16년 1회차

혼선로는 용선의 열방산을 억제하며 저장하는 설비이므로, 열을 오히려 촉진한다는 설명은 사실과 반대된다.

혼선로(mixer furnace)는 고로에서 나온 용선을 일시적으로 보관하면서 다음과 같은 기능을 수행한다.

• 용선을 필요한 온도로 재가열하거나 유지한다.
• 여러 출선분의 성분과 온도를 균일화한다.
• 제강 공정에서 필요할 때 수시로 용선을 공급할 수 있게 한다.

따라서 혼선로의 존재 목적 자체가 열손실 방지와 균질화에 있으며, 열방산을 촉진한다는 서술은 성립하지 않는다.

고철을 먼저 장입하고 그 위에 용선을 부어야 하는 주된 이유는 폭발 방지이다.

고철더미 틈에 남아 있던 수분이 뜨거운 용선과 급격히 만나면 순식간에 수증기로 팽창해 격렬한 폭발성 반응을 일으킬 수 있다.

고철을 바닥에 먼저 깔아 두면 용선이 서서히 스며들며 식으므로 이런 급격한 반응을 완화할 수 있다.

• 교반 증대는 장입 순서보다는 취련 중 가스 취입으로 얻는 효과다.
• 내화물 보호는 장입 순서의 부수적 효과일 뿐 주된 목적은 아니다.
• 취련시간 단축은 원료 배합비나 산소 취입 조건에 좌우되는 요소다.

결국 이 장입 순서는 안전을 위한 조치이며, 나열된 다른 효과들은 부수적인 결과일 뿐이다.

상부주입 초기 비말이 얼어붙어 생기는 결함은 이중표피이다.

주입 초기 용강이 튀며 주형 벽에 얇게 붙어 먼저 응고된 뒤, 그 위로 새 용강이 덮이면서 강괴 표면 아래에 얇은 막이 겹쳐진 형태로 남는다.

• 탕주름은 주입 흐름이 불안정해 표면에 물결 모양 주름이 남는 결함이다.
• 해면두부는 강괴 상부에 기포와 개재물이 몰려 스펀지처럼 다공질이 되는 결함이다.
• 개재물 혼입은 슬래그나 내화물 조각이 강 속에 섞여 들어가는 별개의 현상이다.

따라서 강괴 하부에 나타나는 이 결함은 초기 비말이 얼어붙어 겹쳐지는 현상에서 비롯된 것으로 봐야 한다.

전로용 생석회는 반응성이 좋아 슬래그 중에 빠르게 용해되어야 한다.

취련 시간 안에 슬래그를 형성해 탈인·탈황 반응을 진행시켜야 하므로, 생석회는 강욕과 접촉했을 때 신속하게 녹아 들어가는 성질이 필요하다.

• 저장 중 풍화가 쉬운 생석회는 수분을 흡수해 반응성이 떨어지므로 오히려 피해야 한다.
• 입도가 크고 고온에서 원형을 오래 유지하는 성질은 용해를 더디게 해 정련 효율을 떨어뜨린다.
• CaO 외 불순원소가 많으면 순도가 낮아져 슬래그 성능과 정련 효과가 나빠진다.

이런 이유로 생석회는 반응성과 용해 속도를 기준으로 품질을 판단해야 한다.

LD 전로용 내화물은 연화되었을 때 오히려 점성이 높아야 형태를 유지할 수 있다.

내화물이 고온에서 연화되더라도 점성이 낮으면 흘러내리거나 쉽게 침식되어 노체 수명이 급격히 짧아진다.

• 염기성 슬래그에 대한 화학적 내식성은 슬래그와의 반응으로 인한 침식을 막기 위해 반드시 필요하다.
• 용강·용재의 교반에 견디는 내마모성은 물리적 손상을 줄이기 위한 조건이다.
• 급격한 온도 변화에 견디는 내열 스폴링성은 균열·박락을 막기 위한 조건이다.

결국 내화물의 점성은 연화 상태에서도 형태를 지탱할 수 있을 만큼 충분히 높아야 한다.

전기로제강의 주원료는 고철이다.

전기로는 고철을 전기 아크의 열로 용해해 강을 만드는 설비로, 고로에서 나온 용선을 쓰는 전로와 달리 고체 상태의 고철을 주된 원료로 사용한다.

• 매트는 비철금속(동 등) 제련 공정에서 나오는 중간 산물로 제강 원료가 아니다.
• 배소광은 황화광을 굽는 배소 공정의 산물로 주로 비철 제련에 쓰인다.
• 산화규소는 내화물이나 조재제의 성분일 뿐 제강의 주원료가 아니다.

따라서 전기로 조업의 원료 구성은 고철 중심으로 이해해야 한다.

더미 바는 가이드 롤을 지나 핀치 롤(인출 롤)까지 이르러야 인출이 가능하다.

연속주조를 시작할 때 몰드 하부를 막고 초기 응고된 주편에 결합된 채로 인출 설비까지 끌려 나가야 하므로, 길이가 가이드 롤 구간에서 끝나면 인출 자체가 불가능하다.

• 주형 단면보다 약간 작은 헤드는 몰드 벽과 마찰 없이 삽입·이탈되도록 하기 위한 형태다.
• 주조 시작 시 몰드 밑을 막는 기능은 용강이 처음부터 새지 않도록 하는 더미 바의 기본 역할이다.
• 윗부분이 볼트나 레일 모양인 것은 초기 응고 주괴와 단단히 결합해 함께 인출되도록 하기 위함이다.

