[제선기능사 필기] 24년 1회차
제선기능사 필기 기출문제

24년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

24년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음의 합금 원소 중 함유량이 많아지면 내마멸성을 크게 증가시키고, 적열 메짐을 방지하는 것은?
1Ni
2Mn
3Si
4Mo
정답 및 해설

망간(Mn)은 함유량이 늘수록 경도와 내마멸성을 크게 높이고, 강 중의 황(S)과 결합해 융점이 높은 MnS를 만들어 적열 메짐(적열취성)을 방지한다. 적열 메짐은 황이 FeS로 결정립계에 석출되어 900~950℃ 부근 고온에서 강이 취약해져 갈라지는 현상인데, Mn이 황을 MnS로 고정하고 그 일부가 슬래그로 떠오르면서 억제된다.

  • Ni: 인성과 저온 강인성에 주로 기여할 뿐 적열 메짐을 막는 원소는 아니다.
  • Si: 강도와 탄성한계에 주로 기여할 뿐 적열 메짐을 막는 원소는 아니다.
  • Mo: 고온 강도와 뜨임취성 억제에 주로 기여할 뿐 적열 메짐을 막는 원소는 아니다.
문제 2
Al-Cu계 합금에 Ni와 Mg를 첨가하여 열전도율, 고온에서의 기계적 성질이 우수하여 내연기관용, 공랭 실린더 헤드 등에 쓰이는 합금은?
1Y합금
2라우탈
3알드리
4하이드로날륨
정답 및 해설

Al-Cu 합금에 Ni와 Mg를 첨가하여 고온 기계적 성질과 열전도율을 함께 개선한 대표적인 내열 알루미늄 합금이 Y합금이다.

Y합금은 Al-Cu-Ni-Mg 계열로 내연기관의 실린더 헤드, 피스톤 등 고온 부품에 널리 쓰이며 고온에서의 강도 유지 능력이 우수하다.

  • 라우탈: Al-Cu-Si 계 주물용 합금으로 주조성이 좋다.
  • 알드레이(알드리): Al-Mg-Si 계로 전기 전도도가 높아 송전선용으로 쓰인다.
  • 하이드로날륨: Al-Mg 계로 내식성이 매우 우수한 합금이다.
문제 3
7-3황동에 Sn을 1% 첨가한 합금으로, 전연성이 좋아 관 또는 판으로 제작하여 증발기, 열교환기 등에 사용되는 합금은?
1에드미럴티 황동(admiralty brass)
2네이벌 황동(navel brass)
3톰백(tombac)
4망간 황동
정답 및 해설

7-3황동에 주석(Sn)을 약 1% 첨가해 전연성을 높인 합금으로, 증발기·열교환기용 관이나 판에 쓰이는 것은 에드미럴티 황동이다.

네이벌 황동은 6-4황동에 Sn을 첨가한 합금이고, 톰백은 Zn 함유량이 낮은 황동, 망간 황동은 Mn을 첨가해 강도를 높인 황동으로 각각 조성과 용도가 다르다.

문제 4
반복 도형의 피치의 기준을 잡는데 사용되는 선은?
1굵은 실선
2가는 실선
31점 쇄선
4가는 2점 쇄선
정답 및 해설

반복 도형의 피치를 잡는 기준선으로는 가는 1점 쇄선을 사용하며, 이때의 선을 피치선이라 한다. 가는 1점 쇄선은 중심선·기준선·피치선에 두루 쓰이는 선으로, 일정한 간격으로 배열된 구멍이나 톱니의 위치를 잡을 때 그 중심을 이어 표시한다. 굵은 실선은 외형선, 가는 실선은 치수선·치수보조선·해칭, 가는 2점 쇄선은 가상선에 쓰이므로 피치의 기준선으로는 쓰이지 않는다.

문제 5
물품을 구성하는 각 부품에 대하여 상세하게 나타내는 도면으로 이 도면에 의해 부품이 실제로 제작되는 도면은?
1상세도
2부품도
3공정도
4스케치도
정답 및 해설

부품도는 물품을 구성하는 각 부품 하나하나를 상세하게 나타내어 실제 제작의 직접 근거가 되는 도면이다.

상세도는 특정 부분을 확대해 보충 설명하는 도면이고, 공정도는 제작 공정의 흐름을 나타내며, 스케치도는 제도기구 없이 손으로 그린 도면이라는 점에서 이 정의와는 차이가 있다.

문제 6
용융금속을 주형에 주입할 때 응고하는 과정을 설명한 것으로 틀린 것은?
1나뭇가지 모양으로 응고하는 것을 수지상정이라 한다.
2핵 생성 속도가 핵 성장 속도보다 빠르면 입자가 미세해 진다.
3주형에 접한 부분이 빠른 속도로 응고하고 차차 내부로 가면서 천천히 응고한다.
4주상 결정 입자 조직이 생성된 주물에서는 주상결정 입내 부분에 불순물이 집중하므로 메짐이 생긴다.
정답 및 해설

용융금속의 응고 과정에서 메짐(주조 결함)은 주상결정 입내(결정입 내부)에 불순물이 집중해서 생기는 것이 아니라, 응고 시 액상 부분에 불순물이 농축되면서 마지막에 응고하는 중심부에 공극이 형성되기 때문이다.

주상결정 조직은 주형 벽면에서 빠르게 열을 빼앗아 성장하는 구조인데, 이때 불순물은 액상(아직 응고되지 않은 부분)으로 배제되므로, 결과적으로 중심부의 마지막 응고 부위에서 부피 수축으로 인한 메짐이 발생한다.

나머지 선택지는 모두 응고 원리를 올바르게 설명하고 있다.

  • 나뭇가지 모양 응고를 수지상정이라 한다: 수지상정의 정의 정확
  • 핵 생성 속도가 핵 성장 속도보다 빠르면 입자가 미세해진다: 핵생성이 빠르면 입자 미세화 맞음
  • 주형에 접한 부분부터 빠르게, 내부로 갈수록 천천히 응고한다: 온도 구배에 따른 응고 순서 정확
문제 7
Y합금의 일종으로 Ti과 Cu를 0.2% 정도씩 첨가한 합금으로 피스톤에 사용되는 합금의 명칭은?
1라우탈
2엘린바
3문쯔메탈
4코비탈륨
정답 및 해설

Y합금에 Ti과 Cu를 각각 약 0.2% 첨가하여 내열성을 높인 합금이 코비탈륨이며, 열팽창이 작아 피스톤 재료로 사용된다.

라우탈은 Al-Cu-Si계 주물용 합금, 엘린바는 Fe-Ni계 불변강, 문쯔메탈은 6:4 황동으로 각각 조성과 용도가 다르다.

문제 8
금속의 기지에 1~5μm 정도의 비금속 입자가 금속이나 합금의 기지 중에 분산되어 있는 것으로 내열 재료로 사용되는 것은?
1FRM
2SAP
3cermet
4kelmet
정답 및 해설

서멧(cermet)은 세라믹과 금속의 복합재료로, 금속 기지 속에 1~5μm 정도의 미세한 비금속(세라믹) 입자가 분산되어 있어 고온에서도 강도를 유지하는 내열 재료로 쓰인다.

FRM은 섬유로 강화한 금속복합재료, SAP는 알루미늄 기지에 산화물이 분산된 소결합금, 켈밋은 Cu-Pb계 베어링 합금으로 각각 조성이나 입자 형태가 이 정의와 다르다.

문제 9
Ni-Fe계 합금인 엘린바(elinvar)는 고급시계, 지진계, 압력계, 스프링 저울, 다이얼 게이지 등에 사용되는데 이는 재료의 어떤 특성 때문에 사용하는가?
1자성
2비중
3비열
4탄성률
정답 및 해설

엘린바가 정밀 계측기에 쓰이는 이유는 온도가 변해도 탄성률이 거의 일정하게 유지되는 성질 때문이다.

이 성질 덕분에 스프링저울·다이얼 게이지처럼 미세한 탄성 변형을 정밀하게 재현해야 하는 기구에서 온도 변화에 따른 오차가 억제된다.

문제 10
금속 가공에서 냉간 가공과 열간 가공을 구별하는 온도의 기준으로 옳은 것은?
1연소 온도
2응고 온도
3변태 온도
4재결정 온도
정답 및 해설

냉간 가공과 열간 가공은 재결정온도를 기준으로 구분한다.

