 제거해야 한다. 탈황능 향상에 도움이 되는 조치로서 가장 옳은 것은?
1슬랙량을 감소시켜 준다.
2노열을 하향 조정하여 선중 [Si]을 적정히 낮추어 준다.
3염기도를 높인다.
4습분을 높이거나 O2 부화율을 증가시켜 준다.
정답 및 해설

고로 용선의 탈황능을 높이려면 슬래그의 염기도(CaO/SiO2\mathrm{CaO/SiO_2})를 높이는 것이 가장 효과적이다.

염기도가 높아지면 슬래그 중 유리 CaO가 늘어 황을 CaS 형태로 고정하는 능력이 커지므로 탈황 반응이 촉진된다.

  • 슬래그량을 줄이면 오히려 황을 담을 수 있는 용량이 줄어 탈황에 불리하다.
  • 노열을 낮춰 [Si]를 억제하면 온도 저하로 탈황 반응 속도가 느려진다.
  • 습분이나 산소부화율을 높이면 노내 온도가 변동해 탈황에 불리한 조건이 된다.
문제 13
제선과정에서 일어나는 주된 노내 반응은?
1산화반응
2환원반응
3배소반응
4하소반응
정답 및 해설

제선 공정에서 고로 내부의 주된 반응은 철광석의 산화철이 철로 바뀌는 환원반응이다.

장입된 철광석(Fe 산화물)은 상승하는 환원가스(CO, H₂)와 접촉하며 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe\mathrm{Fe_2O_3} \rightarrow \mathrm{Fe_3O_4} \rightarrow \mathrm{FeO} \rightarrow \mathrm{Fe} 순으로 단계적으로 환원되어 선철이 된다.

배소나 하소는 소결·석회석 처리 등 노 밖 전처리 공정에서 일어나는 반응으로, 고로 노내의 주 반응과는 구별된다.

문제 14
황을 제거시키는데 가장 효과적인 원소는?
1Cu
2Mn
3Si
4C
정답 및 해설

선철 중 황(S)을 제거하는 데 가장 효과적인 원소는 망간(Mn)이다.

Mn은 황과 결합해 MnS\mathrm{MnS} 형태의 안정한 화합물을 만들어 슬래그로 배출시키므로 탈황제로 작용한다.

Cu와 Si는 황과의 친화력이 크지 않고, C은 선철의 주성분일 뿐 탈황 작용과는 관계가 없다.

문제 15
다음의 기계장치 중 옳지 않은 것은?
1동력으로 운전됨 → 동력차단
2회전중 파괴될 위험이 있는 연마반의 숫돌 → 복개 장치
3목공용 둥근 톱날판 → 급정지 장치
4동력으로 운전하는 절단기 → 칼날 또는 금형으로 인한 위험방지용 안전장치
정답 및 해설

목공용 둥근 톱날(원형톱)의 방호장치는 날접촉예방장치이며, 급정지장치와 짝지은 설명은 틀렸다.

급정지장치는 작업자가 접촉했을 때 기계를 즉시 멈추도록 하는 방호장치로 롤러기 등에 적용되며, 회전 중인 둥근 톱날의 접촉 재해는 덮개형 날접촉예방장치로 막는다.

  • 동력차단장치는 동력으로 운전되는 기계 일반의 정지 수단으로 옳게 짝지어졌다.
  • 회전 중 파괴 위험이 있는 연마숫돌에는 복개(덮개) 장치를 설치하는 것이 맞다.
  • 동력 절단기에는 칼날·금형에 의한 위험을 막는 안전장치를 두는 것이 맞다.
문제 16
이동식 전기 기계의 사고를 막기위해 필요한 설비는?
1접지설비
2고압계
3방폭등
4대지전위 상승장치
정답 및 해설

이동식 전기 기계·기구의 감전 사고를 막기 위해 가장 기본적으로 필요한 설비는 접지설비이다.

누전이 발생했을 때 접지를 통해 누설전류를 대지로 흘려보내 기기 외함의 대지전위 상승을 억제하고 감전 위험을 낮춘다.

고압계나 방폭등은 계측·방폭용 설비로 이동식 기계의 누전 감전 방지와는 직접 관련이 없으며, 대지전위를 일부러 상승시키는 장치는 존재하지 않는다.

문제 17
고로의 화입용 코크스는 승열용 코크스와 베드 코크스(bed coke)로 구분되는데 베드 코크스를 바르게 설명한 것은?
1풍구 상부와 연소대 외측에 연소하지 않는 코크스
2풍구 하부와 연소대 내측에 연소하지 않는 코크스
3Shaft 하부의 코크스
4Shaft 상부의 코크스
정답 및 해설

베드 코크스(bed coke)는 풍구 하부와 연소대 내측에 위치해 화입 후에도 연소되지 않고 남아 있는 코크스층을 말한다.

화입용 코크스 중 승열용 코크스는 점화 후 연소되어 노내 승온에 쓰이는 반면, 베드 코크스는 노상(爐床) 하부에 미리 깔려 초기 조업 동안 골격을 유지하고 통기·통액 통로 역할을 한다.

문제 18
분광소결시에 첨가하는 분코크스의 평균입도의 목표치 크기(mm)는 어느 정도가 적합한가?
11.2
230.0
345.0
470.0
정답 및 해설

소결배합에 넣는 분코크스(breeze coke)의 평균입도 목표치는 약 1.2 mm1.2\ \mathrm{mm} 수준의 미세한 크기이다.

소결광 제조에서는 원료층 전체에 걸쳐 고르게 착화·연소시켜야 하므로, 코크스를 잘게 분쇄해 배합원료 표면에 균일하게 분산시키는 것이 통기성과 소결 반응 균일성 확보에 유리하다.

30~70mm대의 큰 입도는 고로에 장입하는 괴상 코크스의 크기 영역으로, 표면적이 작아 소결 배합용으로는 연소 균일성이 떨어져 부적합하다.

문제 19
고로에서 철광석이 환원되는 순서가 맞는 것은?
1Fe3O4 → Fe2O3 → FeO → Fe
2Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
3FeO → Fe2O3 → Fe3O4 → Fe
4Fe3O4 → FeO → Fe2O3 → Fe
정답 및 해설

고로에서 철광석은 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe\mathrm{Fe_2O_3} \rightarrow \mathrm{Fe_3O_4} \rightarrow \mathrm{FeO} \rightarrow \mathrm{Fe} 순서로 단계적으로 환원된다.

노정에서 내려오며 저온대에서는 간접환원(CO·H₂에 의한 환원)이 우세해 산소를 단계적으로 잃고, 노 하부 고온대에서는 직접환원(FeO+C→Fe+CO\mathrm{FeO + C \rightarrow Fe + CO})이 진행되어 최종적으로 금속철이 된다.

문제 20
고로내 가스압력을 통상보다 높게 해서 하는 조업이 고압조업이다. 고압조업의 효과로써 적당하지 못한 것은?
1출선량의 증가
2연료비의 감소
3고로내 더스트(dust)의 생성감소
4노체 열부하(熱負荷)감소
정답 및 해설

고압조업의 효과는 출선량 증가, 연료비 절감, 더스트 발생 감소 등이며, 노체 열부하 감소는 고압조업의 효과로 보기 어렵다.

노내 압력을 높이면 가스 유속이 느려져 노정 더스트 비산이 줄고 가스와 장입물의 반응 시간이 길어져 환원효율이 개선되므로 연료비가 낮아지고 출선량은 늘어난다.

다만 압력 상승으로 가스 밀도와 열전달량이 커지면 노벽이 받는 열부하는 오히려 늘어나는 경향이 있어, 열부하 감소를 고압조업의 효과로 들 수는 없다.

문제 21
선철 Ton당 장입원료 중 Fe분의 합계가 950㎏이고 이 중 0.8%가 FeO로써 슬랙 중에 들어간다고 하면 슬랙 중의 FeO 무게는 약 몇 ㎏인가?
15.8
27.1
39.8
410.7
정답 및 해설

슬래그 중 FeO의 무게는 약 9.8kg이다.

먼저 슬래그로 들어가는 Fe분의 무게를 구하면
950 kg×0.008=7.6 kg950\ \mathrm{kg} \times 0.008 = 7.6\ \mathrm{kg}

이 Fe을 FeO로 환산하면(FeO/Fe 분자량비 71.8555.85≈1.287\dfrac{71.85}{55.85} \approx 1.287)
7.6 kg×1.287≈9.8 kg7.6\ \mathrm{kg} \times 1.287 \approx 9.8\ \mathrm{kg}

문제 22
듀랄류민 및 초듀랄류민 합금의 경화방법은?
1개량처리
2황온뜨임
3석출경화
4풀림
정답 및 해설

듀랄루민 및 초듀랄루민 합금은 석출경화(析出硬化, 시효경화)에 의해 강도를 높인다.

고온에서 용체화처리 후 급랭하면 과포화 고용체가 되고, 상온 또는 저온에서 시간이 지나며 미세한 석출물이 결정 내에 고르게 분산되면서 강도가 상승한다.

개량처리는 Al-Si 주조합금의 공정조직 개선법이고 풀림은 연화처리이므로 듀랄루민의 경화법과는 다르다.

문제 23
빛깔이 금에 가까우며 금박 및 금분의 대용품으로 사용되는 Cu80%-Zn20%(Low brass)의 황동은?
1Muntz metal
2Delta metal
3Tombac
4Hard brass
정답 및 해설

Cu 80%-Zn 20%의 황동은 금빛을 띠어 금박·금분 대용으로 쓰이는 톰백(Tombac)이다.

아연 함량이 낮은 황동일수록 색이 금에 가까워지므로, 저아연 황동을 장식용으로 사용한다.

문쯔메탈은 Cu 60%대의 고아연 황동, 델타메탈은 철을 첨가한 특수황동으로 톰백과는 성분·용도가 다르다.

문제 24
주물용선의 원료배합에 대하여 설명한 것중 틀린 것은?
1Si를 많이 함유하고 Mn을 적게 함유하도록 배합한다.
2필요에 따라서 조업도를 약간 낮춘다.
3광재의 염기도를 높게 한다.
4일정량의 코크스량에 대하여 광석 장입량을 적게 한다.
정답 및 해설

주물용선을 만들 때는 슬래그의 염기도를 낮게 유지해야 하므로, 염기도를 높인다는 설명은 틀렸다.

주물용선은 Si 함량을 높게, Mn을 낮게 유지해야 하는데, 슬래그 염기도가 높아지면 Si가 산화되어 슬래그 쪽으로 빠져나가 선철 중 Si 함량이 낮아지므로 목적에 어긋난다.

  • Si를 많이, Mn을 적게 함유하도록 배합하는 것은 주물용선의 올바른 배합 방향이다.
  • 조업도를 다소 낮추면 장입물 강하가 느려져 노열을 높게 유지할 수 있고, 고온일수록 Si 환원이 촉진되므로 옳은 설명이다.
  • 일정 코크스량에 대해 광석 장입량을 줄이면 코크스비가 높아져 노열이 오르고 환원분위기가 강해지므로 Si를 높이는 데 부합한다.
문제 25
2차 벤츄리 스크레버의 출구에서 얻을 수 있는 청정도는 약 어느 정도 되는가?
1100㎎/Nm3 이하
290㎎/Nm3 이하
370㎎/Nm3 이하
45㎎/Nm3 이하
정답 및 해설

2차(최종) 벤츄리 스크러버를 통과한 고로가스는 5㎎/Nm³ 이하 수준까지 청정화된다.