결국 더미 바의 길이는 인출 설비까지 이어지는 전체 구간을 기준으로 설계된다.

주형 파우더는 용강면을 덮어 대기와의 접촉에 의한 산화를 억제하는 역할을 한다.

산화나 환원 작용을 촉진한다는 설명은 파우더 사용 목적과 반대되며, 오히려 산화를 막아 청정한 강을 얻으려는 것이 본래 목적이다.

• 용강면을 덮어 열이 빠져나가는 것을 막는 것은 파우더의 기본 기능이다.
• 녹은 파우더가 주형 벽으로 흘러들어 윤활 역할을 하는 것도 실제 기능이다.
• 용융된 파우더 슬래그가 강 중의 알루미나를 흡수해 청정도를 높이는 것도 알려진 효과다.

결국 파우더 캐스팅의 효과는 산화 억제와 청정도 향상에 있다고 보아야 한다.

연속주조 몰드의 테이퍼가 부족하면 표면 크랙이 발생하기 쉽다.

테이퍼가 작으면 응고하며 수축하는 주편 표면과 몰드 벽 사이에 틈이 생겨 냉각이 불균일해지고, 이 틈에서 국부적으로 열전달이 나빠진 부분에 응력이 몰려 표면 균열로 이어진다.

파이프나 기공흠, 오실레이션 마크는 각각 응고 수축·가스 함유·몰드 진동 조건에 관련된 결함으로, 테이퍼 부족과 직접 연결되는 결함은 아니다.

취련 압력을 낮추고 랜스 높이를 높여 산소 제트 에너지를 줄이는 방법을 소프트 블로우(Soft Blow)법이라 한다.

랜스를 높이면 산소 제트가 강욕 표면에 닿기 전에 퍼지면서 운동에너지가 약해지므로, 강욕을 강하게 뚫고 들어가는 힘이 줄어든다.

더블 슬래그법은 슬래그를 중간에 배재하는 취련 방식이고, 캐치카본법은 목표 탄소 농도에서 취련을 종료하는 방식이며, SLP법은 슬래그 발생량을 최소화하는 조업법으로 모두 산소 제트 에너지 조절과는 다른 개념이다.

편석을 줄이려면 응고가 한 방향으로 진행되도록 해야 하며, 여러 방향에서 동시에 응고시키는 것은 오히려 편석을 키우는 조건이다.

응고가 여러 방향에서 동시에 진행되면 마지막으로 굳는 부분에서 편석 성분이 갈 곳 없이 갇혀 국부적으로 농축되기 쉽다.

• 편석을 일으키는 유해 성분의 함량 자체를 줄이면 편석 정도도 함께 줄어든다.
• 고합금강에서 강괴 중량을 줄이면 응고 시간이 짧아져 편석이 진행될 시간도 줄어든다.
• 편석 성분을 핫탑(hot top)에 모아두고 분괴 후 잘라내면 제품 부위의 편석을 제거할 수 있다.

결국 편석 관리의 핵심은 응고 방향을 하나로 모으는 데 있다.

합금철은 크기와 형상은 물론 품위(성분)까지 일정해야 안정적으로 용해·투입할 수 있다.

크기와 형상이 들쭉날쭉하면 용강 중에서 녹는 속도가 제각각이라 첨가한 성분이 고르게 퍼지지 못하고 회수율도 예측하기 어려워진다.

• 쉽게 용해되고 확산속도가 큰 성질은 짧은 시간에 성분을 균일하게 퍼뜨리기 위한 조건이다.
• 생성된 산화물이 쉽게 부상분리되는 성질은 개재물로 남지 않도록 하기 위한 조건이다.
• 미반응물이 재질에 영향을 주지 않아야 하는 것은 강의 품질을 해치지 않기 위한 조건이다.

결국 합금철의 품질은 크기·형상·품위 세 가지가 함께 일정해야 완성된다.

용선 중 Si 함량이 늘면 노체 수명은 오히려 줄어든다.

Si가 산화되어 생기는 SiO2는 산성 산화물이라 MgO 계열의 염기성 내화물과 반응해 침식을 가속시킨다.

• 출강량이 늘면 내화물이 받는 열적·기계적 부하가 커져 수명이 줄어든다.
• 산소 사용량이 많아지면 반응 온도와 산화성이 높아져 내화물 침식이 심해진다.
• 용강 온도가 높으면 내화물이 CaO, MnO 등과 격렬히 반응해 침식이 빨라진다.

결국 노체 수명은 Si 함량이 늘수록 짧아진다고 보아야 한다.

경사형 출강구는 마모가 진행되어도 출강 시간의 편차가 원통형보다 작게 유지된다.

원통형 출강구는 사용하면서 구멍이 한쪽으로 넓어지듯 불균일하게 마모되어 회차마다 유출 속도가 들쭉날쭉해지기 쉽다.

경사진 구조는 마모가 진행되어도 유출구 형상 변화가 비교적 완만해 출강류가 일정하게 유지되므로, 회차 간 출강 시간의 차이가 원통형보다 작게 나타난다.

슬래그는 Fe 등 유용한 원소의 손실을 줄여주는 보호막 역할을 한다.

강재 손실을 키운다는 설명은 슬래그의 실제 기능과 반대되며, 슬래그가 강욕을 덮어 대기와의 접촉을 줄이는 것이 본래 목적이다.