재결정온도보다 낮은 온도에서 가공하면 냉간 가공, 그 이상에서 가공하면 열간 가공으로 분류되며, 이는 가공 중 결정립이 새로 재생되어 가공경화가 해소되는지 여부와 관련된 기준이다.

문제 11
용강 중에 Fe-Si 또는 Al분말 등의 강한 탈산제를 첨가하여 완전히 탈산시킨 강은?
1림드강
2킬드강
3캡드강
4세미킬드강
정답 및 해설

Fe-Si나 Al 분말 같은 강한 탈산제로 용강을 완전히 탈산시킨 강을 킬드강이라 한다.

림드강은 탈산이 불완전하여 표면에 기포가 남는 강이고, 캡드강과 세미킬드강은 그 중간 정도의 탈산 상태를 가진 강으로, 완전탈산 여부에서 킬드강과 구분된다.

문제 12
금(Au)의 일반적인 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?
1금(Au) 내식성이 매우 나쁘다.
2금(Au)의 순도는 캐럿(K)으로 표시한다.
3금(Au)은 강도, 내마멸성이 높다.
4금(Au) 조밀육방격자에 해당하는 금속이다.
정답 및 해설

금(Au)의 순도는 캐럿(K) 단위로 나타내며, 순금을 24K로 기준 삼아 합금 비율을 표시한다.

  • 금은 화학적으로 매우 안정해 내식성이 뛰어나며 잘 부식되지 않는다.
  • 금은 무르고 강도·내마멸성이 낮아 장신구에는 다른 금속과 합금하여 사용한다.
  • 금의 결정구조는 면심입방격자(FCC)이며 조밀육방격자가 아니다.
문제 13
특수강에서 다음 금속이 미치는 영향으로 틀린 것은?
1Si : 전자기적 성질을 개선한다.
2Cr : 내마멸성을 증가시킨다.
3Mo : 뜨임메짐을 방지한다.
4Ni : 탄화물을 만든다.
정답 및 해설

특수강의 합금원소 영향 중 Ni(니켈)은 탄화물을 만들지 않는다. Ni는 기지 강화(substitutional strengthening)를 통해 인성과 강도를 개선하지만 탄화물 형성 원소(carbide former)가 아니라 비탄화물 형성 원소이므로, 'Ni : 탄화물을 만든다'가 특수강에서의 영향을 잘못 설명한 것이다.

  • Si: 규소로서 자기포화도를 높여 전자기적 성질을 개선한다.
  • Cr: 내마멸성과 내식성을 증가시킨다.
  • Mo: 뜨임메짐(temper brittleness)을 방지하는 원소로 알려져 있다.
문제 14
게이지용 공구강이 갖추어야 할 조건에 대한 설명으로 틀린 것은?
1HRC 40 이하의 경도를 가져야 한다.
2팽창계수가 보통강보다 작아야 한다.
3시간이 지남에 따라 치수변화가 없어야 한다.
4담금질에 의한 균열이나 변형이 없어야 한다.
정답 및 해설

'HRC 40 이하의 경도를 가져야 한다'는 HRC 40 이하라는 기준이 잘못되었는데, 게이지용 공구강은 오히려 HRC 60~65 정도의 높은 경도를 가져야 마모 저항성이 우수하고 정밀도를 오래 유지할 수 있다.

게이지용 공구강은 고도의 치수 정밀성과 안정성을 요구하므로 경도, 팽창계수, 치수 안정성, 담금질 특성이 모두 중요하며, 나머지는 모두 게이지용 공구강의 필수 조건이다.

  • 팽창계수가 보통강보다 작아야 한다: 온도 변화에 따른 치수변화 최소화
  • 시간이 지남에 따라 치수변화가 없어야 한다: 안정성
  • 담금질 시 균열·변형이 없어야 한다: 내구성
문제 15
강에서 상온 메짐(취성)의 원인이 되는 원소는?
1P
2S
3Mn
4Cu
정답 및 해설

강에서 상온 메짐(상온취성)을 일으키는 주된 원소는 인(P)이다. 인은 철과 결합해 Fe3P를 만들어 결정립계에 편석되고, 상온에서 충격에 약한 취성을 나타내게 한다. 황(S)은 FeS를 만들어 고온에서 갈라지는 적열취성의 원인이 되고, Mn은 그 황을 MnS로 고정해 적열취성을 막아 주며, Cu는 소량일 때 내식성을 높이는 원소로 상온 메짐의 원인과는 거리가 멀다.

문제 16
나사의 호칭 N20×2에서 2가 뜻하는 것은?
1피치
2줄의 수
3등급
4산의 수
정답 및 해설

나사의 호칭에서 지름 뒤에 곱하기로 붙는 숫자는 피치를 나타낸다.

미터계 나사의 호칭은 "지름×피치" 형식으로 적으므로, 앞의 20은 나사의 호칭지름을, 뒤의 2는 이웃한 나사산 사이의 거리를 뜻한다.

  • 줄의 수는 "2줄"처럼 호칭 앞에 따로 적어 나타낸다.
  • 등급은 6H·6g와 같은 별도의 공차 기호로 표시한다.
  • 산의 수는 인치계 나사에서 1인치당 산의 수로 표기하는 방식이다.
문제 17
다음 중 가는 실선으로 사용되는 선의 용도가 아닌 것은?
1치수를 기입하기 위하여 사용하는 선
2치수를 기입하기 위하여 도형에서 인출하는 선
3지시, 기호 등을 나타내기 위하여 사용하는 선
4형상의 부분 생략, 부분 단면의 경계를 나타내는 선
정답 및 해설

치수 기입, 치수 인출, 지시·기호 표시는 모두 가는 실선의 대표적인 용도이다.

반면 형상의 부분 생략이나 부분 단면의 경계는 파단선이 담당하는 표시로, 자유 실선이나 지그재그선으로 별도로 구분해 다룬다.

문제 18
치수를 기입할 때 주의사항 중 틀린 것은?
1치수 숫자는 선에 겹쳐서 기입한다.
2치수를 공정별로 나누어서 기입할 수도 있다.
3치수 수치는 치수선과 교차되는 장소에 기입하지 말아야 한다.
4가공할 때 기준으로 할 곳이 있는 경우는 그 곳을 기준으로 기입한다.
정답 및 해설

치수 숫자는 치수선과 겹치지 않도록 기입하는 것이 원칙이므로, 선에 겹쳐서 기입한다는 서술은 틀렸다.

치수를 공정별로 나누어 기입하는 것, 치수선과 교차하는 자리를 피해 숫자를 적는 것, 가공 기준면을 기준으로 치수를 기입하는 것은 모두 KS 제도 규칙에 맞는 올바른 방법이다.

문제 19
도면의 척도에 대한 설명 중 틀린 것은?
1척도는 도면의 표제란에 기입한다.
2척도에는 현척, 축척, 배척의 3종류가 있다.
3척도는 도형의 크기와 실물 크기와의 비율이다.
4도형이 치수에 비례하지 않을 때는 척도를 기입하지 않고, 별도의 표시도 하지 않는다.
정답 및 해설

도형이 치수에 비례하지 않을 때는 척도를 기입하지 않는 대신 “NS(Not to Scale)” 같은 표시를 반드시 별도로 해 주어야 하므로, 아무 표시도 하지 않는다는 서술은 틀렸다.

척도를 표제란에 적는 것, 현척·축척·배척 세 종류로 나누는 것, 척도가 도형과 실물의 비율이라는 것은 모두 맞는 설명이다.

문제 20
대상물의 일부를 파단한 경계 또는 일부를 떼어낸 경계를 표시할 때의 선의 종류는?
1가는 실선
2굵은 실선
3가는 파선
4굵은 1점 쇄선
정답 및 해설

대상물의 일부를 파단하거나 떼어낸 경계를 표시할 때는 가는 실선(파단선)을 사용한다.

굵은 실선은 외형선, 가는 파선은 숨은선, 굵은 1점 쇄선은 특수 지정선에 쓰이는 선으로 각각 용도가 다르다.

문제 21
다음 여러 가지 도형에서 생략할 수 없는 것은?
1대칭 도형의 중심선의 한쪽
2좌우가 유사한 물체의 한쪽
3길이가 긴 축의 중간 부분
4길이가 긴 테이퍼 축의 중간 부분
정답 및 해설

정확히 겹치는 대칭 도형이나 긴 축의 중간 부분은 파단·중심선으로 한쪽을 생략해도 형상 파악에 지장이 없다.