고로가스 청정설비는 1차 집진에서 조대 더스트를 걸러낸 뒤, 2차 벤츄리 스크러버에서 미세 더스트까지 세정해 연료가스로 쓸 수 있을 만큼 낮은 분진 농도를 확보하는 최종 단계이다.

따라서 최종 출구 청정도는 70~100㎎/Nm³ 수준이 아니라 그보다 훨씬 낮은 5㎎/Nm³ 이하로 본다.

문제 26
소결광의 환원 분화에 대하여 설명한 것중 틀린 것은?
1소결광이 분화하는 것은 마그네타이트가 헤마타이트로 환원되면서 체적팽창을 일으키기 때문이다.
2환원분화를 나타내는 지수는 RDI이다.
3환원분화에 영향을 미치는 인자는 소결광중의 마그네타이트, 소결광의 염기도 등이다.
4환원분화를 관리하는 것은 코크스 사용량을 조정하여 소결광중의 FeO를 관리하는 것이다.
정답 및 해설

소결광의 환원분화는 헤마타이트(Fe₂O₃)가 마그네타이트(Fe₃O₄)로 환원되며 체적이 팽창해 일어나는 현상이므로, 마그네타이트가 헤마타이트로 바뀐다는 설명은 방향이 반대로 틀렸다.

저온 환원 구간에서 Fe2O3→Fe3O4\mathrm{Fe_2O_3} \rightarrow \mathrm{Fe_3O_4} 반응이 일어나면 결정구조 변화로 부피가 늘어나 미세균열이 생기고, 이것이 소결광을 부스러뜨리는 환원분화의 원인이 된다.

이 현상을 나타내는 지수가 RDI이며, 소결광 중 마그네타이트 비율·염기도가 주요 영향 인자이고, FeO 함량을 코크스 사용량으로 관리하는 것이 대응책이라는 나머지 설명은 모두 옳다.

문제 27
고로의 출선능력을 표시하는 것으로 맞는 것은?
1ton/day/m3
2ton/hr/m3
3kg/week/m3
4kg/month/m3
정답 및 해설

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

이는 고로의 출선비(생산성 계수)로, 단위 내용적당 생산량을 일 단위로 비교해 조업 효율을 평가하는 지표이다.

문제 28
소결과정 중 장입층의 온도에 영향을 주는 인자와 관련이 가장 적은 것은?
1수분의 증발
2괴철광석의 배합비
3분코크스의 배합비
4가스의 흐름에 의한 열 이동
정답 및 해설

소결 장입층의 온도 형성과 관련이 가장 적은 인자는 괴철광석의 배합비이다.

수분 증발은 열을 흡수해 층 내 온도분포에 직접 영향을 주고, 분코크스 배합비는 연소열 발생량을, 가스 흐름에 의한 열 이동은 소결층 내 온도 전파 자체를 좌우한다.

반면 괴철광석(덩어리 상태 원료)의 배합비는 주로 통기성이나 제품 강도와 관련될 뿐, 장입층의 열적 형성 과정과는 직접적 관련이 적다.

문제 29
현재 천연산 철광으로 제철용에 가장 많이 사용되는 것은?
1방연광
2황동광
3적철광
4황산철광
정답 및 해설

현재 제철용으로 가장 많이 쓰이는 천연 철광석은 적철광(赤鐵鑛, hematite)이다.

적철광은 Fe2O3\mathrm{Fe_2O_3}를 주성분으로 하며 철 함유량이 높고 매장량이 풍부해 고로 원료의 주력 광종으로 쓰인다.

방연광은 납(Pb) 광석, 황동광은 구리(Cu) 광석으로 제철용 원료가 아니다.

문제 30
고로의 각 구역에서 일어나는 기능적 현상이 순서에 따라 올바르게 표기된 것은?
1예열대→ 용융대→ 환원 및 침탄대→ 연소대→ 노상부
2예열대→ 환원 및 침탄대→ 용융대→ 연소대→ 노상부
3연소대→ 환원 및 침탄대→ 예열대→ 용융대→ 노상부
4연소대→ 예열대→ 환원 및 침탄대→ 용융대→ 노상부
정답 및 해설

고로는 위에서부터 예열대 → 환원 및 침탄대 → 용융대 → 연소대 → 노상부 순으로 구역이 나뉜다.

노정 부근의 예열대에서 장입물이 데워지고, 중단부의 환원 및 침탄대에서 산화철의 환원과 철로의 탄소 침투가 진행되며, 하부로 내려가며 용융대에서 녹아 액상이 되고 풍구 앞 연소대에서 코크스가 연소해 고온가스를 만든다.

최종적으로 노상부에 용선과 슬래그가 고여 출선을 기다린다.

문제 31
고로가스의 성분 중 가장 많은 성분은?
1CO
2CO2
3H2
4N2
정답 및 해설

고로가스에서 부피비가 가장 큰 성분은 질소(N₂)이다.

송풍 공기 중 산소는 코크스 연소에 대부분 소모되어 CO로 바뀌는 반면, 반응에 참여하지 않는 질소는 그대로 남아 고로가스 중 절반 이상을 차지한다.

CO, CO₂, H₂도 함께 존재하지만 부피비는 N₂보다 낮다.

문제 32
소결광의 제품강도가 저하되었을 때 취할 수 있는 조업관리 방법으로 적합하지 않은 것은?
1코크스의 배합을 높인다.
2층두께를 낮춘다.
3자철광의 배합을 높인다.
4원료 중의 미분을 제거한다.
정답 및 해설

소결광 강도가 떨어졌을 때 층두께를 낮추는 조치는 오히려 강도 개선에 부적합하다.

소결층을 두껍게 쌓을수록 하부층이 고온가스의 열을 더 오래 받아 소결(융착)이 충분히 진행되어 강도가 높아지므로, 강도 저하 시에는 층두께를 늘리는 방향이 일반적인 대응이다.

  • 코크스 배합을 높이면 발열량이 늘어 소결(융착)이 촉진되어 강도 개선에 도움이 된다.
  • 자철광 배합을 높이면 소결 중 산화 발열로 소결성이 좋아져 강도 개선에 유리하다.
  • 원료 중 미분을 제거하면 통기성이 좋아져 고른 소결이 이루어져 강도가 개선된다.
문제 33
고로의 송풍온도에 영향을 미치지 않는 것은?
1열풍로 책커(checker)연와의 가열면적
2송풍량
3열풍로 돔(dome)의 온도
4연소실에 사용되는 연료의 색깔
정답 및 해설

고로 송풍온도에 영향을 미치지 않는 것은 연소실에 사용되는 연료의 색깔이다.

연료의 색깔은 연소 반응이나 발열량과 무관한 물리적 외관일 뿐이므로 송풍온도 형성에 아무런 관계가 없다.

반면 체커연와의 가열면적, 송풍량, 열풍로 돔 온도는 모두 열풍로가 축적·전달할 수 있는 열량과 직결되어 송풍온도를 결정하는 실질적 요인이다.

문제 34
광재에 대한 설명이 틀린 것은?
1염기도가 높을수록 융점이 높아진다.
2염기도가 높을수록 탈황이 잘된다.
3Al2O3의 함량이 높을수록 배제, 탈황이 나빠진다.
4MgO는 광재의 유동성을 나쁘게 한다.
정답 및 해설

슬래그(광재) 중 MgO는 적정 범위 내에서 유동성을 오히려 개선시키므로, 유동성을 나쁘게 한다는 설명은 틀렸다.

MgO는 CaO와 마찬가지로 슬래그의 점성을 낮추는 성분으로 작용해 유동성을 높이며, 과다하면 융점이 다시 올라갈 수 있지만 일반적인 배합 범위에서는 유동성에 도움을 준다.

  • 염기도가 높을수록 융점이 높아지는 것은 슬래그의 일반적 성질과 맞는 설명이다.
  • 염기도가 높을수록 탈황이 잘되는 것도 옳은 설명이다.
  • Al₂O₃ 함량이 높아지면 슬래그 배제·탈황 성능이 나빠지는 것도 맞는 설명이다.
문제 35
가스 발생량 4500m3, 노정가스중 N2 59.0%일 때 송풍량은 약 몇 m3인가? (단, 코크스에서 나오는 질소는 무시함)
12151
23361
34271
45381
정답 및 해설

필요한 송풍량은 약 3361㎥이다.

노정가스 중 질소는 송풍공기에서 유입된 질소가 반응 없이 그대로 빠져나온 것이므로, 질소로 물질수지를 세운다.
노정가스 중 N₂량: 4500 m3×0.59=2655 m34500\ \mathrm{m^3} \times 0.59 = 2655\ \mathrm{m^3}

공기 중 질소 비율을 약 79%로 보면
26550.79≈3361 m3\dfrac{2655}{0.79} \approx 3361\ \mathrm{m^3}

문제 36
안전표식이 아닌 것은?
1금지표식
2방사능표식
3주의표식
4배관식별표식
정답 및 해설

안전보건표지의 종류에 속하지 않는 것은 배관식별표식이다.

안전표지는 일반적으로 금지, 경고(주의), 지시, 안내 표지로 구분되며, 방사능표식은 경고표지의 한 종류로 이 체계에 포함된다.

배관식별표식은 배관 내 유체의 종류를 색으로 구분해 표시하는 별도의 배관 색상 규정에 따른 표시로, 안전표지 분류 체계와는 다른 제도이다.

문제 37
고로 내벽의 내화물의 구비조건이 아닌 것은?
1마모에 강할 것
2열전도율이 클 것
3화학적 부식에 강할 것
4고온에서 상당한 내압력을 가질 것
정답 및 해설

고로 내벽 내화물의 구비조건으로 옳지 않은 것은 열전도율이 클 것이다.

내화물은 노체 외부로의 열손실을 줄이고 보온성을 유지해야 하므로 일반적으로 열전도율이 작을 것이 요구되며, 열전도율이 크면 오히려 열손실이 커지고 노체가 과열될 위험이 있다.

마모·화학적 부식에 강하고 고온에서 충분한 내압력을 갖는 것은 내화물에 요구되는 올바른 조건이다.

문제 38
내화 몰탈의 구비 조건이 아닌 것은?
1필요한 내화성이 있을 것
2사용연와와 화학성분이 같을 것
3건조 및 소성에 따른 팽창이 클 것
4충분한 접착력과 작업성이 좋을 것
정답 및 해설

내화 몰탈의 구비조건으로 옳지 않은 것은 건조 및 소성에 따른 팽창이 클 것이다.

몰탈은 시공 후 건조·소성 과정에서 팽창이나 수축이 작아야 줄눈이 벌어지거나 균열이 생기지 않고 내화벽돌과 밀착 상태를 유지할 수 있다.