• P, S 같은 유해 성분을 흡수해 제거하는 것은 슬래그의 대표적인 정련 기능이다.
• 산화철을 포함해 산소를 강욕에 전달하는 매개체 역할도 슬래그가 담당한다.
• 대기 중 산소나 기타 가스로부터 강욕이 오염되는 것을 막아주는 것도 슬래그의 기능이다.

결국 강재는 유용 원소의 손실을 막아주는 방향으로 작용한다고 보아야 한다.

백운석(돌로마이트, CaO·MgO)을 부원료로 넣으면 염기성 내화물의 침식을 줄여준다.

슬래그가 내화물 성분인 MgO를 향해 계속 녹여내려 하는데, 미리 백운석으로 슬래그에 MgO를 채워주면 내화물 쪽에서 추가로 녹아 나오는 양이 줄어 로체 수명이 늘어난다.

복류 방지나 탈탄능 개선, 슬래그 유동성 향상은 각각 취련 조작이나 슬래그 염기도·유동성 조정과 관련된 별개의 문제로, 백운석 사용의 핵심 목적과는 다르다.

슬라이딩 노즐은 개폐가 확실해 레이들 안에서 용강을 오래 붙잡아 둘 수 있으므로, 오히려 탈가스 처리가 가능해진다.

스토퍼(정지봉) 방식은 오래 유지하면 봉이 침식되어 개폐가 불확실해지지만, 슬라이딩 노즐은 판을 밀어 여닫는 구조라 용강 체류 시간이 길어져도 안전하게 주입을 제어할 수 있다. 그래서 레이들에서 탈가스·정련 처리를 거친 뒤 주입하는 조업이 가능하다.

• 용강 주입량을 정밀하게 조절하고 자동화할 수 있는 것은 슬라이딩 노즐의 실제 장점이다.
• 개폐 구조가 안정적이어서 장시간 주조 작업을 안전하게 지속할 수 있는 것도 알려진 특징이다.
• 노즐 교체나 손상이 줄어 내화물의 원단위가 감소하는 것도 실제 효과다.

결국 체류 시간이 짧아 탈가스 처리가 곤란하다는 서술은 슬라이딩 노즐의 특징과 정반대다.

탈인 효율을 높이려면 슬래그 중 P2O5 농도가 낮게 유지되어야 강 중의 인을 계속 흡수할 여유가 생긴다.

슬래그가 이미 P2O5로 포화되어 있으면 강 속의 인이 더 이상 슬래그 쪽으로 넘어가지 못해 탈인이 멈춘다.

• 온도가 낮을수록 인을 산화시키는 반응이 열역학적으로 유리해져 탈인에 좋다.
• 슬래그 양이 많을수록 인을 받아들일 수 있는 용량이 커져 탈인에 유리하다.
• 슬래그의 염기도가 높을수록 인산 이온을 안정적으로 잡아두어 탈인 효율이 올라간다.

결국 탈인 효율은 슬래그의 여유 흡수 능력이 남아 있을 때 높아진다.

ESR(electro slag remelting)법은 진공 설비 없이 대기 중에서 슬래그를 매개로 재용해하는 공정이다.

진공 중에서 전극을 직접 아크로 재용해하는 방식은 VAR(진공 아크 재용해)이며, ESR은 슬래그의 저항열로 가열하므로 별도의 진공배기장치가 필요하지 않다.

• 강괴 표면이 깨끗하고 균질한 조직을 얻을 수 있는 것은 ESR의 실제 장점이다.
• ESR은 직류도 쓰이지만 주로 교류 전원을 사용해 조업하는 것이 일반적이다.
• 불순원소나 비금속 개재물을 슬래그가 흡수해 재질을 향상시키는 것도 실제 효과다.

결국 ESR은 진공이 아닌 대기 조건에서 슬래그를 매개로 재용해하는 공정으로 이해해야 한다.

종점 제어법은 취련 종료 시점을 맞추려는 조업의 목표 개념이며, 실시간 계측에 기반한 개별 다이내믹 제어 기법을 가리키는 명칭은 아니다.

Static, Semi-Dynamic, Dynamic 방식은 모두 넓게 보면 종점을 맞추기 위한 것이므로, 종점 제어법이라는 표현은 특정 제어 방식이 아니라 조업 전체의 목표를 가리키는 말에 가깝다.

• 서브랜스법은 취련 중 서브랜스를 강욕에 넣어 실시간으로 온도·성분을 측정해 제어하는 다이내믹 방식이다.
• 폐가스 분석법은 배가스의 성분 변화를 실시간으로 추적해 취련 진행 상황을 판단하는 다이내믹 방식이다.
• 노체중량 계측법은 조업 중 노체 무게 변화를 실시간으로 재어 반응 진행을 파악하는 다이내믹 방식이다.

결국 다이내믹 제어는 실시간 계측을 활용하는 구체적 기법들을 가리키는 말이다.

LF(ladle furnace)법은 진공 설비 없이 상압에서 아르곤 교반과 전기 아크 가열로 정련하는 방법이다.

진공을 이용한 탈가스는 RH나 DH 같은 별도의 진공 탈가스 설비에서 이루어지며, LF는 레이들 위에서 전극으로 가열하며 슬래그를 조절하는 상압 정련 공정이다.

• 강환원성 분위기를 만들어 정련하는 것은 LF의 실제 조업 특징이다.
• 전기로나 전로와 조합해 후속 정련 단계로 연계하는 조업도 실제로 이루어진다.
• 탈산, 탈황, 성분 조정을 정밀하게 할 수 있는 것도 LF의 실제 장점이다.