그러나 “좌우가 유사한 물체”는 완전히 같은 모양이 아니라 부분적으로만 비슷한 형상이므로, 한쪽을 생략하면 실제로 다른 부분까지 지워져 형상 정보가 소실되어 생략할 수 없다.

문제 22
가공면의 줄무늬 방향 표시기호 중 기호를 기입한 면의 중심에 대하여 대략 동심원인 경우 기입하는 기호는?
1X
2M
3R
4C
정답 및 해설

가공에 의한 줄무늬가 기호를 기입한 면의 중심에 대해 대략 동심원 모양을 이룰 때는 기호 C를 사용한다.

X는 두 방향이 교차하는 줄무늬, M은 여러 방향이 무방향으로 나타나는 줄무늬, R은 중심에 대해 방사형으로 나타나는 줄무늬를 나타내는 기호로 동심원과는 형태가 다르다.

문제 23
그림과 같은 물체를 제3각법으로 옳게 그려진 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

지름이 다른 동심원 두 개를 정면도로 그리고, 그 오른쪽에 왼쪽 변이 짧고 오른쪽 변이 긴 사다리꼴을 우측면도로 놓은 그림이 옳다.

물체는 한쪽 끝이 가늘고 반대쪽이 굵은 원뿔대이다. 축을 앞뒤 방향으로 두면 정면에서는 가까운 작은 원과 그보다 큰 뒤쪽 원이 겹쳐 보이므로 동심원 두 개가 모두 실선이 되고, 오른쪽에서 보면 앞(왼쪽)이 좁고 뒤(오른쪽)가 넓은 사다리꼴이 된다.

제3각법은 본 방향 쪽에 그리는 방식이므로 우측면도를 정면도의 오른쪽에 배치한다.

  • 원을 하나만 그린 그림 — 큰 지름과 작은 지름이 함께 나타나야 원뿔대가 된다.
  • 사다리꼴을 왼쪽, 동심원을 오른쪽에 둔 그림 — 이 배치면 사다리꼴이 정면도가 되어 작은 쪽 원이 큰 끝에 가려지므로 파선이어야 하는데 실선으로 그려져 있다.
문제 24
KS B ISO 4287 한국산업표준에서 정한 “거칠기 프로파일에서 산출한 파라미터”를 나타내는 기호는?
1R-파라미터
2P-파라미터
3W-파라미터
4Y-파라미터
정답 및 해설

KS B ISO 4287 표면거칠기 측정 표준에서 거칠기 프로파일(roughness profile)은 R-파라미터로 표시된다. R은 거칠기 성분만 추출한 프로파일에서 산출되는 파라미터로서 실제 표면 가공 품질 평가에 가장 직접적으로 사용된다.

표면거칠기 프로파일은 세 가지로 구분된다.

  • P-파라미터: 원시 프로파일(primary profile)
  • W-파라미터: 파동 프로파일(waviness profile)
  • Y-파라미터: 표준에 정의되지 않은 기호
문제 25
치수기입의 요소가 아닌 것은?
1숫자와 문자
2부품표와 척도
3지시선과 인출선
4치수 보조 기호
정답 및 해설

부품표와 척도는 도면의 표제란·부품란에 속하는 정보로, 개별 치수를 지시하는 치수기입의 구성 요소는 아니다.

치수를 나타내는 숫자와 문자, 치수를 이끌어내는 지시선·인출선, 지름이나 반지름 같은 치수 보조 기호는 모두 실제 치수기입에 직접 쓰이는 요소이다.

문제 26
표면 거칠기의 값을 나타낼 때 10점 평균 거칠기를 나타내는 기호로 옳은 것은?
1Ra
2Rs
3Rz
4Rmax
정답 및 해설

10점 평균 거칠기를 나타내는 기호는 Rz이다.

Ra는 산술평균거칠기, Rmax는 최대높이거칠기를 나타내는 기호로, 각각 거칠기를 계산하는 방식이 10점 평균거칠기와 다르다.

문제 27
물체의 경사면을 실제의 모양으로 나타내고자 할 경우에 그 경사면과 맞서는 위치에 물체가 보이는 부분의 전체 또는 일부분을 그려 나타내는 것은?
1보조 투상도
2회전 투상도
3부분 투상도
4국부 투상도
정답 및 해설

경사면을 실제의 모양으로 나타내기 위해 그 경사면과 맞서는 위치에서 물체가 보이는 부분을 그려 나타내는 방법은 보조 투상도(auxiliary view)이다.

보조 투상도는 경사면이나 기울어진 면을 정면으로 보기 위해 표준 투상면(정면, 평면, 측면)이 아닌 추가적인 투상면을 설정하여 그 면에 직각으로 투사하는 기법으로, 경사면의 실제 크기와 형태를 왜곡 없이 나타낼 수 있다. 나머지는 모두 다른 목적을 가진다.

  • 회전 투상도: 부품의 회전 상태를 표현한다.
  • 부분 투상도: 일부분만 확대하여 나타낸다.
  • 국부 투상도: 국소적인 부분을 별도로 그려 나타낸다.
문제 28
소결조업 중 수분첨가의 영향으로 틀린 것은?
1미분원료의 응집에 의한 통기성이 향상된다.
2소결층의 더스트(Dust) 흡입 비산을 방지한다.
3소결층 내의 온도 구배를 개선하여 열효율을 높인다.
4배가스(gas) 온도가 하강하여 열효율이 나빠진다.
정답 및 해설

소결조업에서 수분을 첨가하면 배가스의 현열 손실이 줄어 배가스 온도가 낮아지고, 이는 오히려 열효율을 향상시키는 효과이므로 열효율이 나빠진다는 서술은 틀렸다.

수분첨가로 미분 원료가 뭉쳐 의사입자를 이루면 통기성이 좋아지고, 더스트 비산이 줄며, 소결층 내 온도 분포가 고르게 개선되는 것은 모두 실제로 나타나는 긍정적 효과이다.

문제 29
일반적으로 철이 산화 될 때 산소와 닿는 가장 바깥쪽 표면에 생기는 것은?
1FeO
2Fe2O3
3Fe3O4
4FeS2
정답 및 해설

철이 산소와 접촉하여 산화될 때 가장 바깥쪽 표면에 먼저 생성되는 산화물은 Fe₂O₃(산화철(III))이다. 상온 대기 중에서 철 표면의 녹은 주로 Fe₂O₃·xH₂O(수화산화철) 형태이다.

  • FeO: 철의 산화 과정에서 불안정하여 공기 중에서 자동으로 Fe₂O₃로 산화된다.
  • Fe₃O₄: 고온에서 형성되는 중간 산화물이다.
  • FeS₂: 철의 산화물이 아닌 황화물이므로 일반적인 산화 과정에서 생성되지 않는다.

따라서 정상적인 대기 산화 조건에서 철 표면에 생기는 것은 Fe₂O₃이다.

문제 30
균광의 효과로 가장 적합한 것은?
1노황의 불안정
2제선능률 저하
3코크스비 저하
4장입물 불균일 향상
정답 및 해설

균광(均鑛)은 성분과 입도가 제각각인 원료 광석을 층층이 쌓았다가 가로로 헐어 내며 섞어 성분 변동을 줄이고 균일하게 만드는 작업이다. 장입물의 성분이 고르면 노 안의 가스 흐름과 환원이 안정되어 노황이 안정되고, 그 결과 선철 1톤을 만드는 데 드는 코크스비가 낮아진다. 나머지 보기는 모두 균광의 효과와 반대되는 서술로, 균광을 하면 노황은 안정되고 제선 능률은 올라가며 장입물의 불균일은 오히려 줄어든다.

문제 31
소결 완료에서 반광의 입도는 일반적으로 몇 mm이하의 소결광인가?
15
212
324
448
정답 및 해설

소결 완료 후 걸러지는 반광(返鑛)은 일반적으로 입도 5mm 이하인 소결광을 가리키며, 다시 소결원료로 배합되어 재사용된다.

이보다 큰 12·24·48mm 크기는 이미 고로 장입에 적합한 정립 소결광에 해당하므로 반광의 정의에 해당하지 않는다.