필요한 내화성, 사용 연와와 같은 화학성분, 충분한 접착력·작업성은 모두 내화 몰탈에 요구되는 올바른 조건이다.

문제 39
비점결탄 및 석유계 중질유(重質油)를 개질(改質)하고, 인조 점결탄 및 점결성 보전재(補塡材)를 사용하는 코크스 특수제조법은?
1SRC 법
2VM 법
3FC 법
4DIT 법
정답 및 해설

비점결탄과 석유계 중질유를 개질해 인조 점결탄·점결성 보전재로 쓰는 특수 코크스 제조법은 SRC법이다.

SRC(Solvent Refined Coal, 용제정제탄)는 석탄이나 중질유를 용제로 처리해 회분·불순물을 줄이고 점결 성분을 뽑아낸 개질 원료로, 이를 점결성이 없는 비점결탄에 섞으면 코크스화가 가능한 배합탄이 된다.

즉 양질의 점결탄 자원이 부족한 상황에서 점결성이 없는 원료에 인공적으로 점결성을 부여하는 것이 이 방법의 핵심이다.

문제 40
원료탄에서 Gieseler 유동도는 점착성을 판정하는 방법이다. 측정의 기준이 되는 것은?
1인장
2응력
3탄성계수
4회전수
정답 및 해설

Gieseler 유동도 시험은 가열되는 석탄 시료 속에서 교반 로터의 회전수(dial division per minute)를 기준으로 측정된다.

일정 토크를 가한 교반 막대가 석탄이 연화·유동하는 구간에서 얼마나 빠르게 회전하는지를 시간에 따라 기록해 점착성(유동성)을 정량화하는 방식이다.

인장, 응력, 탄성계수는 고체 재료의 기계적 물성을 평가하는 지표로, 석탄의 유동성 측정 기준과는 무관하다.

문제 41
코크스로의 탄화실 너비는 압출기가 있는 쪽(PS)과 코크스가 나오는 쪽(CS)이 다르다. 따라서 건류를 동시에 끝내기 위한 노벽온도의 조절 방법으로 맞는 것은?
1CS쪽이 넓으므로 PS쪽의 온도를 올린다.
2PS쪽이 넓으므로 CS쪽의 온도를 올린다.
3CS쪽이 넓으므로 CS쪽의 온도를 올린다.
4PS쪽이 넓으므로 PS쪽의 온도를 올린다.
정답 및 해설

코크스로 탄화실은 압출이 원활하도록 코크스 배출측(CS)의 폭이 압출기측(PS)보다 넓게 설계되어 있다.

같은 시간에 건류를 동시에 끝내려면 부피가 더 큰 쪽에 더 많은 열량을 공급해야 하므로, 폭이 넓은 CS쪽의 노벽 온도를 더 높게 조절해 PS쪽과 탄화 속도를 맞춘다.

문제 42
코크스 제조시 사용되는 주연료의 종류로 맞는 것은?
1LNG, COG + BFG
2LDG, COG + LNG
3COG, COG + BFG
4LPG, LDG + BFG
정답 및 해설

코크스로의 주연료는 자체적으로 발생하는 코크스로가스(COG)이며, 필요에 따라 고로가스(BFG)를 섞어 사용한다.

코크스를 건류할 때 부생하는 COG는 발열량이 높아 단독 연료로 쓸 수 있고, 열량이 부족하거나 COG가 남을 때는 COG와 BFG를 혼합해 연소실 가열용 연료로 사용한다.

LNG, LDG, LPG는 코크스로 가열의 주연료로 일반적으로 사용되지 않는다.

문제 43
화학 반응 중 Solution loss(용융소실)가 일어나는 반응식은?
1CO + FeO → CO2 + Fe
2CO2 + C → 2CO - 40190 kcal/kmol
3C + FeO → CO + Fe
4FeO + C → Fe + CO2
정답 및 해설

용융손실반응(솔루션 로스, Solution loss)은 코크스 중 고정탄소가 이산화탄소와 반응하여 일산화탄소로 전환되는 흡열반응이다.

이 반응은 CO2+C→2CO\mathrm{CO_2} + \mathrm{C} \rightarrow 2\mathrm{CO} 형태로 진행되며 열을 흡수하므로 반응열이 음(-)의 값으로 표시된다.

  • 일산화탄소가 산화철과 반응해 이산화탄소와 철을 만드는 식은 간접환원 반응이다.
  • 고체 탄소가 산화철과 직접 반응해 일산화탄소와 철을 만드는 식은 직접환원 반응으로 용융손실반응과는 다른 반응이다.
  • 산화철과 탄소가 반응해 철과 이산화탄소를 만든다는 식은 화학양론이 맞지 않는 조합이다.

따라서 탄소와 이산화탄소가 반응해 일산화탄소 두 분자를 생성하는 흡열 반응식만이 용융손실반응에 해당한다.

문제 44
코크스 오븐(OVEN)조업시 발생되는 화성 부산물이 아닌 것은?
1COG
2TAR
3조경유
4분 코크스
정답 및 해설

코크스로 화성부산물은 건류 과정에서 가스·액상 형태로 발생·회수되는 물질을 말하며, 고체 코크스가 부서져 생기는 부스러기는 여기에 포함되지 않는다.

코크스로가스(COG), 타르, 조경유는 건류 중 가스·액체 상태로 발생해 별도 정제·회수 설비를 거치는 대표적 화성부산물이다.

반면 분 코크스는 완성된 고체 코크스가 파쇄·선별되는 과정에서 생기는 작은 입자로, 화학반응의 부산물이 아니라 코크스 자체의 물리적 형태 중 하나다.

문제 45
Process의 유량을 검출할 수 있는 기기는?
1Orifice
2Control Valve
3Shut Off Valve
4압력발신기
정답 및 해설

오리피스(Orifice)는 배관 내 유체가 통과할 때 생기는 전후 차압을 이용해 유량을 검출하는 대표적인 차압식 유량 검출 기기다.

  • 제어밸브는 유량을 검출하는 기기가 아니라 지령 신호에 따라 유체 흐름을 조절하는 조작기기다.
  • 차단밸브는 배관을 완전히 열고 닫는 개폐용 밸브로 유량 검출과는 무관하다.
  • 압력발신기는 유량이 아니라 압력 신호를 검출해 전송하는 기기다.

즉 압력차를 만들어내는 조리개 구조를 이용해 유량을 산출하는 기기가 이 문제의 핵심이다.

문제 46
CAD시스템의 효과로 볼 수 없는 것은?
1공정설계로 리드타임 증가
2설계해석의 최적화
3설계수정시간 단축
4설계의 정확성
정답 및 해설

CAD 시스템을 도입하면 설계·해석 작업이 전산화되어 리드타임(제품 개발 소요시간)이 단축되는 것이 일반적 효과이며, 오히려 증가한다는 설명은 CAD의 실제 효과와 반대된다.

설계 수정 시간 단축, 설계 해석의 최적화, 설계 정확성 향상은 모두 CAD 도입으로 실제 나타나는 대표적 이점이다.

문제 47
PLC Program 명령어 중 블록간의 직렬접속을 표시하는 기호는?
1PLS(펄스)
2ORB(오어블록)
3ANB(엔드블록)
4MCR(마스터 컨트롤 리셋)
정답 및 해설

ANB는 두 개의 논리 블록을 직렬(AND)로 접속할 때 쓰는 명령이다. 접점 하나를 잇는 것이 아니라 이미 구성이 끝난 블록 전체를 앞 블록과 순서대로 결합한다는 점이 핵심이다.

  • PLS는 입력이 켜지는 순간 한 스캔만 동작하는 펄스 명령으로 블록 접속과는 무관하다.
  • ORB는 두 블록을 병렬(OR)로 접속하는 명령으로 직렬 접속과 반대 기능을 한다.
  • MCR은 마스터 컨트롤 구간을 해제하는 명령으로 블록 접속과는 관계가 없다.
문제 48
고로(용광로) 공장에서 장입설비의 원료 자동제어 순서를 나열한 것 중 원료의 흐름순서가 올바르게 연결된 것은?
1절출 - 평량 - 균압 - 배압 - 장입
2평량 - 절출 - 배압 - 균압 - 장입
3배압 - 절출 - 평량 - 균압 - 장입
4배압 - 절출 - 균압 - 평량 - 장입
정답 및 해설

고로 장입설비의 원료 자동제어는 평량 → 절출 → 배압 → 균압 → 장입 순으로 진행된다.

  • 평량: 호퍼에서 배합비에 맞게 원료의 무게를 계량한다.
  • 절출: 계량이 끝난 원료를 꺼내 장입호퍼로 보낸다.
  • 배압: 원료를 받기 위해 장입호퍼 안의 가스압을 빼 대기압 수준으로 낮춘다.
  • 균압: 원료를 받은 장입호퍼를 노 내부 압력과 같아지도록 가압한다.
  • 장입: 하부 게이트를 열어 원료를 노 안으로 넣는다.

즉 원료를 다루는 계량·절출이 앞서고, 압력 조작은 압을 빼는 배압이 먼저, 노압에 맞추는 균압이 나중이다. 균압을 배압보다 앞세운 순서나 압력 조작을 원료 계량보다 먼저 둔 순서는 이 흐름과 맞지 않는다.

문제 49
일시자석을 만들기 위하여 강판에 함금하는 원소는?
1규소(Si)
2탄소(C)
3납(Pb)
4알루미늄(Aℓ )
정답 및 해설

규소(Si)를 첨가한 규소강판은 전기저항이 커져 와전류 손실이 줄고 보자력이 작아, 전류를 끊으면 자성이 곧 사라지는 연질자성재료(일시자석)가 된다. 변압기·전동기 철심이 대표적인 용도다.

탄소는 함량이 늘수록 보자력이 커져 오히려 자성을 오래 유지하는 쪽 성질을 띠고, 납과 알루미늄은 강판을 일시자석으로 만들기 위해 넣는 합금원소가 아니다.

문제 50
자동제어에 관한 장점 중 옳지 않은 것은?
1위험한 곳에 인간을 배치시켜야 할 일을 대신할 수 있다.
2다량생산 품질향상의 균일화를 꾀할 수 있다.
3인간보다 정확도와 정밀도가 증가함으로 기업의 이윤을 추구할 수 있다.
4소량 다품종 생산에만 적합하다.
정답 및 해설

자동제어는 소량 다품종 생산에만 적합한 것이 아니라, 오히려 동일 규격 제품을 대량으로 반복 생산할 때 효과가 가장 크게 나타난다.

위험한 작업을 사람 대신 수행하고 생산품질을 균일하게 유지하며, 인간보다 높은 정확도·정밀도로 기업 이윤에 기여하는 것은 자동제어의 실제 장점에 해당한다.

문제 51
소결설비 중 소결기에 배합원료를 장입하는 장치의 주요 기능에 해당되는 것은?
1배합원료의 화학성분을 균일히 조정한다.
2배합원료의 입도 분포를 고르게 유지한다.
3배합원료의 장입층 입도 편석을 유도한다.
4배합 원료 중 코크스 또는 무연탄이 고르게 배합되도록 유도한다.
정답 및 해설

소결기 장입장치의 핵심 기능은 배합원료를 균일하게 펴 까는 것이 아니라, 장입층 내에서 입도 편석을 의도적으로 일으키는 것이다.