결국 LF는 진공 없이 상압에서 이루어지는 정련 공정으로 이해해야 한다.

연속주조기의 주형은 열전도성과 내마모성이 모두 좋은 구리합금으로 만든다.

몰드는 용강의 열을 빠르게 빼내 표면 셀을 형성시켜야 하므로 열전도율이 높아야 하고, 동시에 반복 사용에 견디는 내마모성도 필요한데 구리합금이 이 두 조건을 함께 만족한다.

점토질이나 벤토나이트, 실리코나이트는 주로 주물사나 내화물에 쓰이는 재료로, 연속주조 몰드처럼 열전도가 중요한 부위에는 적합하지 않다.

탈황제를 용선 표면에 얹고 바닥의 다공질 플러그를 통해 가스를 불어넣어 기포 상승으로 교반하는 방법을 포로스 플러그법이라 한다.

레이들 바닥에 설치된 포러스(다공질) 플러그로 불활성 가스를 주입하면 작은 기포가 위로 올라가며 용선을 골고루 뒤섞어, 표면의 탈황제가 용선 전체와 접촉할 기회를 늘려준다.

치주법이나 기계 교반법, 요동 레이들법은 각각 임펠러·회전·레이들 자체의 흔들림으로 교반하는 방식으로, 기포 상승에 의한 교반과는 원리가 다르다.

전기로에서 산화제를 취입하면 산소와의 친화력이 큰 순서대로 Si, Cr, P, C가 차례로 산화된다.

정련 초기에는 Si처럼 산소와 쉽게 반응하는 원소가 먼저 산화되어 슬래그로 빠져나가고, 이어서 Cr, P가 순차적으로 산화된다.

탄소는 산소와의 반응이 온도가 충분히 오른 뒤에야 활발해지므로 가장 나중에 주로 산화되며, 이 순서를 이용해 성분을 단계적으로 조정한다.

슬로핑은 용선 배합률이 높아 발가스 성분이 많을 때 잘 일어나며, 배합률이 낮은 경우는 슬로핑의 원인이 아니다.

용선 비율이 높으면 취련 초기에 산화 반응이 격렬해지며 가스 발생량이 많아져 슬래그가 거품처럼 부풀어 오르기 쉬워진다.

• 고로 슬래그가 많이 섞여 들어오면 슬래그의 유동성과 발포성이 달라져 슬로핑을 유발한다.
• 취련 초기에 형석을 대량으로 넣으면 슬래그가 급격히 묽어지면서 거품이 커져 슬로핑이 일어나기 쉽다.
• 노 내부 용적에 비해 장입량이 많으면 여유 공간이 부족해 거품이 로 밖으로 넘치기 쉬워진다.

결국 슬로핑은 가스 발생과 거품이 과도해지는 조건에서 일어난다고 보아야 한다.

용선 예비처리 단계에서는 인, 규소, 황을 제거하며, 탈탄(C 제거)은 이 단계에서 다루지 않는다.

탈탄은 이후 전로 본공정에서 산소를 대량으로 불어넣어 진행하는 주된 반응으로, 예비처리는 그 전에 전로의 부하를 줄이기 위해 일부 성분만 먼저 제거하는 단계다.

• 탈인 처리는 인 함량이 높은 용선을 전로에 넣기 전에 부담을 줄이기 위해 이루어진다.
• 탈규 처리는 규소를 미리 제거해 전로에서 발생하는 슬래그 양과 열 부하를 줄이는 역할을 한다.
• 탈황 처리는 황 함량이 높은 원료를 다루는 제강 라인에서 예비처리 단계에 포함되기도 한다.

결국 예비처리는 탈탄을 제외한 성분 제거에 국한된다고 보아야 한다.

전로에서 첨가하는 철광석은 분해되면서 산화 반응에 쓸 산소를 공급하는 역할을 한다.

철광석의 산화철이 고온에서 환원되며 산소를 내놓아 강욕 중의 C, Si 등을 산화시키는 데 쓰이고, 동시에 이 반응이 흡열성이라 강욕의 온도를 낮추는 냉각제 역할도 겸한다.

유동성을 좋게 하거나 탈황을 촉진하는 것은 주로 석회석·형석 같은 조재제의 역할이며, 강중 수소를 흡수하는 기능은 철광석과 관련이 없다.

SiO2는 산성 산화물이어서 탈황에 필요한 염기성·환원성 분위기를 해쳐 환원제로 쓸 수 없다.

탈황은 염기도가 높고 환원성이 강한 슬래그 조건에서 잘 일어나는데, SiO2가 섞이면 슬래그의 염기도가 낮아져 황을 붙잡는 능력이 떨어진다.

• CaO는 염기성 산화물로 슬래그 염기도를 높여 탈황에 필요한 환경을 만들어준다.
• CaC2는 강한 환원력을 가져 황을 CaS 형태로 고정시키는 대표적인 탈황제다.
• CaCO3는 분해되며 CaO를 만들어내 결국 염기성 탈황 조건을 형성하는 데 기여한다.

결국 탈황용 환원제는 염기성·환원성을 강화하는 물질로 한정된다고 보아야 한다.

연속주조에서 용강류가 대기와 접촉해 산화되는 것을 막아 개재물과 핀홀 발생을 줄이는 방법을 무산화주조법이라 한다.