문제 32
상부광이 사용되는 목적으로 틀린 것은?
1화격자가 고온이 되도록 한다.
2화격자 면의 통기성을 양호하게 유지한다.
3용융상태의 소결광이 화격자에 접착되지 않게 한다.
4화격자 공간으로 원료가 낙하하는 것을 방지하고 분광의 공간 메움을 방지한다.
정답 및 해설

상부광은 화격자를 보호하기 위한 것으로, 화격자가 고온이 되도록 하는 것은 오히려 상부광 사용 목적과 반대되므로 틀린 서술이다.

실제로 상부광은 화격자 면의 통기성을 유지하고, 용융 상태의 소결광이 화격자에 눌어붙는 것을 막으며, 화격자 틈으로 분광이 낙하하거나 공간을 메우는 것을 방지하는 보호재 역할을 한다.

문제 33
생 펠릿 성형기의 특징이 아닌 것은?
1틀이 필요없다.
2가압을 필요로 하지 않는다.
3연속조업이 불가능하다.
4물리적으로 원심력을 이용한다.
정답 및 해설

생 펠릿(green pellet) 성형기는 회전하는 접시(디스크)나 드럼 안에서 수분을 가한 미분 원료가 굴러다니며 뭉쳐 구슬 모양이 되게 하는 장치로, 원료를 연속으로 공급받아 계속해서 조업할 수 있다. 따라서 연속조업이 불가능하다는 서술은 이 설비의 특징이 아니다. 별도의 틀이 필요 없고 프레스처럼 가압하지 않으며, 회전에 따른 원심력과 수분의 표면장력으로 입자가 굴러 성장한다는 점이 생 펠릿 성형기의 특징이다.

문제 34
다음 중 소결광의 부원료와 가장 거리가 먼 것은?
1규사
2사문암
3생석회
4능철광
정답 및 해설

능철광은 철분을 함유한 철광석 자체(주원료)이지, 소결에 조재 성분을 보태는 부원료가 아니다.

규사와 사문암, 생석회는 각각 SiO2, MgO, CaO 성분을 공급해 소결광의 염기도를 조정하는 대표적인 부원료(조재제)이다.

문제 35
고로 장입 원료 중 미분(微粉)이 많을 때 통기성 악화를 막기 위한 조치로 가장 적합한 것은?
1송풍 온도를 낮추어 노 내를 흐르는 가스의 유속을 줄인다.
2장입 전에 미분을 체질로 걸러 내고 괴성화하여 장입한다.
3코크스 장입량을 줄여 노 내 장입물 층의 두께를 얇게 한다.
4노정 압력을 높여 미분이 노정 가스와 함께 빠져나가게 한다.
정답 및 해설

미분이 많은 원료는 장입물 사이의 틈을 메워 통기성을 떨어뜨리므로, 장입 전에 체질(스크리닝)로 일정 입도 이하의 분을 걸러 내고, 걸러 낸 분광은 소결·펠릿 등으로 괴성화하여 다시 장입하는 것이 기본 대책이다.

이렇게 입도를 고르게 하면 가스가 노 단면에 고르게 흐르고 연진 손실도 줄어 노황이 안정된다.

  • 송풍 온도를 낮추는 것은 노 하부 열을 빼앗아 노황을 나쁘게 할 뿐 통기성 대책이 아니다.
  • 코크스는 노 내 통기성을 확보하는 골격 역할을 하므로 줄이면 오히려 통기성이 나빠진다.
  • 노정 압력을 높이면 가스 유속이 줄어 연진은 감소하지만, 미분을 밖으로 내보내는 조치는 아니다.
문제 36
광석의 입도가 작으면 소결 과정에서 통기도와 소결시간이 어떻게 변화하는가?
1통기도는 악화되고, 소결시간이 단축된다.
2통기도는 악화되고, 소결시간이 길어진다.
3통기도는 좋아지고, 소결시간이 단축된다.
4통기도는 좋아지고, 소결시간이 길어진다.
정답 및 해설

광석 입도가 작아지면 원료층의 공극이 줄어 통기도가 악화되고, 공기 흡인이 느려지면서 소결시간도 길어진다.

문제 37
고로에 장입되는 소결광으로 출선비를 향상시키는데 유용한 자용성 소결광은 어떤 성분이 가장 많이 들어간 것인가?
1SiO2
2Al2O3
3CaO
4TiO2
정답 및 해설

자용성 소결광은 CaO 성분을 많이 배합해 만든 소결광으로, 별도의 매용제 없이도 고로에서 바로 사용할 수 있어 출선비 향상에 유용하다.

SiO2와 Al2O3는 오히려 슬래그양을 늘리는 맥석 성분이고, TiO2는 노저 보호 등 별도 목적으로 첨가되는 성분이어서 자용성의 핵심 성분과는 다르다.

문제 38
고로가스(BFG)의 발열량은 약 몇 kcal/m3인가?
1850
21200
32500
44500
정답 및 해설

고로가스(BFG)는 질소와 이산화탄소 비중이 높아 발열량이 낮은 저품위 가스로, 약 850kcal/m³ 수준이다.

이는 코크스로가스(COG)나 액화석유가스(LPG)에 비해 훨씬 낮은 값으로, BFG는 주로 열풍로 가열이나 보일러 연료 등 저품위 열원으로 활용된다.

문제 39
철광석이 갖추어야 할 성질이 아닌 것은?
1철함량이 많을 것
2유해 불순물이 적을 것
3로 안에서 쉽게 부서질 것
4품질이나 성분이 균일할 것
정답 및 해설

철광석은 노 안에서 쉽게 부서지기보다는 일정한 강도를 유지해야 통기성과 조업 안정성이 확보되므로, 쉽게 부서질 것이라는 서술은 틀렸다.

철 함량이 많고 유해 불순물이 적으며 품질·성분이 균일한 것은 모두 양호한 철광석이 갖추어야 할 조건이다.

문제 40
자철광에 해당하는 분자식은?
1Fe2O3
2Fe3O4
3FeCO3
4Fe2O3ㆍ6H2O
정답 및 해설

자철광에 해당하는 분자식은 Fe3O4이다.

Fe2O3는 적철광, FeCO3는 능철광, Fe2O3·6H2O 형태의 함수산화물은 갈철광에 해당하는 분자식이다.

문제 41
다음 설명 중 소결성이 좋은 원료라고 볼 수 없는 것은?
1생산성이 높은 원료
2분율이 높은 소결광을 제조할 수 있는 원료
3강도가 높은 소결광을 제조할 수 있는 원료
4적은 원료로서 소결광을 제조할 수 있는 원료
정답 및 해설

'분율이 높은 소결광'은 소결광 자체의 품질 특성이지, 원료의 소결성 평가 기준이 아니며, 높은 분율만으로는 원료의 반응성이나 효율성을 보장하지 않으므로 소결성이 좋은 원료의 조건이 될 수 없다.

소결성이 좋은 원료의 조건은 생산성, 강도, 수율 면에서 우수해야 한다는 의미다.

  • 생산성이 높은 원료: 소결성 평가의 직접적 지표이다.
  • 강도가 높은 소결광을 제조할 수 있는 원료: 소결성이 좋은 것을 의미한다.
  • 적은 원료로서 소결광을 제조할 수 있는 원료: 수율이 높다는 의미로, 이 역시 소결성 평가의 중요 항목이다.
문제 42
황화철광에 들어 있는 황(S)이나 비소(As)를 SO2 등의 기체로 날려 보내 제거하기 위하여 공기 중(산화성 분위기)에서 가열하는 배소는?
1환원 배소
2염화 배소
3산화 배소
4황산화 배소
정답 및 해설

산화 배소는 광석을 용융점 이하에서 공기(산화성 분위기) 중에 가열하여 황화물을 산화물로 바꾸면서 황(S)은 SO2로, 비소(As)는 As2O3로 휘발시켜 제거하는 조작이다.

배소는 광석의 산화도를 바꾸거나 유해 성분을 없애는 예비 처리이며, 결정수와 CO2만 제거하는 하소와 구별한다.

  • 환원 배소는 적철광·갈철광을 강자성인 자철광으로 바꾸어 자력 선광을 쉽게 하는 배소이다.
  • 염화 배소와 황산화 배소는 금속을 염화물·황산염으로 바꾸어 침출하기 위한 배소로, 탈황·탈비소가 목적이 아니다.
문제 43
코크스 중에 회분이 7%, 휘발분이 5%, 수분이 4% 있다면 고정탄소의 양은 몇 %인가?
154%
264%
374%
484%
정답 및 해설

코크스의 구성 성분은 회분, 휘발분, 수분, 고정탄소로 이루어지며, 이들의 합은 100%이다. 주어진 조건에서 고정탄소(%) = 100 - (회분 + 휘발분 + 수분) = 100 - (7 + 5 + 4) = 100 - 16 = 84%이다.