롤 피더나 스윙 슈트 같은 장입설비는 굵은 입자가 소결베드 하부에, 가는 입자가 상부에 놓이도록 유도해 통기성이 좋은 층상 구조를 만들고, 이를 통해 소결반응에 필요한 공기 유통을 원활하게 한다.

배합원료의 화학성분이나 코크스 혼합의 균일화, 입도 분포의 고른 유지는 이 장입장치가 아니라 그 이전 단계인 배합·혼합 공정에서 이뤄지는 역할이다.

문제 52
1개의 베터리(BATTERY)에 탄화실이 66문 설치되어 있고 1일 88문 작업을 수행하고자 할 때 조업 가동율(%)은?
1약 75
2약 58
3약 133
4약 154
정답 및 해설

조업가동율은 실제 작업한 문(門) 수를 설치된 탄화실 문 수로 나눈 비율로 계산한다.

가동율 =8866×100= \dfrac{88}{66} \times 100

계산하면 약 133%가 된다. 설치된 문 수보다 많은 문을 하루에 작업하므로 가동율이 100%를 넘는다.

문제 53
금속의 공통적 특징이 아닌 것은?
1상온에서 수은을 제외하고 고체이다.
2전성 및 연성이 작다.
3열 및 전기를 잘 전달한다.
4고유의 금속광택을 갖는다.
정답 및 해설

금속은 일반적으로 전성(퍼짐성)과 연성(늘어남성)이 크다는 공통 특징을 가지므로, 이 두 성질이 작다는 설명은 금속의 실제 특성과 반대된다.

상온에서 수은을 제외하고 고체 상태이고, 열과 전기를 잘 전달하며, 고유의 금속광택을 갖는다는 점은 금속에 공통으로 나타나는 성질이다.

문제 54
정전 작업시 안전조치와 관련이 가장 먼 것은?
1절연 보호구 착용
2개폐기의 시건장치
3잔류전하의 방전조치
4검전기에 의한 충전여부 확인
문제 55
어떤 측정법으로 동일 시료를 무한 횟수 측정하였을 때 데이터의 분포의 평균치와 참값과의 차를 무엇이라 하는가?
1신뢰성
2정확성
3정밀도
4오차
정답 및 해설

정확성(정확도)은 동일 시료를 무한히 반복 측정했을 때 얻어지는 측정값 분포의 평균치와 참값 사이의 차이로 정의되는 개념이다.

  • 정밀도는 참값과의 차이가 아니라 반복 측정값들이 서로 얼마나 밀집되어 있는지, 즉 산포의 크기를 나타내는 개념이다.
  • 오차는 무한 반복의 평균이 아니라 개별 측정값 하나와 참값의 차이를 뜻한다.
  • 신뢰성은 기기나 시스템이 일정 기간 고장 없이 기능을 유지하는 정도를 나타내는 별개의 개념이다.

따라서 참값과 평균치의 차이라는 정의는 정확성을 가리킨다.

문제 56
예방보전의 기능에 해당하지 않는 것은?
1취급되어야 할 대상설비의 결정
2정비작업에서 점검시기의 결정
3대상설비 점검개소의 결정
4대상설비의 외주이용도 결정
정답 및 해설

예방보전(PM)의 기능은 점검 대상 설비와 점검 개소, 점검 시기를 정하는 것이며, 설비를 외주로 이용할지 여부를 정하는 것은 예방보전의 기능에 포함되지 않는다.

외주 이용도 결정은 보전 방식(직영·외주)에 관한 경영·관리적 의사결정으로, 설비 열화를 미리 막기 위한 점검·정비 활동인 예방보전의 범위를 벗어난다.

문제 57
관리한계선을 구하는데 이항분포를 이용하여 관리선을 구하는 관리도는?
1Pn 관리도
2U 관리도
3 관리도
4X 관리도
정답 및 해설

관리한계선을 이항분포로 구하는 것은 pn 관리도이다.

pn 관리도는 시료의 크기가 일정할 때 그 안에서 나온 부적합품 개수를 그대로 관리하는 계수치 관리도다. 제품 하나하나가 적합·부적합 두 가지로만 판정되므로 부적합품 수가 이항분포를 따른다고 보고 관리선을 계산한다.

반면 단위당 부적합수(결점수)를 다루는 u 관리도는 푸아송분포를 이용하고, 측정값을 다루는 계량치 관리도는 정규분포를 전제로 하므로 이 문제의 조건과 맞지 않는다.

문제 58
로트(Lot)수를 가장 올바르게 정의한 것은?
11회 생산수량을 의미한다.
2일정한 제조회수를 표시하는 개념이다.
3생산목표량을 기계대수로 나눈 것이다.
4생산목표량을 공정수로 나눈 것이다.
정답 및 해설

로트(Lot)는 같은 조건에서 생산된 제품을 하나로 묶은 생산 단위이고, 로트수는 그 묶음이 몇 번 만들어졌는가, 즉 일정한 제조 횟수를 표시하는 개념이다.

  • 1회 생산수량은 로트 하나에 들어 있는 제품의 개수, 즉 로트 크기를 뜻하므로 로트수와 다르다.
  • 생산목표량을 기계대수나 공정수로 나눈 값은 설비별·공정별 생산 배분을 계산한 결과일 뿐 로트수의 정의가 아니다.
문제 59

다음의 데이터를 보고 편차 제곱합(S)을 구하면? (단, 소숫점 3자리까지 구하시오.)

[Data] : 18.8, 19.1, 18.8, 18.2, 18.4, 18.3, 19.0, 18.6, 19.2

10.338
21.029
30.114
41.014
정답 및 해설

편차제곱합은 S=∑xi2−(∑xi)2nS=\sum x_i^2-\dfrac{\left(\sum x_i\right)^2}{n}로 구하며, 계산 결과는 1.029다.

자료 9개의 합은 ∑xi=168.4\sum x_i=168.4, 제곱합은 ∑xi2=3151.98\sum x_i^2=3151.98이므로
S=3151.98−168.429=3151.98−3150.951=1.029S=3151.98-\dfrac{168.4^2}{9}=3151.98-3150.951=1.029
가 된다.

평균이 xˉ=168.49≒18.711\bar{x}=\dfrac{168.4}{9}\fallingdotseq 18.711이므로 각 값에서 평균을 뺀 편차를 제곱해 더해도 같은 1.029가 나와 검산된다.

문제 60
공정 도시기호중 공정계열의 일부를 생략할 경우에 사용되는 보조 도시기호는?
1
2
3
4
정답 및 해설

공정 도시기호의 보조기호 가운데 흐름선을 끊고 그 양쪽 끝을 짧은 가로선으로 막아 놓은 기호가 공정계열의 일부를 생략할 때 쓰는 생략 기호다.

공정도에 요소공정을 모두 그리지 않고 중간 구간을 접어 둘 때, 흐름선이 끊겼어도 공정은 이어진다는 뜻을 이 기호로 나타낸다.

  • 물결 모양 선을 짧은 선이 가로지르는 기호는 공정계열의 구분을 뜻한다.
  • 흐름선 끝에 별표 모양이 붙은 기호는 원재료나 제품 일부의 폐기를, 십자 모양은 흐름선의 교차를 나타낸다.
제선기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
03년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
분광원료를 많이 사용하는 경우 Bosh angle은 어떻게 변화시키는 것이 좋은가?
1작게한다.
2일반조업 때와 같다.
3크게 한다.
4Angle의 각도에 관계없이 높이만 크게 한다.
정답 및 해설

분광(미분) 원료 사용 비율이 높아지면 노내 통기성이 나빠지기 쉬우므로, 이를 보완하기 위해 보시각(Bosh angle)을 크게 조정하는 것이 일반적이다.

보시각을 크게 잡으면 장입물이 고르게 내려오고 상승 가스의 흐름이 원활해져, 통기 불량으로 생기는 행잉 등 노황 이상을 줄이는 데 도움이 된다.

문제 2
철광석의 구비조건이 아닌 것은?
1환원 분화성이 없어야 한다.
2화야라이트, 일미나이트가 없어야 한다.
3산화도가 낮아야 한다.
4Cu, As 등이 적어야 한다.
정답 및 해설

철광석은 환원 반응이 잘 일어나도록 산화도가 높은(충분히 산화된) 상태인 것이 유리하므로, 산화도가 낮아야 한다는 설명은 구비조건과 맞지 않는다.

환원분화성이 없고 화야라이트(파얄라이트)·일미나이트처럼 환원성을 해치는 광물이 없어야 하며, 구리·비소 등 유해 성분이 적어야 한다는 조건은 실제로 양질의 철광석이 갖춰야 할 요건이다.

문제 3
제선의 다음 공정인 제강에 의한 강괴의 종류에 해당되지 않는 것은?
1림드강
2탄소강
3킬드강
4캐프드강
정답 및 해설

림드강·킬드강·캡드강은 제강 시 탈산 정도에 따른 강괴의 분류에 해당한다.

탄소강은 탄소 함유량을 기준으로 한 강의 성분상 분류이지 탈산 방식에 따른 강괴 종류가 아니므로 같은 분류 기준에 속하지 않는다.

문제 4
출선구의 올바른 표현은?
1Hearth
2Slag hole
3Crucible
4Tap hole
정답 및 해설

고로에서 용선과 슬래그를 배출하는 출선구는 영어로 Tap hole이라 표현한다.

Hearth는 노상(용선이 고이는 하부 공간), Slag hole은 슬래그 전용 배출구, Crucible은 도가니(용융물을 모으는 공간)를 가리켜 출선구 자체를 지칭하는 용어와는 다르다.

문제 5
분광석을 소결할 때 소성에 필요한 열원은 무엇인가?
1외부로부터 코크스로 가열한다.
2원료에 배합된 분코크스의 연소열에 의한다.
3버너로 중유를 연소시킨다.
4코크스 오븐 가스(COG)의 연소에 의한다.
정답 및 해설

분광석을 소결할 때의 열원은 외부 가열이 아니라 원료에 배합된 분코크스(고체 연료)가 연소하면서 내는 열이다.

표층에서 점화한 뒤 하부로 공기를 흡인하면서 배합된 연료가 차례로 타 내려가는 방식으로 소성이 진행된다.

문제 6
산성(酸性)산화물에 속하는 것은?
1CaO
2MgO
3MnO
4SiO2
정답 및 해설

SiO₂(규산)는 대표적인 산성 산화물로, 슬래그 염기도(CaO/SiO₂) 계산에서 분모에 해당하는 성분이다.

CaO·MgO·MnO는 모두 염기성 산화물로 분류되어 SiO₂와는 반대 성질을 가진다.

문제 7
분광의 괴상화 및 입도 균일화의 열적방법은?
1소결
2배소
3침출
4선광
정답 및 해설

분광을 굳혀 덩어리로 만들고 입도를 균일화하는 대표적인 열적 방법은 소결(sintering)이다.