레이들에서 턴디시로, 턴디시에서 몰드로 이어지는 용강 흐름을 실드 노즐이나 불활성 가스로 감싸 공기와의 접촉을 차단하면, 산화로 생기는 알루미나 등의 개재물과 그로 인한 핀홀을 줄일 수 있다.

VAR법과 VIM법은 특수강을 진공 아크나 진공 유도로에서 재용해·정련하는 별도의 공정이며, 진공탈가스법은 레이들 단계에서 가스를 제거하는 공정으로 연속주조 흐름의 산화 방지와는 목적이 다르다.

Si와 반응하는 산소량은 400kg이다.

용선 70ton 중 Si 함량이 0.5%이므로 Si의 질량은 $70{,}000 \times 0.005 = 350\ \mathrm{kg}$이다.

Si는 산소와 $\mathrm{Si} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{SiO_2}$ 반응으로 1:1 몰비로 결합하므로, Si의 몰수는 $\dfrac{350}{28} = 12.5\ \mathrm{kmol}$이다.

따라서 필요한 산소의 질량은 $12.5 \times 32 = 400\ \mathrm{kg}$이 된다.

턴디시는 용강의 흐름을 분배·조절하는 설비일 뿐, 부족한 합금 성분을 첨가해 목표 성분을 맞추는 역할은 하지 않는다.

합금 성분 조정은 이보다 앞선 레이들이나 2차 정련 단계에서 이루어지며, 턴디시 단계에서는 이미 정해진 성분의 용강을 그대로 주형으로 보내는 것이 원칙이다.

• 용강 중의 개재물을 부상시켜 분리해내는 것은 턴디시의 실제 기능이다.
• 레이들에서 받은 용강을 여러 주형으로 나누어 보내는 분배 기능도 턴디시가 담당한다.
• 주형으로 들어가는 용강의 유입량을 조절하는 것도 턴디시의 실제 역할이다.

결국 턴디시는 흐름 분배와 개재물 제거에 국한된 설비로 이해해야 한다.

강욕의 비등이 활발할수록 기포가 수소를 함께 실어 날려 탈수소에 유리하며, 비등이 활발하지 않은 조건은 오히려 탈수소를 방해한다.

비등 중 생기는 다량의 기포는 강욕 내부의 수소가 표면으로 확산해 빠져나가는 통로가 되므로, 비등이 약하면 이 배출 경로가 줄어들어 수소가 강 중에 남기 쉽다.

• 대기 습도가 낮으면 강욕 표면으로 흡수되는 수분(수소 공급원)이 줄어 탈수소에 유리하다.
• 강욕 온도가 높을수록 수소의 용해도가 낮아지고 확산 속도도 빨라져 탈수소에 유리하다.
• 슬래그 층이 너무 두껍지 않아야 기포가 슬래그를 뚫고 대기로 잘 빠져나가 탈수소에 유리하다.

결국 탈수소에 유리한 조건은 활발한 비등을 포함한다고 보아야 한다.

머드건은 고로 출선구를 막는 데 쓰는 설비로, 연속주조 라인의 설비가 아니다.

연속주조는 레이들에서 받은 용강을 주형에서 응고시켜 핀치 롤로 끌어내는 일련의 설비로 구성되며, 머드건은 이 흐름과 관계없이 고로 쪽에서 쓰이는 장비다.

• 주형(mould)은 용강을 받아 표면부터 응고시키는 연속주조의 핵심 설비다.
• 레이들(ladle)은 용강을 받아 턴디시로 옮기는 운반·저장 설비다.
• 핀치 롤(pinch roll)은 응고된 주편을 잡아 인출하는 연속주조 설비다.

결국 머드건은 연속주조 설비 목록에서 제외해야 한다.

고주파 유도로에서는 산소와 잘 반응하지 않는 Ni의 합금 회수율이 가장 높다.

Ni은 산화가 잘 일어나지 않는 원소라 용강 중에 첨가했을 때 슬래그로 빠져나가는 손실이 적어, 첨가한 양이 대부분 강 중에 그대로 남는다.

반면 Si, Ti, Al은 산소와의 친화력이 커서 쉽게 산화되어 슬래그로 넘어가므로, 첨가량 대비 실제로 강 중에 남는 회수율이 Ni보다 낮다.

단순 아르곤 버블링만으로는 강 중에 녹아 있는 가스를 제거하는 탈가스 효과를 얻기 어렵다.

수소·질소 같은 용존 가스를 실질적으로 줄이려면 압력을 낮춰주는 진공 탈가스 설비(RH 등)가 필요하며, 상압에서 단순히 기체를 불어넣는 버블링만으로는 이 효과가 뚜렷하게 나타나지 않는다.

• 기포가 상승하며 강욕을 뒤섞어 성분을 균일하게 만드는 것은 버블링의 실제 목적이다.
• 같은 방식으로 온도를 균일화하는 것도 버블링의 실제 목적이다.
• 기포 표면에 개재물이 붙어 함께 떠오르게 하는 부상분리도 버블링의 실제 목적이다.

결국 버블링의 주요 목적은 균일화와 개재물 분리에 있으며, 탈가스는 별도 설비의 역할이다.

저전압·대전류 조업은 짧고 안정적인 아크를 형성해 동일 전력에서도 전압 변동에 따른 플리커(flicker) 현상을 오히려 줄여준다.

아크가 짧아지므로 노벽과 천장에 대한 국부적 열충격이 완화되고, 용락 이후 용강으로의 열전달 효율도 높아진다.