문제 44
수분이나 탄산염 광석 중의 CO2 등 제련에 방해가 되는 성분을 가열하여 추출하는 조작은?
1단광
2괴성
3소결
4하소
정답 및 해설

수분이나 탄산염 광석의 CO2처럼 제련에 방해가 되는 성분을 가열하여 제거하는 조작을 하소(calcination)라 한다.

단광과 괴성은 분상 원료를 덩어리로 뭉치는 조작, 소결은 열로 입자를 결합시켜 소결광을 만드는 조작으로, 방해 성분 제거가 목적인 하소와는 공정의 목적 자체가 다르다.

문제 45
괴광을 파쇄·체질(스크린 선별)하여 일정한 입도로 정립한 것으로, 별도의 괴상화 처리 없이 고로에 직접 장입하는 광석은?
1소결광(sinter)
2정광(정립광)
3펠릿(pellet)
4반광(return ore)
정답 및 해설

정광(정립광)은 괴광을 1차 파쇄한 뒤 스크린으로 선별하여 고로 장입에 알맞은 입도로 정립한 광석으로, 소결·펠릿화 같은 괴상화 처리 없이 고로에 직접 장입한다.

스크린 아래로 떨어진 분광은 그대로 장입하면 통기성을 해치므로 소결 원료로 보낸다.

  • 소결광과 펠릿은 분광을 괴상화하여 만든 인공 괴광이다.
  • 반광은 소결광 가운데 규격 이하의 작은 것을 걸러 소결 원료로 되돌리는 것이다.
문제 46
[보기]는 소결장입층의 통기도를 지배하는 식이다. n은 층의 가스류 흐름 상태를 나타내는 값으로 평균값이 얼마일 때 가장 좋은 통기도를 나타내는가? (단, F : 표준상태의 유량, h : 장입층의 높이, A : 흡인면적, s : 부압 이다.)
10.2
20.4
30.6
41.2
정답 및 해설

소결 장입층의 통기도 지수 nn은 가스 흐름이 층류에 가까울수록 n=1n=1, 완전 난류에 가까울수록 n=0.5n=0.5에 근접하는데, 실제 소결조업에서 가장 양호한 통기 상태를 나타내는 nn의 평균값은 0.6 정도로 알려져 있다. 이 값을 기준으로 장입층의 입도 분포와 통기성을 관리하여 소결 생산성을 높인다.

문제 47
고로의 노정 압력을 조절하는 셉텀 밸브(septum valve)에 대한 설명으로 옳은 것은?
1청정 설비를 지난 가스 배관에 설치되어 개도로 노정 압력을 조절한다.
2열풍로와 고로 사이의 열풍 배관에 설치되어 송풍 온도를 조절한다.
3휴풍할 때 송풍기의 바람을 대기로 방출하여 풍압을 낮추는 밸브이다.
4정비 시 가스 배관을 완전히 차단하여 가스 유입을 막는 밸브이다.
정답 및 해설

셉텀 밸브는 노정가스가 청정 설비를 거친 뒤의 가스 배관에 설치되어, 밸브 개도를 조절함으로써 고로의 노정 압력을 제어한다.

고압 조업에서는 노정 압력을 일정하게 유지해야 노황이 안정되므로, 노정 압력 신호에 따라 셉텀 밸브가 자동으로 열리고 닫힌다.

  • 송풍 온도는 열풍로 계통의 혼냉 밸브 등으로 조절하며 셉텀 밸브와 관계없다.
  • 휴풍 시 송풍기의 바람을 대기로 방출하는 것은 스노트 밸브(snort valve)이다.
  • 정비 시 가스 배관을 완전히 차단하는 것은 고글 밸브(goggle valve)이다.
문제 48
소결기 Grate Bar 위에 깔아주는 상부광의 기능이 아닌 것은?
1Grate Bar 막힘 방지
2소결원료의 저부 배출용이
3Grate Bar 용융부착 방지
4배광부에서 소결광 분리용이
정답 및 해설

상부광은 화격자 보호와 소결광 분리에 관여할 뿐, 소결원료를 저부로 배출하는 기능과는 무관하다.

그레이트바의 막힘을 막고 용융물의 부착을 방지하며 배광부에서 소결광이 잘 떨어지도록 돕는 것이 상부광의 실제 기능이다.

문제 49
다음 중 분광석을 괴상화하는 소결설비로 자동화가 가능하며 연속식이며, 대량생산용으로 가장 많이 사용하는 설비는?
1pelletizing식
2GW식(Greenawalt pan)
3DL식(Dwight-Lloyd machine)
4AIB식(Allmanna Inginfors Byron disc)
정답 및 해설

분광석을 괴상화하는 소결설비 중 자동화와 연속 조업이 가능해 대량생산에 가장 널리 쓰이는 것은 DL식(Dwight-Lloyd machine)이다.

GW식은 회분식(배치식) 설비이고, 펠레타이징식과 AIB식은 각각 별도의 조립·조업 방식을 사용해 DL식만큼의 연속 대량생산 체제를 갖추지 못한다.

문제 50
로벽이 국부적을 얇아져서 결국은 로 안으로부터 가스 또는 용해물이 분출하는 것을 무엇이라 하는가?
1로상 냉각
2노저 파손
3적열(hot spot)
4바람구멍류 파손
정답 및 해설

로벽이 국부적으로 얇아져 마침내 노 안의 가스나 용융물이 밖으로 뿜어져 나오는 현상을 적열(hot spot)이라 한다. 노벽 벽돌이 한 곳만 심하게 침식·박리되면 그 부위의 철피가 벌겋게 달아오르고, 더 진행되면 구멍이 뚫려 분출에 이른다. 로상 냉각은 노상부가 식어 용선 온도와 출선 상태가 나빠지는 노황 이상, 노저 파손은 노 바닥 내화물의 손상, 바람구멍류 파손은 송풍구 주변의 손상을 뜻하므로 노벽이 얇아져 생기는 분출과는 다르다.

문제 51
소결원료의 배합시 의사입화에 대한 설명으로 틀린 것은?
1품질이 향상된다.
2회수율이 증가한다.
3생산성이 증가한다.
4원단위가 증가한다.
정답 및 해설

의사입화가 잘 이루어지면 통기성이 좋아져 코크스 등 원단위가 오히려 감소하므로, 원단위가 증가한다는 서술은 틀렸다.

품질 향상, 회수율 증가, 생산성 증가는 의사입화를 통해 실제로 얻어지는 대표적인 효과들이다.

문제 52
다음 중 코크스를 견류하는 과정에 발생되는 가스의 명칭은?
1BFG
2LDG
3COG
4LPG
정답 및 해설

코크스를 건류(고온 건류)하는 과정에서 발생하는 가스는 COG(코크스로가스)이다.

BFG는 고로에서, LDG는 전로(LD 전로)에서 발생하는 가스이고, LPG는 석유를 정제해 얻는 액화석유가스로 코크스 건류와는 발생 공정 자체가 다르다.

문제 53
소결광의 환원분화에 대한 설명으로 옳은 것은?
11,000℃ 이상의 고온 환원 영역에서 가장 심하게 일어난다.
2소결광의 FeO 함량이 높을수록 환원분화가 심해진다.
3400~600℃ 부근의 저온 환원 영역에서 주로 발생한다.
4분화가 심할수록 노 내 통기성이 좋아져 조업이 안정된다.
정답 및 해설

환원분화는 고로 상부의 400~600℃ 저온 환원 영역(특히 500℃ 전후)에서 소결광 중 헤마타이트(Fe2O3)가 마그네타이트(Fe3O4)로 환원될 때 체적 팽창으로 균열이 생겨 가루가 되는 현상이다.

고온이 되면 환원으로 생긴 금속철이 소결되어 분화가 억제되며, 분화 정도는 RDI(환원분화지수)로 관리한다.