배소는 광석의 화학적 성질을 바꾸기 위한 가열 처리, 침출과 선광은 각각 습식 정제·물리적 분리 공정으로 입도를 괴상화하는 방법과는 목적이 다르다.

문제 8
혼선차(Torpedo-car)의 역할과 관계 없는 것은?
1고로에서 나오는 용선을 제강 공장에 운반하는 용기이다.
2용선을 보온, 저장한다.
3용선을 냉선괴(pig)로 만든다.
4탈황반응 용기로 사용 가능하다.
정답 및 해설

혼선차(Torpedo-car)는 고로 용선을 제강공장으로 운반·보온하는 용기이며, 냉선괴(pig)로 응고시키는 조업과는 무관하다.

혼선차에 해당하는 실제 기능은 다음과 같다.

  • 고로 용선을 제강공장까지 운반하는 용기로 쓰인다.
  • 이동 중 열손실을 줄여 용선을 보온·저장한다.
  • 노내 탈황 처리를 겸하는 반응 용기로도 활용된다.

반면 용선을 굳혀 냉선괴로 만드는 조업은 주선기(pig casting machine)에서 이루어지는 별개의 공정이다.

문제 9
열풍로가 4기 있을 때는 병렬송풍(staggered parallel) 제어방식을 이용하여 시간차를 두고 2기의 열풍로에 동시통풍하는 가장 큰 목적은?
1고온의 열풍을 얻기 위해서
2혼입냉풍량을 얻기 위해서
3격자 벽돌의 수명을 연장하기 위해서
4소결광의 점결성을 위해서
정답 및 해설

열풍로 4기를 병렬송풍(staggered parallel) 방식으로 시간차를 두고 2기씩 동시에 통풍시키는 목적은 고온의 열풍을 얻기 위해서이다.

열풍로 1기만 단독으로 가동하면 축열식 내화물의 축열량에 한계가 있어 송풍온도를 충분히 높이기 어렵지만, 2기를 겹쳐 동시에 통풍시키면 합산된 열용량으로 더 높은 송풍온도를 확보할 수 있다.

문제 10
산소부화 송풍에 관한 일반적인 설명이 틀린 것은?
1풍구와 연소대의 온도는 저하한다.
2노내의 가스속도가 감소한다.
3장입물의 강하가 빨라진다.
4보시가스의 농도가 크게 된다.
정답 및 해설

산소부화 송풍을 하면 오히려 풍구와 연소대의 온도가 상승하므로, 온도가 저하한다는 설명은 틀렸다.

송풍 중 산소 농도를 높이면 연소반응이 활발해져 화염온도가 올라가고, 같은 열량을 내는 데 필요한 송풍량이 줄어 노내를 지나는 가스량과 가스 속도가 감소한다.

이에 따라 장입물의 강하 속도는 빨라지고, 동반되는 질소가 줄어든 만큼 보시가스 중 CO 등 유효성분의 농도는 높아진다.

문제 11
고로의 최초 화입을 위한 충전작업시에 노내 충전물로 부적당한 것은?
1코크스와 괴스래그
2철광석과 석회석
3침목과 숯
4사철과 분코크스
정답 및 해설

고로 최초 화입 시 노내 충전물로는 사철과 분코크스처럼 입도가 지나치게 미세한 원료는 부적당하다.

화입 초기에는 노내 통기성 확보가 가장 중요하므로, 코크스·괴슬래그, 철광석·석회석, 침목과 숯처럼 크기가 일정하고 불이 잘 붙는 재료를 층상으로 쌓는다.

반면 사철과 분코크스는 입자가 미세해 가스 흐름을 막아 통기저항을 높이므로 초기 충전물로 쓰지 않는다.

문제 12
고로조업을 통하여 용선중의 유해성분인 S분을 가능한 한 많이 제거해야 한다. 탈황능 향상에 도움이 되는 조치로서 가장 옳은 것은?
1슬랙량을 감소시켜 준다.
2노열을 하향 조정하여 선중 [Si]을 적정히 낮추어 준다.
3염기도를 높인다.
4습분을 높이거나 O2 부화율을 증가시켜 준다.
정답 및 해설

고로 용선의 탈황능을 높이려면 슬래그의 염기도(CaO/SiO2\mathrm{CaO/SiO_2})를 높이는 것이 가장 효과적이다.

염기도가 높아지면 슬래그 중 유리 CaO가 늘어 황을 CaS 형태로 고정하는 능력이 커지므로 탈황 반응이 촉진된다.

  • 슬래그량을 줄이면 오히려 황을 담을 수 있는 용량이 줄어 탈황에 불리하다.
  • 노열을 낮춰 [Si]를 억제하면 온도 저하로 탈황 반응 속도가 느려진다.
  • 습분이나 산소부화율을 높이면 노내 온도가 변동해 탈황에 불리한 조건이 된다.
문제 13
제선과정에서 일어나는 주된 노내 반응은?
1산화반응
2환원반응
3배소반응
4하소반응
정답 및 해설

제선 공정에서 고로 내부의 주된 반응은 철광석의 산화철이 철로 바뀌는 환원반응이다.

장입된 철광석(Fe 산화물)은 상승하는 환원가스(CO, H₂)와 접촉하며 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe\mathrm{Fe_2O_3} \rightarrow \mathrm{Fe_3O_4} \rightarrow \mathrm{FeO} \rightarrow \mathrm{Fe} 순으로 단계적으로 환원되어 선철이 된다.

배소나 하소는 소결·석회석 처리 등 노 밖 전처리 공정에서 일어나는 반응으로, 고로 노내의 주 반응과는 구별된다.

문제 14
황을 제거시키는데 가장 효과적인 원소는?
1Cu
2Mn
3Si
4C
정답 및 해설

선철 중 황(S)을 제거하는 데 가장 효과적인 원소는 망간(Mn)이다.

Mn은 황과 결합해 MnS\mathrm{MnS} 형태의 안정한 화합물을 만들어 슬래그로 배출시키므로 탈황제로 작용한다.

Cu와 Si는 황과의 친화력이 크지 않고, C은 선철의 주성분일 뿐 탈황 작용과는 관계가 없다.

문제 15
다음의 기계장치 중 옳지 않은 것은?
1동력으로 운전됨 → 동력차단
2회전중 파괴될 위험이 있는 연마반의 숫돌 → 복개 장치
3목공용 둥근 톱날판 → 급정지 장치
4동력으로 운전하는 절단기 → 칼날 또는 금형으로 인한 위험방지용 안전장치
정답 및 해설

목공용 둥근 톱날(원형톱)의 방호장치는 날접촉예방장치이며, 급정지장치와 짝지은 설명은 틀렸다.

급정지장치는 작업자가 접촉했을 때 기계를 즉시 멈추도록 하는 방호장치로 롤러기 등에 적용되며, 회전 중인 둥근 톱날의 접촉 재해는 덮개형 날접촉예방장치로 막는다.

  • 동력차단장치는 동력으로 운전되는 기계 일반의 정지 수단으로 옳게 짝지어졌다.
  • 회전 중 파괴 위험이 있는 연마숫돌에는 복개(덮개) 장치를 설치하는 것이 맞다.
  • 동력 절단기에는 칼날·금형에 의한 위험을 막는 안전장치를 두는 것이 맞다.
문제 16
이동식 전기 기계의 사고를 막기위해 필요한 설비는?
1접지설비
2고압계
3방폭등
4대지전위 상승장치
정답 및 해설

이동식 전기 기계·기구의 감전 사고를 막기 위해 가장 기본적으로 필요한 설비는 접지설비이다.

누전이 발생했을 때 접지를 통해 누설전류를 대지로 흘려보내 기기 외함의 대지전위 상승을 억제하고 감전 위험을 낮춘다.

고압계나 방폭등은 계측·방폭용 설비로 이동식 기계의 누전 감전 방지와는 직접 관련이 없으며, 대지전위를 일부러 상승시키는 장치는 존재하지 않는다.

문제 17
고로의 화입용 코크스는 승열용 코크스와 베드 코크스(bed coke)로 구분되는데 베드 코크스를 바르게 설명한 것은?
1풍구 상부와 연소대 외측에 연소하지 않는 코크스
2풍구 하부와 연소대 내측에 연소하지 않는 코크스
3Shaft 하부의 코크스
4Shaft 상부의 코크스
정답 및 해설

베드 코크스(bed coke)는 풍구 하부와 연소대 내측에 위치해 화입 후에도 연소되지 않고 남아 있는 코크스층을 말한다.

화입용 코크스 중 승열용 코크스는 점화 후 연소되어 노내 승온에 쓰이는 반면, 베드 코크스는 노상(爐床) 하부에 미리 깔려 초기 조업 동안 골격을 유지하고 통기·통액 통로 역할을 한다.

문제 18
분광소결시에 첨가하는 분코크스의 평균입도의 목표치 크기(mm)는 어느 정도가 적합한가?
11.2
230.0
345.0
470.0
정답 및 해설

소결배합에 넣는 분코크스(breeze coke)의 평균입도 목표치는 약 1.2 mm1.2\ \mathrm{mm} 수준의 미세한 크기이다.

소결광 제조에서는 원료층 전체에 걸쳐 고르게 착화·연소시켜야 하므로, 코크스를 잘게 분쇄해 배합원료 표면에 균일하게 분산시키는 것이 통기성과 소결 반응 균일성 확보에 유리하다.

30~70mm대의 큰 입도는 고로에 장입하는 괴상 코크스의 크기 영역으로, 표면적이 작아 소결 배합용으로는 연소 균일성이 떨어져 부적합하다.

문제 19
고로에서 철광석이 환원되는 순서가 맞는 것은?
1Fe3O4 → Fe2O3 → FeO → Fe
2Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
3FeO → Fe2O3 → Fe3O4 → Fe
4Fe3O4 → FeO → Fe2O3 → Fe
정답 및 해설

고로에서 철광석은 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe\mathrm{Fe_2O_3} \rightarrow \mathrm{Fe_3O_4} \rightarrow \mathrm{FeO} \rightarrow \mathrm{Fe} 순서로 단계적으로 환원된다.

노정에서 내려오며 저온대에서는 간접환원(CO·H₂에 의한 환원)이 우세해 산소를 단계적으로 잃고, 노 하부 고온대에서는 직접환원(FeO+C→Fe+CO\mathrm{FeO + C \rightarrow Fe + CO})이 진행되어 최종적으로 금속철이 된다.

문제 20
고로내 가스압력을 통상보다 높게 해서 하는 조업이 고압조업이다. 고압조업의 효과로써 적당하지 못한 것은?
1출선량의 증가
2연료비의 감소
3고로내 더스트(dust)의 생성감소
4노체 열부하(熱負荷)감소
정답 및 해설

고압조업의 효과는 출선량 증가, 연료비 절감, 더스트 발생 감소 등이며, 노체 열부하 감소는 고압조업의 효과로 보기 어렵다.

노내 압력을 높이면 가스 유속이 느려져 노정 더스트 비산이 줄고 가스와 장입물의 반응 시간이 길어져 환원효율이 개선되므로 연료비가 낮아지고 출선량은 늘어난다.