• 아크 안정성이 높아진다는 설명은 저전압·대전류 조업의 실제 효과와 일치한다.
• 용락 이후 열전달효율이 높아진다는 설명도 타당하다.
• 짧은 아크가 노벽에 미치는 영향이 적다는 설명도 타당하다.

따라서 플리커 현상이 증가한다는 설명만 실제와 반대되어 틀린 설명이다.

VAD(Vacuum Arc Degassing, 진공 아크 탈가스법)는 레이들에 뚜껑을 덮거나 별도의 진공 용기에 레이들을 넣어 감압한 상태에서 아크 가열을 병행하는 레이들 정련법이다.

감압 하에서는 용강 중 수소·질소 등의 가스와 비금속개재물이 효과적으로 제거되며, 동시에 아크로 온도와 성분을 조정할 수 있어 정밀한 레이들 정련 공정으로 활용된다.

림드강은 탈산이 불완전한 상태로 응고시켜, 잔류 탄소와 산소가 반응해 발생하는 CO 가스가 용강을 교반시키는 림링(rimming) 작용을 일으킨다.

이 교반작용으로 강괴 표층에는 순도 높은 림 층이 형성되어 표면이 비교적 양호하며, 저탄소 림드강은 인성(점인성)도 나쁘지 않은 편이다.

• 탈산이 불완전하므로 CO 가스가 발생하지 않는다는 설명은 사실과 다르다.
• 완전 탈산된 강이 아니므로 편석이 나타나기 쉬운 강이다.
• 표면이 양호해 표면 품질을 요하는 용도에도 쓰이고 점인성도 나쁘지 않다는 점에서 반대되는 설명이다.

따라서 가스 방출로 용강이 교반된다는 설명만 림드강의 특징과 일치한다.

OG(Oxygen Gas Recovery) 법은 노 상부에 스커트를 밀착시켜 외기 유입을 차단함으로써 전로에서 발생한 CO 가스를 태우지 않고 그대로 회수하는 비연소방식 폐가스 냉각·집진설비이다.

공기 유입을 막아 CO를 연소시키지 않으므로 가스를 연료로 재활용할 수 있으며, 이는 노 상부를 개방해 CO를 공기와 완전 연소시키는 연소방식과 대비된다.

스윙(swing)식은 전기로의 지붕과 전극 지지기구가 하나의 주축을 중심으로 선회하며 열리는 장입 방식으로, 개폐 시 진동이 적어 내화물 손상이 작다.

이는 로체 자체를 이동시키는 방식이나 문형 구조물로 지붕을 들어 옮기는 방식과 달리, 회전 개폐만으로 장입 공간을 확보하는 구조이다.

몰드 폭가변(width-change) 기술은 주조 중 몰드 폭을 조정해 압연 계획에 맞춰 슬래브 폭을 바꿀 수 있게 하는 기술로, 폭 교체를 위한 조업 중단이 줄어 연속주조 비율과 생산성이 향상된다.

또한 매번 다른 폭의 몰드로 바꿔 낄 필요가 없어 더미바 삽입 횟수와 시간이 단축된다.

• 연속주조 비율 증가는 폭가변 기술의 실제 효과에 해당한다.
• 더미바 삽입시간 단축도 폭가변 기술의 효과로 알려져 있다.
• 생산성 향상 역시 폭가변 기술의 대표적 장점이다.

반면 비금속개재물의 결합(포집) 억제는 몰드 폭을 바꾸는 기술이 아니라 침지노즐 형상, 전자교반, 몰드 플럭스 등 용강 유동과 개재물 거동을 다루는 기술이 담당하는 영역이므로, 폭가변 기술의 장점으로 보기 어렵다.

극저황강 제조는 원료의 황 함량을 낮추고 탈황에 유리한 슬래그 조건을 만드는 방향으로 이루어진다.

부원료의 저황화, 저황 고철·용선 위주의 장입, 고염기도이면서 유동성이 좋은 슬래그 조성은 모두 탈황 반응을 촉진해 극저황강 제조에 도움이 된다.

• 부원료의 황 함량을 낮추는 것은 극저황강 제조에 유리한 조건이다.
• 고염기도·고유동성 슬래그로 조업하는 것도 탈황에 유리한 조건이다.
• 저황 용선·고철을 사용하는 것 역시 극저황강 제조에 부합하는 방법이다.

반대로 예비처리 단계에서 황을 흡수한 슬래그를 다시 장입하면 그 슬래그에 녹아있던 황이 용강으로 재유입될 수 있어, 극저황강 제조에는 오히려 배재해야 할 대상이다.

계통 샘플링(등간격 샘플링)은 모집단에서 시간적·공간적으로 일정한 간격을 두고 표본을 뽑는 방법으로, 품질특성에 주기적인 변동이 있는 공정에는 오히려 적용하지 않는 것이 바람직하다.

샘플링 간격이 변동 주기와 일치하거나 그 배수가 되면 항상 같은 위상의 값만 추출되어 편향된 결과를 얻게 되기 때문이다.

• 취락 샘플링에서 취락 간 차이는 작게, 취락 내 차이는 크게 구성한다는 설명은 취락 샘플링의 원칙과 일치한다.
• 일정 간격으로 뽑는 방법을 계통 샘플링이라 부른다는 정의 자체는 옳다.
• 모집단을 층으로 나눈 뒤 각 층에서 랜덤 추출하는 것을 층별 샘플링이라 부른다는 정의도 옳다.