  • FeO(마그네타이트)가 많은 소결광은 재산화 헤마타이트가 적어 환원분화가 오히려 줄어든다.
  • 분화가 심하면 분이 늘어 통기성이 나빠지고 노황이 불안정해진다.
문제 54
용광로 제련에 사용되는 분광 원료를 괴상화하였을 때 괴상화된 원료의 구비 조건이 아닌 것은?
1다공질로 노안에서 산화가 잘 될 것
2오랫동안 보관하여도 풍화되지 않을 것
3열팽창, 수축 등에 의해 파괴되지 않을 것
4되도록 모양이 구상화된 형태일 것
정답 및 해설

고로 안에서는 철광석이 환원되어야 하므로, 괴상화 원료가 노 안에서 산화가 잘 되어야 한다는 조건은 제련의 목적과 맞지 않아 틀렸다.

다공질 구조를 유지한 채 오랫동안 보관해도 풍화되지 않고, 열팽창·수축에 파괴되지 않으며, 모양이 구상에 가까운 것은 실제로 괴상화 원료에 요구되는 조건들이다.

문제 55
용광로 조업시 연료비(燃料比)를 저하시키기 위한 조업방법으로 가장 적절한 것은?
1광재량(鑛裁量)을 증가시킨다.
2로내 가스(gas) 이용율을 향상시킨다.
3소결광의 철분(Fe) 함량을 저하시킨다.
4로내의 습분(濕分)을 다량 취입한다.
정답 및 해설

용광로의 연료비를 낮추려면 로내 가스 이용률을 높여 코크스에서 발생한 열과 환원가스를 최대한 활용해야 한다.

광재량을 늘리거나 소결광의 철분 함량을 낮추거나 노내에 습분을 다량 취입하는 것은 오히려 열손실이나 필요 열량을 늘려 연료비를 악화시키는 조작이다.

문제 56
소성 펠릿의 특징을 설명한 것 중 옳은 것은?
1고로 안에서 소결광보다 급격한 수축을 일으킨다.
2분쇄한 원료로 만든 것으로 야금 반응에 민감하지 않다.
3입도가 일정하고 입도 편석을 일으키며, 공극률이 작다.
4황 성분이 적고, 그 밖에 해면철 상태를 통해 용해되므로 규소의 흡수가 적다.
정답 및 해설

펠릿은 분쇄한 철광석 미분을 점결제(주로 벤토나이트)와 섞어 정구형으로 성형한 후 고온에서 소성한 제품으로, 황(S) 함유량이 적고 고로 내에서 해면철 상태를 거쳐 용해되므로 규소(Si)의 불필요한 흡수를 줄일 수 있다.

  • 소결광보다 급격한 수축: 오류인데, 펠릿은 소결광보다 수축이 덜 일어나 고로 내 균일한 침하를 유지한다.
  • 야금 반응에 민감하지 않음: 틀렸는데, 펠릿은 세립 원료로 만들어져 야금 반응에 매우 민감하다.
  • 입도 편석을 일으키며 공극률이 작음: 잘못되었는데, 펠릿은 입도가 균일하고 입도 편석을 일으키지 않으며 공극률도 소결광보다 적절한 수준을 유지한다.
문제 57
제선 작업장에서 송기 마스크를 착용해야 하는 작업 환경으로 가장 적절한 것은?
1분진이 많이 발생하는 원료 파쇄 작업장
2산소 농도가 18% 미만인 밀폐 공간
3소음이 심한 송풍기·압축기실
4복사열이 강한 출선구 앞 작업장
정답 및 해설

송기 마스크는 호스나 공기통으로 외부의 신선한 공기를 공급하는 호흡용 보호구로, 주위 공기를 걸러서 쓰는 방진·방독 마스크와 달리 산소 농도 18% 미만의 산소 결핍 장소나 고농도 유해 가스가 있는 밀폐 공간에서 사용한다. 방독 마스크는 산소가 부족한 곳에서는 효과가 없어 질식 위험이 있다.

  • 분진이 많은 파쇄 작업장에서는 방진 마스크를 쓴다.
  • 소음이 심한 곳에서는 귀마개·귀덮개를, 복사열이 강한 곳에서는 방열복·차광 보안경 등을 착용한다.
문제 58
소결광을 고로에 사용했을 때의 장점에 해당되지 않는 것은?
1원료비 절감
2피환원성 향상
3코크스연소 촉진
4용선성분 안정화
정답 및 해설

소결광 사용의 대표적 장점은 원료비 절감, 피환원성 향상, 용선 성분 안정화이며, 코크스 연소 자체는 풍구에서의 별도 반응이어서 소결광 사용과 직접적인 인과 관계가 없다.

따라서 코크스 연소를 촉진한다는 서술은 소결광의 실제 장점으로 보기 어렵다.

문제 59
소결광의 환원분화를 조장하는 화합물은?
1페이어라이트(Fayalite)
2마그네타이트(Magnetite)
3칼슘페라이트(Calcium Ferrite)
4재산화 해머타이트(Hematite)
정답 및 해설

소결광의 환원분화는 고로 상부의 400~600℃ 저온 환원대에서 헤마타이트가 마그네타이트로 환원될 때 결정 구조가 바뀌면서 부피가 늘어 균열이 생기고 가루가 되는 현상이다. 소결 과정의 냉각 중에 다시 산화되어 생긴 재산화 헤마타이트는 침상으로 자라 이 체적 변화에 특히 약하므로 환원분화를 가장 크게 조장한다.

페이어라이트·마그네타이트·칼슘페라이트는 소결광의 결합상이거나 이미 환원이 진행된 상으로, 환원분화를 키우는 쪽이 아니라 강도를 유지하는 역할을 한다.

문제 60
소결설비 중 윈드 박스(wind box)의 역할은?
1흡인장치
2점화장치
3집진장치
4파쇄장치
정답 및 해설

소결기의 윈드박스(wind box)는 소결대 하부에서 공기를 빨아들여 소결층 내부로 통기시키는 흡인장치이다.

점화장치는 소결원료 표면에 불을 붙이는 설비, 집진장치는 분진을 포집하는 설비, 파쇄장치는 원료나 소결광을 잘게 부수는 설비로 윈드박스의 흡인 기능과는 역할이 다르다.

제선기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
24년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음의 합금 원소 중 함유량이 많아지면 내마멸성을 크게 증가시키고, 적열 메짐을 방지하는 것은?
1Ni
2Mn
3Si
4Mo
정답 및 해설

망간(Mn)은 함유량이 늘수록 경도와 내마멸성을 크게 높이고, 강 중의 황(S)과 결합해 융점이 높은 MnS를 만들어 적열 메짐(적열취성)을 방지한다. 적열 메짐은 황이 FeS로 결정립계에 석출되어 900~950℃ 부근 고온에서 강이 취약해져 갈라지는 현상인데, Mn이 황을 MnS로 고정하고 그 일부가 슬래그로 떠오르면서 억제된다.

  • Ni: 인성과 저온 강인성에 주로 기여할 뿐 적열 메짐을 막는 원소는 아니다.
  • Si: 강도와 탄성한계에 주로 기여할 뿐 적열 메짐을 막는 원소는 아니다.
  • Mo: 고온 강도와 뜨임취성 억제에 주로 기여할 뿐 적열 메짐을 막는 원소는 아니다.
문제 2
Al-Cu계 합금에 Ni와 Mg를 첨가하여 열전도율, 고온에서의 기계적 성질이 우수하여 내연기관용, 공랭 실린더 헤드 등에 쓰이는 합금은?
1Y합금
2라우탈
3알드리
4하이드로날륨
정답 및 해설

Al-Cu 합금에 Ni와 Mg를 첨가하여 고온 기계적 성질과 열전도율을 함께 개선한 대표적인 내열 알루미늄 합금이 Y합금이다.

Y합금은 Al-Cu-Ni-Mg 계열로 내연기관의 실린더 헤드, 피스톤 등 고온 부품에 널리 쓰이며 고온에서의 강도 유지 능력이 우수하다.

  • 라우탈: Al-Cu-Si 계 주물용 합금으로 주조성이 좋다.
  • 알드레이(알드리): Al-Mg-Si 계로 전기 전도도가 높아 송전선용으로 쓰인다.
  • 하이드로날륨: Al-Mg 계로 내식성이 매우 우수한 합금이다.
문제 3
7-3황동에 Sn을 1% 첨가한 합금으로, 전연성이 좋아 관 또는 판으로 제작하여 증발기, 열교환기 등에 사용되는 합금은?
1에드미럴티 황동(admiralty brass)
2네이벌 황동(navel brass)
3톰백(tombac)
4망간 황동
정답 및 해설

7-3황동에 주석(Sn)을 약 1% 첨가해 전연성을 높인 합금으로, 증발기·열교환기용 관이나 판에 쓰이는 것은 에드미럴티 황동이다.