다만 압력 상승으로 가스 밀도와 열전달량이 커지면 노벽이 받는 열부하는 오히려 늘어나는 경향이 있어, 열부하 감소를 고압조업의 효과로 들 수는 없다.

문제 21
선철 Ton당 장입원료 중 Fe분의 합계가 950㎏이고 이 중 0.8%가 FeO로써 슬랙 중에 들어간다고 하면 슬랙 중의 FeO 무게는 약 몇 ㎏인가?
15.8
27.1
39.8
410.7
정답 및 해설

슬래그 중 FeO의 무게는 약 9.8kg이다.

먼저 슬래그로 들어가는 Fe분의 무게를 구하면
950 kg×0.008=7.6 kg950\ \mathrm{kg} \times 0.008 = 7.6\ \mathrm{kg}

이 Fe을 FeO로 환산하면(FeO/Fe 분자량비 71.8555.85≈1.287\dfrac{71.85}{55.85} \approx 1.287)
7.6 kg×1.287≈9.8 kg7.6\ \mathrm{kg} \times 1.287 \approx 9.8\ \mathrm{kg}

문제 22
듀랄류민 및 초듀랄류민 합금의 경화방법은?
1개량처리
2황온뜨임
3석출경화
4풀림
정답 및 해설

듀랄루민 및 초듀랄루민 합금은 석출경화(析出硬化, 시효경화)에 의해 강도를 높인다.

고온에서 용체화처리 후 급랭하면 과포화 고용체가 되고, 상온 또는 저온에서 시간이 지나며 미세한 석출물이 결정 내에 고르게 분산되면서 강도가 상승한다.

개량처리는 Al-Si 주조합금의 공정조직 개선법이고 풀림은 연화처리이므로 듀랄루민의 경화법과는 다르다.

문제 23
빛깔이 금에 가까우며 금박 및 금분의 대용품으로 사용되는 Cu80%-Zn20%(Low brass)의 황동은?
1Muntz metal
2Delta metal
3Tombac
4Hard brass
정답 및 해설

Cu 80%-Zn 20%의 황동은 금빛을 띠어 금박·금분 대용으로 쓰이는 톰백(Tombac)이다.

아연 함량이 낮은 황동일수록 색이 금에 가까워지므로, 저아연 황동을 장식용으로 사용한다.

문쯔메탈은 Cu 60%대의 고아연 황동, 델타메탈은 철을 첨가한 특수황동으로 톰백과는 성분·용도가 다르다.

문제 24
주물용선의 원료배합에 대하여 설명한 것중 틀린 것은?
1Si를 많이 함유하고 Mn을 적게 함유하도록 배합한다.
2필요에 따라서 조업도를 약간 낮춘다.
3광재의 염기도를 높게 한다.
4일정량의 코크스량에 대하여 광석 장입량을 적게 한다.
정답 및 해설

주물용선을 만들 때는 슬래그의 염기도를 낮게 유지해야 하므로, 염기도를 높인다는 설명은 틀렸다.

주물용선은 Si 함량을 높게, Mn을 낮게 유지해야 하는데, 슬래그 염기도가 높아지면 Si가 산화되어 슬래그 쪽으로 빠져나가 선철 중 Si 함량이 낮아지므로 목적에 어긋난다.

  • Si를 많이, Mn을 적게 함유하도록 배합하는 것은 주물용선의 올바른 배합 방향이다.
  • 조업도를 다소 낮추면 장입물 강하가 느려져 노열을 높게 유지할 수 있고, 고온일수록 Si 환원이 촉진되므로 옳은 설명이다.
  • 일정 코크스량에 대해 광석 장입량을 줄이면 코크스비가 높아져 노열이 오르고 환원분위기가 강해지므로 Si를 높이는 데 부합한다.
문제 25
2차 벤츄리 스크레버의 출구에서 얻을 수 있는 청정도는 약 어느 정도 되는가?
1100㎎/Nm3 이하
290㎎/Nm3 이하
370㎎/Nm3 이하
45㎎/Nm3 이하
정답 및 해설

2차(최종) 벤츄리 스크러버를 통과한 고로가스는 5㎎/Nm³ 이하 수준까지 청정화된다.

고로가스 청정설비는 1차 집진에서 조대 더스트를 걸러낸 뒤, 2차 벤츄리 스크러버에서 미세 더스트까지 세정해 연료가스로 쓸 수 있을 만큼 낮은 분진 농도를 확보하는 최종 단계이다.

따라서 최종 출구 청정도는 70~100㎎/Nm³ 수준이 아니라 그보다 훨씬 낮은 5㎎/Nm³ 이하로 본다.

문제 26
소결광의 환원 분화에 대하여 설명한 것중 틀린 것은?
1소결광이 분화하는 것은 마그네타이트가 헤마타이트로 환원되면서 체적팽창을 일으키기 때문이다.
2환원분화를 나타내는 지수는 RDI이다.
3환원분화에 영향을 미치는 인자는 소결광중의 마그네타이트, 소결광의 염기도 등이다.
4환원분화를 관리하는 것은 코크스 사용량을 조정하여 소결광중의 FeO를 관리하는 것이다.
정답 및 해설

소결광의 환원분화는 헤마타이트(Fe₂O₃)가 마그네타이트(Fe₃O₄)로 환원되며 체적이 팽창해 일어나는 현상이므로, 마그네타이트가 헤마타이트로 바뀐다는 설명은 방향이 반대로 틀렸다.

저온 환원 구간에서 Fe2O3→Fe3O4\mathrm{Fe_2O_3} \rightarrow \mathrm{Fe_3O_4} 반응이 일어나면 결정구조 변화로 부피가 늘어나 미세균열이 생기고, 이것이 소결광을 부스러뜨리는 환원분화의 원인이 된다.

이 현상을 나타내는 지수가 RDI이며, 소결광 중 마그네타이트 비율·염기도가 주요 영향 인자이고, FeO 함량을 코크스 사용량으로 관리하는 것이 대응책이라는 나머지 설명은 모두 옳다.

문제 27
고로의 출선능력을 표시하는 것으로 맞는 것은?
1ton/day/m3
2ton/hr/m3
3kg/week/m3
4kg/month/m3
정답 및 해설

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

이는 고로의 출선비(생산성 계수)로, 단위 내용적당 생산량을 일 단위로 비교해 조업 효율을 평가하는 지표이다.

문제 28
소결과정 중 장입층의 온도에 영향을 주는 인자와 관련이 가장 적은 것은?
1수분의 증발
2괴철광석의 배합비
3분코크스의 배합비
4가스의 흐름에 의한 열 이동
정답 및 해설

소결 장입층의 온도 형성과 관련이 가장 적은 인자는 괴철광석의 배합비이다.

수분 증발은 열을 흡수해 층 내 온도분포에 직접 영향을 주고, 분코크스 배합비는 연소열 발생량을, 가스 흐름에 의한 열 이동은 소결층 내 온도 전파 자체를 좌우한다.

반면 괴철광석(덩어리 상태 원료)의 배합비는 주로 통기성이나 제품 강도와 관련될 뿐, 장입층의 열적 형성 과정과는 직접적 관련이 적다.

문제 29
현재 천연산 철광으로 제철용에 가장 많이 사용되는 것은?
1방연광
2황동광
3적철광
4황산철광
정답 및 해설

현재 제철용으로 가장 많이 쓰이는 천연 철광석은 적철광(赤鐵鑛, hematite)이다.

적철광은 Fe2O3\mathrm{Fe_2O_3}를 주성분으로 하며 철 함유량이 높고 매장량이 풍부해 고로 원료의 주력 광종으로 쓰인다.

방연광은 납(Pb) 광석, 황동광은 구리(Cu) 광석으로 제철용 원료가 아니다.

문제 30
고로의 각 구역에서 일어나는 기능적 현상이 순서에 따라 올바르게 표기된 것은?
1예열대→ 용융대→ 환원 및 침탄대→ 연소대→ 노상부
2예열대→ 환원 및 침탄대→ 용융대→ 연소대→ 노상부
3연소대→ 환원 및 침탄대→ 예열대→ 용융대→ 노상부
4연소대→ 예열대→ 환원 및 침탄대→ 용융대→ 노상부
정답 및 해설

고로는 위에서부터 예열대 → 환원 및 침탄대 → 용융대 → 연소대 → 노상부 순으로 구역이 나뉜다.

노정 부근의 예열대에서 장입물이 데워지고, 중단부의 환원 및 침탄대에서 산화철의 환원과 철로의 탄소 침투가 진행되며, 하부로 내려가며 용융대에서 녹아 액상이 되고 풍구 앞 연소대에서 코크스가 연소해 고온가스를 만든다.

최종적으로 노상부에 용선과 슬래그가 고여 출선을 기다린다.

문제 31
고로가스의 성분 중 가장 많은 성분은?
1CO
2CO2
3H2
4N2
정답 및 해설

고로가스에서 부피비가 가장 큰 성분은 질소(N₂)이다.

송풍 공기 중 산소는 코크스 연소에 대부분 소모되어 CO로 바뀌는 반면, 반응에 참여하지 않는 질소는 그대로 남아 고로가스 중 절반 이상을 차지한다.

CO, CO₂, H₂도 함께 존재하지만 부피비는 N₂보다 낮다.

문제 32
소결광의 제품강도가 저하되었을 때 취할 수 있는 조업관리 방법으로 적합하지 않은 것은?
1코크스의 배합을 높인다.
2층두께를 낮춘다.
3자철광의 배합을 높인다.
4원료 중의 미분을 제거한다.
정답 및 해설

소결광 강도가 떨어졌을 때 층두께를 낮추는 조치는 오히려 강도 개선에 부적합하다.

소결층을 두껍게 쌓을수록 하부층이 고온가스의 열을 더 오래 받아 소결(융착)이 충분히 진행되어 강도가 높아지므로, 강도 저하 시에는 층두께를 늘리는 방향이 일반적인 대응이다.

  • 코크스 배합을 높이면 발열량이 늘어 소결(융착)이 촉진되어 강도 개선에 도움이 된다.
  • 자철광 배합을 높이면 소결 중 산화 발열로 소결성이 좋아져 강도 개선에 유리하다.
  • 원료 중 미분을 제거하면 통기성이 좋아져 고른 소결이 이루어져 강도가 개선된다.
문제 33
고로의 송풍온도에 영향을 미치지 않는 것은?
1열풍로 책커(checker)연와의 가열면적
2송풍량
3열풍로 돔(dome)의 온도
4연소실에 사용되는 연료의 색깔
정답 및 해설

고로 송풍온도에 영향을 미치지 않는 것은 연소실에 사용되는 연료의 색깔이다.

연료의 색깔은 연소 반응이나 발열량과 무관한 물리적 외관일 뿐이므로 송풍온도 형성에 아무런 관계가 없다.

반면 체커연와의 가열면적, 송풍량, 열풍로 돔 온도는 모두 열풍로가 축적·전달할 수 있는 열량과 직결되어 송풍온도를 결정하는 실질적 요인이다.