따라서 주기적 변동이 있을 때 계통 샘플링이 적합하다는 설명이 사실과 반대되어 틀린 설명이다.

PTS(Predetermined Time Standard)법은 인간의 기본동작을 세분화하고, 각 동작에 대해 미리 정해진 표준시간표를 적용해 표준시간을 산정하는 시간연구법이다.

실측 없이도 동작 요소별 시간값을 표에서 찾아 조합할 수 있어, 스톱워치로 직접 측정하거나 관찰 비율로 추정하는 다른 시간연구법과 구분된다.

매회 확률이 일정한 P일 때 n회 독립시행에서 사상 A가 x회 일어날 확률은 조합 수에 P^x과 (1−P)^n−x을 곱한 형태, 즉 P(x) = _nC_x · P^x · (1−P)^n−x 인 식이다.

식이 이렇게 만들어지는 이유는 두 단계로 나눠 보면 분명하다. 먼저 특정한 순서로 x회 성공하고 나머지 (n−x)회가 실패할 확률이 P^x(1−P)^n−x이다. 여기에 x회가 n번 중 어느 시행에서 일어나는지 고르는 경우의 수 _nC_x = n! / {x!(n−x)!}를 곱하면 전체 확률이 된다.

나머지 식들은 확률식이 아니거나 다른 분포다.

• n! / {x!(n−x)!} 만 있는 식은 조합의 수 자체여서 값이 1을 넘을 수 있어 확률이 될 수 없다.
• 지수함수와 (nP)^x / x! 로 이루어진 식은 포아송분포의 형태로, 이항분포에서 n이 크고 P가 매우 작을 때의 근사에 쓰인다.
• NP개와 (N−NP)개에서 각각 뽑는 조합의 비로 쓴 식은 로트에서 비복원추출할 때의 초기하분포다. 매회 확률이 일정하다는 조건과 맞지 않는다.

관리도는 관리하려는 제품이나 종류선정 → 관리하여야 할 항목의 선정 → 관리도의 선정 → 시료를 채취하고 측정하여 관리도를 작성의 순서로 사용한다.

가장 먼저 무엇을 관리할 것인지 대상 제품과 종류를 정해야 한다. 대상이 정해져야 그 제품에서 무게·치수·불량 개수 등 어떤 품질특성 항목을 관리할지 고를 수 있기 때문이다.

항목이 확정되면 그 데이터가 계량치인지 계수치인지에 따라 x̄−R 관리도, p 관리도, c 관리도처럼 알맞은 관리도 종류를 고른다. 어떤 관리도를 쓸지 정해진 뒤에야 시료를 채취해 측정하고 타점·관리한계 계산으로 관리도를 완성하므로, 작성은 언제나 마지막 단계다.

보전작업자를 조직상 각 제조부문의 감독자 밑에 두는 형태는 부문보전이다.

부문보전은 보전 인력이 제조부문에 소속되므로 운전자와 일체감이 생기고 현장감독이 쉬운 장점이 있다. 반대로 지휘권을 생산 감독자가 쥐고 있어 생산이 우선시되면 보전작업이 뒤로 밀리고 보전기술을 축적하기 어렵다는 단점이 따라온다.

• 집중보전은 모든 보전요원을 한 부서에 모아 보전 책임자가 직접 지휘하므로 제조부문 감독자 밑에 두지 않는다.
• 지역보전은 공장을 몇 개 지역으로 나눠 보전요원을 배치하되 인사·지휘는 보전부문이 맡는다.
• 절충보전은 집중보전과 부문·지역보전을 함께 쓰는 방식이어서 단일 조직 형태의 장단점으로 설명되지 않는다.

1월부터 5월까지 판매량 100 · 110 · 120 · 130 · 140대를 단순평균한 120대가 6월 예측값이다.

5개월 단순이동평균법은 직전 5개월 실적에 동일한 가중치를 주어 평균한다.
예측값 = (100 + 110 + 120 + 130 + 140) ÷ 5
= 600 ÷ 5 = 120대

실적이 매달 10대씩 꾸준히 늘고 있는데도 예측값이 최근값 140대보다 낮게 나오는 이유는, 단순이동평균이 추세를 반영하지 못하고 구간 한가운데 값으로 수렴하기 때문이다. 이런 상승 추세에서는 지수평활법이나 추세조정 기법이 더 적합하다.

쾌삭강의 피삭성 향상 원소로는 대표적으로 S(황), Pb(납), Se(셀레늄), Te(텔루륨) 등이 있다.

S는 Mn과 결합해 MnS 비금속개재물을 형성하여 절삭 시 칩을 잘 끊어주고, Pb·Se는 저융점 상으로 존재하며 절삭 저항과 마찰을 줄여 절삭성을 개선한다.

나머지 보기에는 Cr, N, Mg, Na, Sb처럼 강도·경도 상승이나 다른 합금 특성에 관여할 뿐 피삭성 향상과 직접 관계가 없는 원소가 섞여 있어, 세 원소가 모두 피삭성 향상 원소인 조합에는 해당하지 않는다.

Ni-Cr계 합금(니크롬 등)은 오히려 전기저항이 매우 큰 합금으로, 이 특성 때문에 저항 발열체(히터)로 널리 사용된다.

내식성과 내열성이 우수해 고온에서도 산화가 잘 일어나지 않고 경도·강도 저하가 적으며, Fe·Cu 등과 접촉 시 열전(기전력) 효과도 커서 열전대 재료로도 쓰인다.