네이벌 황동은 6-4황동에 Sn을 첨가한 합금이고, 톰백은 Zn 함유량이 낮은 황동, 망간 황동은 Mn을 첨가해 강도를 높인 황동으로 각각 조성과 용도가 다르다.

문제 4
반복 도형의 피치의 기준을 잡는데 사용되는 선은?
1굵은 실선
2가는 실선
31점 쇄선
4가는 2점 쇄선
정답 및 해설

반복 도형의 피치를 잡는 기준선으로는 가는 1점 쇄선을 사용하며, 이때의 선을 피치선이라 한다. 가는 1점 쇄선은 중심선·기준선·피치선에 두루 쓰이는 선으로, 일정한 간격으로 배열된 구멍이나 톱니의 위치를 잡을 때 그 중심을 이어 표시한다. 굵은 실선은 외형선, 가는 실선은 치수선·치수보조선·해칭, 가는 2점 쇄선은 가상선에 쓰이므로 피치의 기준선으로는 쓰이지 않는다.

문제 5
물품을 구성하는 각 부품에 대하여 상세하게 나타내는 도면으로 이 도면에 의해 부품이 실제로 제작되는 도면은?
1상세도
2부품도
3공정도
4스케치도
정답 및 해설

부품도는 물품을 구성하는 각 부품 하나하나를 상세하게 나타내어 실제 제작의 직접 근거가 되는 도면이다.

상세도는 특정 부분을 확대해 보충 설명하는 도면이고, 공정도는 제작 공정의 흐름을 나타내며, 스케치도는 제도기구 없이 손으로 그린 도면이라는 점에서 이 정의와는 차이가 있다.

문제 6
용융금속을 주형에 주입할 때 응고하는 과정을 설명한 것으로 틀린 것은?
1나뭇가지 모양으로 응고하는 것을 수지상정이라 한다.
2핵 생성 속도가 핵 성장 속도보다 빠르면 입자가 미세해 진다.
3주형에 접한 부분이 빠른 속도로 응고하고 차차 내부로 가면서 천천히 응고한다.
4주상 결정 입자 조직이 생성된 주물에서는 주상결정 입내 부분에 불순물이 집중하므로 메짐이 생긴다.
정답 및 해설

용융금속의 응고 과정에서 메짐(주조 결함)은 주상결정 입내(결정입 내부)에 불순물이 집중해서 생기는 것이 아니라, 응고 시 액상 부분에 불순물이 농축되면서 마지막에 응고하는 중심부에 공극이 형성되기 때문이다.

주상결정 조직은 주형 벽면에서 빠르게 열을 빼앗아 성장하는 구조인데, 이때 불순물은 액상(아직 응고되지 않은 부분)으로 배제되므로, 결과적으로 중심부의 마지막 응고 부위에서 부피 수축으로 인한 메짐이 발생한다.

나머지 선택지는 모두 응고 원리를 올바르게 설명하고 있다.

  • 나뭇가지 모양 응고를 수지상정이라 한다: 수지상정의 정의 정확
  • 핵 생성 속도가 핵 성장 속도보다 빠르면 입자가 미세해진다: 핵생성이 빠르면 입자 미세화 맞음
  • 주형에 접한 부분부터 빠르게, 내부로 갈수록 천천히 응고한다: 온도 구배에 따른 응고 순서 정확
문제 7
Y합금의 일종으로 Ti과 Cu를 0.2% 정도씩 첨가한 합금으로 피스톤에 사용되는 합금의 명칭은?
1라우탈
2엘린바
3문쯔메탈
4코비탈륨
정답 및 해설

Y합금에 Ti과 Cu를 각각 약 0.2% 첨가하여 내열성을 높인 합금이 코비탈륨이며, 열팽창이 작아 피스톤 재료로 사용된다.

라우탈은 Al-Cu-Si계 주물용 합금, 엘린바는 Fe-Ni계 불변강, 문쯔메탈은 6:4 황동으로 각각 조성과 용도가 다르다.

문제 8
금속의 기지에 1~5μm 정도의 비금속 입자가 금속이나 합금의 기지 중에 분산되어 있는 것으로 내열 재료로 사용되는 것은?
1FRM
2SAP
3cermet
4kelmet
정답 및 해설

서멧(cermet)은 세라믹과 금속의 복합재료로, 금속 기지 속에 1~5μm 정도의 미세한 비금속(세라믹) 입자가 분산되어 있어 고온에서도 강도를 유지하는 내열 재료로 쓰인다.

FRM은 섬유로 강화한 금속복합재료, SAP는 알루미늄 기지에 산화물이 분산된 소결합금, 켈밋은 Cu-Pb계 베어링 합금으로 각각 조성이나 입자 형태가 이 정의와 다르다.

문제 9
Ni-Fe계 합금인 엘린바(elinvar)는 고급시계, 지진계, 압력계, 스프링 저울, 다이얼 게이지 등에 사용되는데 이는 재료의 어떤 특성 때문에 사용하는가?
1자성
2비중
3비열
4탄성률
정답 및 해설

엘린바가 정밀 계측기에 쓰이는 이유는 온도가 변해도 탄성률이 거의 일정하게 유지되는 성질 때문이다.

이 성질 덕분에 스프링저울·다이얼 게이지처럼 미세한 탄성 변형을 정밀하게 재현해야 하는 기구에서 온도 변화에 따른 오차가 억제된다.

문제 10
금속 가공에서 냉간 가공과 열간 가공을 구별하는 온도의 기준으로 옳은 것은?
1연소 온도
2응고 온도
3변태 온도
4재결정 온도
정답 및 해설

냉간 가공과 열간 가공은 재결정온도를 기준으로 구분한다.

재결정온도보다 낮은 온도에서 가공하면 냉간 가공, 그 이상에서 가공하면 열간 가공으로 분류되며, 이는 가공 중 결정립이 새로 재생되어 가공경화가 해소되는지 여부와 관련된 기준이다.

문제 11
용강 중에 Fe-Si 또는 Al분말 등의 강한 탈산제를 첨가하여 완전히 탈산시킨 강은?
1림드강
2킬드강
3캡드강
4세미킬드강
정답 및 해설

Fe-Si나 Al 분말 같은 강한 탈산제로 용강을 완전히 탈산시킨 강을 킬드강이라 한다.

림드강은 탈산이 불완전하여 표면에 기포가 남는 강이고, 캡드강과 세미킬드강은 그 중간 정도의 탈산 상태를 가진 강으로, 완전탈산 여부에서 킬드강과 구분된다.

문제 12
금(Au)의 일반적인 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?
1금(Au) 내식성이 매우 나쁘다.
2금(Au)의 순도는 캐럿(K)으로 표시한다.
3금(Au)은 강도, 내마멸성이 높다.
4금(Au) 조밀육방격자에 해당하는 금속이다.
정답 및 해설

금(Au)의 순도는 캐럿(K) 단위로 나타내며, 순금을 24K로 기준 삼아 합금 비율을 표시한다.

  • 금은 화학적으로 매우 안정해 내식성이 뛰어나며 잘 부식되지 않는다.
  • 금은 무르고 강도·내마멸성이 낮아 장신구에는 다른 금속과 합금하여 사용한다.
  • 금의 결정구조는 면심입방격자(FCC)이며 조밀육방격자가 아니다.
문제 13
특수강에서 다음 금속이 미치는 영향으로 틀린 것은?
1Si : 전자기적 성질을 개선한다.
2Cr : 내마멸성을 증가시킨다.
3Mo : 뜨임메짐을 방지한다.
4Ni : 탄화물을 만든다.
정답 및 해설

특수강의 합금원소 영향 중 Ni(니켈)은 탄화물을 만들지 않는다. Ni는 기지 강화(substitutional strengthening)를 통해 인성과 강도를 개선하지만 탄화물 형성 원소(carbide former)가 아니라 비탄화물 형성 원소이므로, 'Ni : 탄화물을 만든다'가 특수강에서의 영향을 잘못 설명한 것이다.