문제 34
광재에 대한 설명이 틀린 것은?
1염기도가 높을수록 융점이 높아진다.
2염기도가 높을수록 탈황이 잘된다.
3Al2O3의 함량이 높을수록 배제, 탈황이 나빠진다.
4MgO는 광재의 유동성을 나쁘게 한다.
정답 및 해설

슬래그(광재) 중 MgO는 적정 범위 내에서 유동성을 오히려 개선시키므로, 유동성을 나쁘게 한다는 설명은 틀렸다.

MgO는 CaO와 마찬가지로 슬래그의 점성을 낮추는 성분으로 작용해 유동성을 높이며, 과다하면 융점이 다시 올라갈 수 있지만 일반적인 배합 범위에서는 유동성에 도움을 준다.

  • 염기도가 높을수록 융점이 높아지는 것은 슬래그의 일반적 성질과 맞는 설명이다.
  • 염기도가 높을수록 탈황이 잘되는 것도 옳은 설명이다.
  • Al₂O₃ 함량이 높아지면 슬래그 배제·탈황 성능이 나빠지는 것도 맞는 설명이다.
문제 35
가스 발생량 4500m3, 노정가스중 N2 59.0%일 때 송풍량은 약 몇 m3인가? (단, 코크스에서 나오는 질소는 무시함)
12151
23361
34271
45381
정답 및 해설

필요한 송풍량은 약 3361㎥이다.

노정가스 중 질소는 송풍공기에서 유입된 질소가 반응 없이 그대로 빠져나온 것이므로, 질소로 물질수지를 세운다.
노정가스 중 N₂량: 4500 m3×0.59=2655 m34500\ \mathrm{m^3} \times 0.59 = 2655\ \mathrm{m^3}

공기 중 질소 비율을 약 79%로 보면
26550.79≈3361 m3\dfrac{2655}{0.79} \approx 3361\ \mathrm{m^3}

문제 36
안전표식이 아닌 것은?
1금지표식
2방사능표식
3주의표식
4배관식별표식
정답 및 해설

안전보건표지의 종류에 속하지 않는 것은 배관식별표식이다.

안전표지는 일반적으로 금지, 경고(주의), 지시, 안내 표지로 구분되며, 방사능표식은 경고표지의 한 종류로 이 체계에 포함된다.

배관식별표식은 배관 내 유체의 종류를 색으로 구분해 표시하는 별도의 배관 색상 규정에 따른 표시로, 안전표지 분류 체계와는 다른 제도이다.

문제 37
고로 내벽의 내화물의 구비조건이 아닌 것은?
1마모에 강할 것
2열전도율이 클 것
3화학적 부식에 강할 것
4고온에서 상당한 내압력을 가질 것
정답 및 해설

고로 내벽 내화물의 구비조건으로 옳지 않은 것은 열전도율이 클 것이다.

내화물은 노체 외부로의 열손실을 줄이고 보온성을 유지해야 하므로 일반적으로 열전도율이 작을 것이 요구되며, 열전도율이 크면 오히려 열손실이 커지고 노체가 과열될 위험이 있다.

마모·화학적 부식에 강하고 고온에서 충분한 내압력을 갖는 것은 내화물에 요구되는 올바른 조건이다.

문제 38
내화 몰탈의 구비 조건이 아닌 것은?
1필요한 내화성이 있을 것
2사용연와와 화학성분이 같을 것
3건조 및 소성에 따른 팽창이 클 것
4충분한 접착력과 작업성이 좋을 것
정답 및 해설

내화 몰탈의 구비조건으로 옳지 않은 것은 건조 및 소성에 따른 팽창이 클 것이다.

몰탈은 시공 후 건조·소성 과정에서 팽창이나 수축이 작아야 줄눈이 벌어지거나 균열이 생기지 않고 내화벽돌과 밀착 상태를 유지할 수 있다.

필요한 내화성, 사용 연와와 같은 화학성분, 충분한 접착력·작업성은 모두 내화 몰탈에 요구되는 올바른 조건이다.

문제 39
비점결탄 및 석유계 중질유(重質油)를 개질(改質)하고, 인조 점결탄 및 점결성 보전재(補塡材)를 사용하는 코크스 특수제조법은?
1SRC 법
2VM 법
3FC 법
4DIT 법
정답 및 해설

비점결탄과 석유계 중질유를 개질해 인조 점결탄·점결성 보전재로 쓰는 특수 코크스 제조법은 SRC법이다.

SRC(Solvent Refined Coal, 용제정제탄)는 석탄이나 중질유를 용제로 처리해 회분·불순물을 줄이고 점결 성분을 뽑아낸 개질 원료로, 이를 점결성이 없는 비점결탄에 섞으면 코크스화가 가능한 배합탄이 된다.

즉 양질의 점결탄 자원이 부족한 상황에서 점결성이 없는 원료에 인공적으로 점결성을 부여하는 것이 이 방법의 핵심이다.

문제 40
원료탄에서 Gieseler 유동도는 점착성을 판정하는 방법이다. 측정의 기준이 되는 것은?
1인장
2응력
3탄성계수
4회전수
정답 및 해설

Gieseler 유동도 시험은 가열되는 석탄 시료 속에서 교반 로터의 회전수(dial division per minute)를 기준으로 측정된다.

일정 토크를 가한 교반 막대가 석탄이 연화·유동하는 구간에서 얼마나 빠르게 회전하는지를 시간에 따라 기록해 점착성(유동성)을 정량화하는 방식이다.

인장, 응력, 탄성계수는 고체 재료의 기계적 물성을 평가하는 지표로, 석탄의 유동성 측정 기준과는 무관하다.

문제 41
코크스로의 탄화실 너비는 압출기가 있는 쪽(PS)과 코크스가 나오는 쪽(CS)이 다르다. 따라서 건류를 동시에 끝내기 위한 노벽온도의 조절 방법으로 맞는 것은?
1CS쪽이 넓으므로 PS쪽의 온도를 올린다.
2PS쪽이 넓으므로 CS쪽의 온도를 올린다.
3CS쪽이 넓으므로 CS쪽의 온도를 올린다.
4PS쪽이 넓으므로 PS쪽의 온도를 올린다.
정답 및 해설

코크스로 탄화실은 압출이 원활하도록 코크스 배출측(CS)의 폭이 압출기측(PS)보다 넓게 설계되어 있다.

같은 시간에 건류를 동시에 끝내려면 부피가 더 큰 쪽에 더 많은 열량을 공급해야 하므로, 폭이 넓은 CS쪽의 노벽 온도를 더 높게 조절해 PS쪽과 탄화 속도를 맞춘다.

문제 42
코크스 제조시 사용되는 주연료의 종류로 맞는 것은?
1LNG, COG + BFG
2LDG, COG + LNG
3COG, COG + BFG
4LPG, LDG + BFG
정답 및 해설

코크스로의 주연료는 자체적으로 발생하는 코크스로가스(COG)이며, 필요에 따라 고로가스(BFG)를 섞어 사용한다.

코크스를 건류할 때 부생하는 COG는 발열량이 높아 단독 연료로 쓸 수 있고, 열량이 부족하거나 COG가 남을 때는 COG와 BFG를 혼합해 연소실 가열용 연료로 사용한다.

LNG, LDG, LPG는 코크스로 가열의 주연료로 일반적으로 사용되지 않는다.

문제 43
화학 반응 중 Solution loss(용융소실)가 일어나는 반응식은?
1CO + FeO → CO2 + Fe
2CO2 + C → 2CO - 40190 kcal/kmol
3C + FeO → CO + Fe
4FeO + C → Fe + CO2
정답 및 해설

용융손실반응(솔루션 로스, Solution loss)은 코크스 중 고정탄소가 이산화탄소와 반응하여 일산화탄소로 전환되는 흡열반응이다.

이 반응은 CO2+C→2CO\mathrm{CO_2} + \mathrm{C} \rightarrow 2\mathrm{CO} 형태로 진행되며 열을 흡수하므로 반응열이 음(-)의 값으로 표시된다.

  • 일산화탄소가 산화철과 반응해 이산화탄소와 철을 만드는 식은 간접환원 반응이다.
  • 고체 탄소가 산화철과 직접 반응해 일산화탄소와 철을 만드는 식은 직접환원 반응으로 용융손실반응과는 다른 반응이다.
  • 산화철과 탄소가 반응해 철과 이산화탄소를 만든다는 식은 화학양론이 맞지 않는 조합이다.

따라서 탄소와 이산화탄소가 반응해 일산화탄소 두 분자를 생성하는 흡열 반응식만이 용융손실반응에 해당한다.

문제 44
코크스 오븐(OVEN)조업시 발생되는 화성 부산물이 아닌 것은?
1COG
2TAR
3조경유
4분 코크스
정답 및 해설

코크스로 화성부산물은 건류 과정에서 가스·액상 형태로 발생·회수되는 물질을 말하며, 고체 코크스가 부서져 생기는 부스러기는 여기에 포함되지 않는다.

코크스로가스(COG), 타르, 조경유는 건류 중 가스·액체 상태로 발생해 별도 정제·회수 설비를 거치는 대표적 화성부산물이다.

반면 분 코크스는 완성된 고체 코크스가 파쇄·선별되는 과정에서 생기는 작은 입자로, 화학반응의 부산물이 아니라 코크스 자체의 물리적 형태 중 하나다.

문제 45
Process의 유량을 검출할 수 있는 기기는?
1Orifice
2Control Valve
3Shut Off Valve
4압력발신기
정답 및 해설

오리피스(Orifice)는 배관 내 유체가 통과할 때 생기는 전후 차압을 이용해 유량을 검출하는 대표적인 차압식 유량 검출 기기다.

  • 제어밸브는 유량을 검출하는 기기가 아니라 지령 신호에 따라 유체 흐름을 조절하는 조작기기다.
  • 차단밸브는 배관을 완전히 열고 닫는 개폐용 밸브로 유량 검출과는 무관하다.
  • 압력발신기는 유량이 아니라 압력 신호를 검출해 전송하는 기기다.

즉 압력차를 만들어내는 조리개 구조를 이용해 유량을 산출하는 기기가 이 문제의 핵심이다.

문제 46
CAD시스템의 효과로 볼 수 없는 것은?
1공정설계로 리드타임 증가
2설계해석의 최적화
3설계수정시간 단축
4설계의 정확성
정답 및 해설

CAD 시스템을 도입하면 설계·해석 작업이 전산화되어 리드타임(제품 개발 소요시간)이 단축되는 것이 일반적 효과이며, 오히려 증가한다는 설명은 CAD의 실제 효과와 반대된다.

설계 수정 시간 단축, 설계 해석의 최적화, 설계 정확성 향상은 모두 CAD 도입으로 실제 나타나는 대표적 이점이다.

문제 47
PLC Program 명령어 중 블록간의 직렬접속을 표시하는 기호는?
1PLS(펄스)
2ORB(오어블록)
3ANB(엔드블록)
4MCR(마스터 컨트롤 리셋)
정답 및 해설

ANB는 두 개의 논리 블록을 직렬(AND)로 접속할 때 쓰는 명령이다. 접점 하나를 잇는 것이 아니라 이미 구성이 끝난 블록 전체를 앞 블록과 순서대로 결합한다는 점이 핵심이다.