• 내식성이 크고 산화도가 작다는 설명은 Ni-Cr계 합금의 실제 특성과 일치한다.
• Fe·Cu에 대한 열전 효과가 크다는 설명도 타당하다.
• 내열성이 크고 고온 경도·강도 저하가 적다는 설명 역시 타당하다.

따라서 전기저항이 작다는 설명만 실제와 반대되어 틀린 설명이다.

칼로라이징(calorizing)은 철강 표면에 Al(알루미늄)을 확산 침투시켜 내산화성과 내열성을 높이는 금속침투법이다.

같은 계열의 표면처리법 중 세라다이징은 Zn을, 크로마이징은 Cr을 침투시키는 방법으로 침투 원소만 다를 뿐 원리는 유사하며, 고주파 담금질은 표면 경화를 위한 열처리법으로 금속 침투법과는 별개이다.

오일리스 베어링(oilless bearing)은 Cu 분말에 약 10% Sn 분말과 2% 흑연 분말을 혼합한 뒤 윤활제나 휘발성 물질을 첨가해 가압 성형·소결하여 만드는 분말 베어링 합금이다.

소결 조직 내부의 기공에 윤활유가 스며들어 있어 별도의 급유 없이도 자기윤활 작용을 하는 것이 특징이며, 이는 주조로 제조되는 켈밋(Cu-Pb계)이나 배빗(Sn·Pb계) 메탈과 제조 방식 자체가 다르다.

Gibbs 상율 $F = C - P + 1$에서 F는 자유도(degree of freedom)를 의미하며, 평형 상태에서 독립적으로 조절할 수 있는 변수(온도, 조성 등)의 개수를 나타낸다.

식에서 C는 성분의 수, P는 상의 수를 의미하며, 압력을 일정하게 고정한 응축계에 적용하는 형태이므로 압력 항 대신 상수 1이 더해진다.

청동(bronze)은 Cu에 Sn을 첨가한 합금으로, 주조성이 양호하고 내식성이 우수해 화폐·종·동상 등 미술공예품에 널리 사용된다.

Cu에 Zn을 넣은 합금은 황동(brass)이라 불리며 청동과는 성분과 명칭이 다르고, Cu-Al이나 Cu-P 합금은 각각 알루미늄청동, 인청동 등 별도 계열로 구분된다.

Ag, Au, Ni은 대표적인 면심입방격자(FCC) 금속이다.

반면 Mo(몰리브덴)은 체심입방격자(BCC) 구조를 가지므로 FCC 금속에 해당하지 않는다.

안전관리의 4-사이클은 일반적인 PDCA(Plan-Do-Check-Action) 순환 구조를 따르므로, 실시(Do) 다음 단계는 검토(Check)이다.

계획대로 실행한 결과를 점검·평가하는 검토 단계를 거친 뒤, 그 결과를 반영해 개선 조치를 취하고 다시 계획 단계로 돌아가는 순환을 반복한다.

고열작업장에서는 땀을 많이 흘리는 근로자에게 소금과 깨끗한 음료수를 비치하고, 작업복이 심하게 젖는 작업장에는 탈의·목욕·세탁 및 작업복 건조 시설을 갖추며, 출입금지 구역은 사업주 허락 없이 출입하지 않도록 하는 조치가 요구된다.

반면 더운 작업 직후 체온을 급격히 떨어뜨리는 것은 오히려 심혈관 부담 등 건강장해를 일으킬 수 있어 권장되는 조치가 아니며, 고열작업장에 갖추어야 할 사항으로도 보지 않는다.

따라서 체온을 급격히 내릴 수 있는 시설을 마련한다는 항목이 고열작업장에 필요한 사항과 거리가 멀다.

동기 제어계(synchronous control system)는 시간을 기준으로 한 신호에 따라 제어 동작이 진행되는 방식으로, 정해진 시각 또는 일정한 시간 간격마다 제어 신호가 출력된다.

이는 시간과 무관하게 입력 변화 자체에 반응하는 비동기 제어, 미리 정한 순서대로 신호가 출력되는 시퀀스 제어, 입력 조건 충족 시 대응 신호가 나오는 조합 제어와는 구분되는 방식이다.

근접 센서(proximity sensor)는 물체에 직접 닿지 않고 감지하는 무접촉 방식의 센서로, 기계적 마모가 거의 없다.

무접점 반도체 소자를 이용해 빠르게 동작하며 수명이 길고 신뢰성이 높아 산업 자동화 설비에 적합하게 널리 쓰인다.

• 산업 자동화에 적합하다는 설명은 근접 센서의 실제 특성과 일치한다.
• 수명이 길고 신뢰성이 높다는 설명도 타당하다.
• 무접점 반도체 소자로 빠른 동작을 한다는 설명 역시 옳다.

따라서 접촉 감지 방식으로 기계적 마모가 심하다는 설명만 근접 센서의 무접촉 특성과 반대되어 틀린 설명이다.

MRP(Material Requirement Planning)는 자재 소요량 계획을 의미하며, 생산계획에 따라 필요한 원자재·부품의 종류와 수량, 필요 시기를 산출해 조달·생산 일정을 관리하는 기법이다.

분산처리망, 근거리통신망, 환형 구조 설계 등은 정보 네트워크나 시스템 구조에 관한 용어로 MRP와는 관련이 없다.