  • PLS는 입력이 켜지는 순간 한 스캔만 동작하는 펄스 명령으로 블록 접속과는 무관하다.
  • ORB는 두 블록을 병렬(OR)로 접속하는 명령으로 직렬 접속과 반대 기능을 한다.
  • MCR은 마스터 컨트롤 구간을 해제하는 명령으로 블록 접속과는 관계가 없다.
문제 48
고로(용광로) 공장에서 장입설비의 원료 자동제어 순서를 나열한 것 중 원료의 흐름순서가 올바르게 연결된 것은?
1절출 - 평량 - 균압 - 배압 - 장입
2평량 - 절출 - 배압 - 균압 - 장입
3배압 - 절출 - 평량 - 균압 - 장입
4배압 - 절출 - 균압 - 평량 - 장입
정답 및 해설

고로 장입설비의 원료 자동제어는 평량 → 절출 → 배압 → 균압 → 장입 순으로 진행된다.

  • 평량: 호퍼에서 배합비에 맞게 원료의 무게를 계량한다.
  • 절출: 계량이 끝난 원료를 꺼내 장입호퍼로 보낸다.
  • 배압: 원료를 받기 위해 장입호퍼 안의 가스압을 빼 대기압 수준으로 낮춘다.
  • 균압: 원료를 받은 장입호퍼를 노 내부 압력과 같아지도록 가압한다.
  • 장입: 하부 게이트를 열어 원료를 노 안으로 넣는다.

즉 원료를 다루는 계량·절출이 앞서고, 압력 조작은 압을 빼는 배압이 먼저, 노압에 맞추는 균압이 나중이다. 균압을 배압보다 앞세운 순서나 압력 조작을 원료 계량보다 먼저 둔 순서는 이 흐름과 맞지 않는다.

문제 49
일시자석을 만들기 위하여 강판에 함금하는 원소는?
1규소(Si)
2탄소(C)
3납(Pb)
4알루미늄(Aℓ )
정답 및 해설

규소(Si)를 첨가한 규소강판은 전기저항이 커져 와전류 손실이 줄고 보자력이 작아, 전류를 끊으면 자성이 곧 사라지는 연질자성재료(일시자석)가 된다. 변압기·전동기 철심이 대표적인 용도다.

탄소는 함량이 늘수록 보자력이 커져 오히려 자성을 오래 유지하는 쪽 성질을 띠고, 납과 알루미늄은 강판을 일시자석으로 만들기 위해 넣는 합금원소가 아니다.

문제 50
자동제어에 관한 장점 중 옳지 않은 것은?
1위험한 곳에 인간을 배치시켜야 할 일을 대신할 수 있다.
2다량생산 품질향상의 균일화를 꾀할 수 있다.
3인간보다 정확도와 정밀도가 증가함으로 기업의 이윤을 추구할 수 있다.
4소량 다품종 생산에만 적합하다.
정답 및 해설

자동제어는 소량 다품종 생산에만 적합한 것이 아니라, 오히려 동일 규격 제품을 대량으로 반복 생산할 때 효과가 가장 크게 나타난다.

위험한 작업을 사람 대신 수행하고 생산품질을 균일하게 유지하며, 인간보다 높은 정확도·정밀도로 기업 이윤에 기여하는 것은 자동제어의 실제 장점에 해당한다.

문제 51
소결설비 중 소결기에 배합원료를 장입하는 장치의 주요 기능에 해당되는 것은?
1배합원료의 화학성분을 균일히 조정한다.
2배합원료의 입도 분포를 고르게 유지한다.
3배합원료의 장입층 입도 편석을 유도한다.
4배합 원료 중 코크스 또는 무연탄이 고르게 배합되도록 유도한다.
정답 및 해설

소결기 장입장치의 핵심 기능은 배합원료를 균일하게 펴 까는 것이 아니라, 장입층 내에서 입도 편석을 의도적으로 일으키는 것이다.

롤 피더나 스윙 슈트 같은 장입설비는 굵은 입자가 소결베드 하부에, 가는 입자가 상부에 놓이도록 유도해 통기성이 좋은 층상 구조를 만들고, 이를 통해 소결반응에 필요한 공기 유통을 원활하게 한다.

배합원료의 화학성분이나 코크스 혼합의 균일화, 입도 분포의 고른 유지는 이 장입장치가 아니라 그 이전 단계인 배합·혼합 공정에서 이뤄지는 역할이다.

문제 52
1개의 베터리(BATTERY)에 탄화실이 66문 설치되어 있고 1일 88문 작업을 수행하고자 할 때 조업 가동율(%)은?
1약 75
2약 58
3약 133
4약 154
정답 및 해설

조업가동율은 실제 작업한 문(門) 수를 설치된 탄화실 문 수로 나눈 비율로 계산한다.

가동율 =8866×100= \dfrac{88}{66} \times 100

계산하면 약 133%가 된다. 설치된 문 수보다 많은 문을 하루에 작업하므로 가동율이 100%를 넘는다.

문제 53
금속의 공통적 특징이 아닌 것은?
1상온에서 수은을 제외하고 고체이다.
2전성 및 연성이 작다.
3열 및 전기를 잘 전달한다.
4고유의 금속광택을 갖는다.
정답 및 해설

금속은 일반적으로 전성(퍼짐성)과 연성(늘어남성)이 크다는 공통 특징을 가지므로, 이 두 성질이 작다는 설명은 금속의 실제 특성과 반대된다.

상온에서 수은을 제외하고 고체 상태이고, 열과 전기를 잘 전달하며, 고유의 금속광택을 갖는다는 점은 금속에 공통으로 나타나는 성질이다.

문제 54
정전 작업시 안전조치와 관련이 가장 먼 것은?
1절연 보호구 착용
2개폐기의 시건장치
3잔류전하의 방전조치
4검전기에 의한 충전여부 확인
문제 55
어떤 측정법으로 동일 시료를 무한 횟수 측정하였을 때 데이터의 분포의 평균치와 참값과의 차를 무엇이라 하는가?
1신뢰성
2정확성
3정밀도
4오차
정답 및 해설

정확성(정확도)은 동일 시료를 무한히 반복 측정했을 때 얻어지는 측정값 분포의 평균치와 참값 사이의 차이로 정의되는 개념이다.

  • 정밀도는 참값과의 차이가 아니라 반복 측정값들이 서로 얼마나 밀집되어 있는지, 즉 산포의 크기를 나타내는 개념이다.
  • 오차는 무한 반복의 평균이 아니라 개별 측정값 하나와 참값의 차이를 뜻한다.
  • 신뢰성은 기기나 시스템이 일정 기간 고장 없이 기능을 유지하는 정도를 나타내는 별개의 개념이다.

따라서 참값과 평균치의 차이라는 정의는 정확성을 가리킨다.

문제 56
예방보전의 기능에 해당하지 않는 것은?
1취급되어야 할 대상설비의 결정
2정비작업에서 점검시기의 결정
3대상설비 점검개소의 결정
4대상설비의 외주이용도 결정
정답 및 해설

예방보전(PM)의 기능은 점검 대상 설비와 점검 개소, 점검 시기를 정하는 것이며, 설비를 외주로 이용할지 여부를 정하는 것은 예방보전의 기능에 포함되지 않는다.

외주 이용도 결정은 보전 방식(직영·외주)에 관한 경영·관리적 의사결정으로, 설비 열화를 미리 막기 위한 점검·정비 활동인 예방보전의 범위를 벗어난다.

문제 57
관리한계선을 구하는데 이항분포를 이용하여 관리선을 구하는 관리도는?
1Pn 관리도
2U 관리도
3 관리도
4X 관리도
정답 및 해설

관리한계선을 이항분포로 구하는 것은 pn 관리도이다.

pn 관리도는 시료의 크기가 일정할 때 그 안에서 나온 부적합품 개수를 그대로 관리하는 계수치 관리도다. 제품 하나하나가 적합·부적합 두 가지로만 판정되므로 부적합품 수가 이항분포를 따른다고 보고 관리선을 계산한다.

반면 단위당 부적합수(결점수)를 다루는 u 관리도는 푸아송분포를 이용하고, 측정값을 다루는 계량치 관리도는 정규분포를 전제로 하므로 이 문제의 조건과 맞지 않는다.

문제 58
로트(Lot)수를 가장 올바르게 정의한 것은?
11회 생산수량을 의미한다.
2일정한 제조회수를 표시하는 개념이다.
3생산목표량을 기계대수로 나눈 것이다.
4생산목표량을 공정수로 나눈 것이다.
정답 및 해설

로트(Lot)는 같은 조건에서 생산된 제품을 하나로 묶은 생산 단위이고, 로트수는 그 묶음이 몇 번 만들어졌는가, 즉 일정한 제조 횟수를 표시하는 개념이다.

  • 1회 생산수량은 로트 하나에 들어 있는 제품의 개수, 즉 로트 크기를 뜻하므로 로트수와 다르다.
  • 생산목표량을 기계대수나 공정수로 나눈 값은 설비별·공정별 생산 배분을 계산한 결과일 뿐 로트수의 정의가 아니다.
문제 59

다음의 데이터를 보고 편차 제곱합(S)을 구하면? (단, 소숫점 3자리까지 구하시오.)

[Data] : 18.8, 19.1, 18.8, 18.2, 18.4, 18.3, 19.0, 18.6, 19.2

10.338
21.029
30.114
41.014
정답 및 해설

편차제곱합은 S=∑xi2−(∑xi)2nS=\sum x_i^2-\dfrac{\left(\sum x_i\right)^2}{n}로 구하며, 계산 결과는 1.029다.

자료 9개의 합은 ∑xi=168.4\sum x_i=168.4, 제곱합은 ∑xi2=3151.98\sum x_i^2=3151.98이므로
S=3151.98−168.429=3151.98−3150.951=1.029S=3151.98-\dfrac{168.4^2}{9}=3151.98-3150.951=1.029
가 된다.

평균이 xˉ=168.49≒18.711\bar{x}=\dfrac{168.4}{9}\fallingdotseq 18.711이므로 각 값에서 평균을 뺀 편차를 제곱해 더해도 같은 1.029가 나와 검산된다.

문제 60
공정 도시기호중 공정계열의 일부를 생략할 경우에 사용되는 보조 도시기호는?
1
2
3
4
정답 및 해설

공정 도시기호의 보조기호 가운데 흐름선을 끊고 그 양쪽 끝을 짧은 가로선으로 막아 놓은 기호가 공정계열의 일부를 생략할 때 쓰는 생략 기호다.

공정도에 요소공정을 모두 그리지 않고 중간 구간을 접어 둘 때, 흐름선이 끊겼어도 공정은 이어진다는 뜻을 이 기호로 나타낸다.

  • 물결 모양 선을 짧은 선이 가로지르는 기호는 공정계열의 구분을 뜻한다.
  • 흐름선 끝에 별표 모양이 붙은 기호는 원재료나 제품 일부의 폐기를, 십자 모양은 흐름선의 교차를 나타낸다.