  • Si: 규소로서 자기포화도를 높여 전자기적 성질을 개선한다.
  • Cr: 내마멸성과 내식성을 증가시킨다.
  • Mo: 뜨임메짐(temper brittleness)을 방지하는 원소로 알려져 있다.
문제 14
게이지용 공구강이 갖추어야 할 조건에 대한 설명으로 틀린 것은?
1HRC 40 이하의 경도를 가져야 한다.
2팽창계수가 보통강보다 작아야 한다.
3시간이 지남에 따라 치수변화가 없어야 한다.
4담금질에 의한 균열이나 변형이 없어야 한다.
정답 및 해설

'HRC 40 이하의 경도를 가져야 한다'는 HRC 40 이하라는 기준이 잘못되었는데, 게이지용 공구강은 오히려 HRC 60~65 정도의 높은 경도를 가져야 마모 저항성이 우수하고 정밀도를 오래 유지할 수 있다.

게이지용 공구강은 고도의 치수 정밀성과 안정성을 요구하므로 경도, 팽창계수, 치수 안정성, 담금질 특성이 모두 중요하며, 나머지는 모두 게이지용 공구강의 필수 조건이다.

  • 팽창계수가 보통강보다 작아야 한다: 온도 변화에 따른 치수변화 최소화
  • 시간이 지남에 따라 치수변화가 없어야 한다: 안정성
  • 담금질 시 균열·변형이 없어야 한다: 내구성
문제 15
강에서 상온 메짐(취성)의 원인이 되는 원소는?
1P
2S
3Mn
4Cu
정답 및 해설

강에서 상온 메짐(상온취성)을 일으키는 주된 원소는 인(P)이다. 인은 철과 결합해 Fe3P를 만들어 결정립계에 편석되고, 상온에서 충격에 약한 취성을 나타내게 한다. 황(S)은 FeS를 만들어 고온에서 갈라지는 적열취성의 원인이 되고, Mn은 그 황을 MnS로 고정해 적열취성을 막아 주며, Cu는 소량일 때 내식성을 높이는 원소로 상온 메짐의 원인과는 거리가 멀다.

문제 16
나사의 호칭 N20×2에서 2가 뜻하는 것은?
1피치
2줄의 수
3등급
4산의 수
정답 및 해설

나사의 호칭에서 지름 뒤에 곱하기로 붙는 숫자는 피치를 나타낸다.

미터계 나사의 호칭은 "지름×피치" 형식으로 적으므로, 앞의 20은 나사의 호칭지름을, 뒤의 2는 이웃한 나사산 사이의 거리를 뜻한다.

  • 줄의 수는 "2줄"처럼 호칭 앞에 따로 적어 나타낸다.
  • 등급은 6H·6g와 같은 별도의 공차 기호로 표시한다.
  • 산의 수는 인치계 나사에서 1인치당 산의 수로 표기하는 방식이다.
문제 17
다음 중 가는 실선으로 사용되는 선의 용도가 아닌 것은?
1치수를 기입하기 위하여 사용하는 선
2치수를 기입하기 위하여 도형에서 인출하는 선
3지시, 기호 등을 나타내기 위하여 사용하는 선
4형상의 부분 생략, 부분 단면의 경계를 나타내는 선
정답 및 해설

치수 기입, 치수 인출, 지시·기호 표시는 모두 가는 실선의 대표적인 용도이다.

반면 형상의 부분 생략이나 부분 단면의 경계는 파단선이 담당하는 표시로, 자유 실선이나 지그재그선으로 별도로 구분해 다룬다.

문제 18
치수를 기입할 때 주의사항 중 틀린 것은?
1치수 숫자는 선에 겹쳐서 기입한다.
2치수를 공정별로 나누어서 기입할 수도 있다.
3치수 수치는 치수선과 교차되는 장소에 기입하지 말아야 한다.
4가공할 때 기준으로 할 곳이 있는 경우는 그 곳을 기준으로 기입한다.
정답 및 해설

치수 숫자는 치수선과 겹치지 않도록 기입하는 것이 원칙이므로, 선에 겹쳐서 기입한다는 서술은 틀렸다.

치수를 공정별로 나누어 기입하는 것, 치수선과 교차하는 자리를 피해 숫자를 적는 것, 가공 기준면을 기준으로 치수를 기입하는 것은 모두 KS 제도 규칙에 맞는 올바른 방법이다.

문제 19
도면의 척도에 대한 설명 중 틀린 것은?
1척도는 도면의 표제란에 기입한다.
2척도에는 현척, 축척, 배척의 3종류가 있다.
3척도는 도형의 크기와 실물 크기와의 비율이다.
4도형이 치수에 비례하지 않을 때는 척도를 기입하지 않고, 별도의 표시도 하지 않는다.
정답 및 해설

도형이 치수에 비례하지 않을 때는 척도를 기입하지 않는 대신 “NS(Not to Scale)” 같은 표시를 반드시 별도로 해 주어야 하므로, 아무 표시도 하지 않는다는 서술은 틀렸다.

척도를 표제란에 적는 것, 현척·축척·배척 세 종류로 나누는 것, 척도가 도형과 실물의 비율이라는 것은 모두 맞는 설명이다.

문제 20
대상물의 일부를 파단한 경계 또는 일부를 떼어낸 경계를 표시할 때의 선의 종류는?
1가는 실선
2굵은 실선
3가는 파선
4굵은 1점 쇄선
정답 및 해설

대상물의 일부를 파단하거나 떼어낸 경계를 표시할 때는 가는 실선(파단선)을 사용한다.

굵은 실선은 외형선, 가는 파선은 숨은선, 굵은 1점 쇄선은 특수 지정선에 쓰이는 선으로 각각 용도가 다르다.

문제 21
다음 여러 가지 도형에서 생략할 수 없는 것은?
1대칭 도형의 중심선의 한쪽
2좌우가 유사한 물체의 한쪽
3길이가 긴 축의 중간 부분
4길이가 긴 테이퍼 축의 중간 부분
정답 및 해설

정확히 겹치는 대칭 도형이나 긴 축의 중간 부분은 파단·중심선으로 한쪽을 생략해도 형상 파악에 지장이 없다.

그러나 “좌우가 유사한 물체”는 완전히 같은 모양이 아니라 부분적으로만 비슷한 형상이므로, 한쪽을 생략하면 실제로 다른 부분까지 지워져 형상 정보가 소실되어 생략할 수 없다.

문제 22
가공면의 줄무늬 방향 표시기호 중 기호를 기입한 면의 중심에 대하여 대략 동심원인 경우 기입하는 기호는?
1X
2M
3R
4C
정답 및 해설

가공에 의한 줄무늬가 기호를 기입한 면의 중심에 대해 대략 동심원 모양을 이룰 때는 기호 C를 사용한다.

X는 두 방향이 교차하는 줄무늬, M은 여러 방향이 무방향으로 나타나는 줄무늬, R은 중심에 대해 방사형으로 나타나는 줄무늬를 나타내는 기호로 동심원과는 형태가 다르다.

문제 23
그림과 같은 물체를 제3각법으로 옳게 그려진 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

지름이 다른 동심원 두 개를 정면도로 그리고, 그 오른쪽에 왼쪽 변이 짧고 오른쪽 변이 긴 사다리꼴을 우측면도로 놓은 그림이 옳다.

물체는 한쪽 끝이 가늘고 반대쪽이 굵은 원뿔대이다. 축을 앞뒤 방향으로 두면 정면에서는 가까운 작은 원과 그보다 큰 뒤쪽 원이 겹쳐 보이므로 동심원 두 개가 모두 실선이 되고, 오른쪽에서 보면 앞(왼쪽)이 좁고 뒤(오른쪽)가 넓은 사다리꼴이 된다.

제3각법은 본 방향 쪽에 그리는 방식이므로 우측면도를 정면도의 오른쪽에 배치한다.

  • 원을 하나만 그린 그림 — 큰 지름과 작은 지름이 함께 나타나야 원뿔대가 된다.
  • 사다리꼴을 왼쪽, 동심원을 오른쪽에 둔 그림 — 이 배치면 사다리꼴이 정면도가 되어 작은 쪽 원이 큰 끝에 가려지므로 파선이어야 하는데 실선으로 그려져 있다.
문제 24
KS B ISO 4287 한국산업표준에서 정한 “거칠기 프로파일에서 산출한 파라미터”를 나타내는 기호는?
1R-파라미터
2P-파라미터
3W-파라미터
4Y-파라미터
정답 및 해설

KS B ISO 4287 표면거칠기 측정 표준에서 거칠기 프로파일(roughness profile)은 R-파라미터로 표시된다. R은 거칠기 성분만 추출한 프로파일에서 산출되는 파라미터로서 실제 표면 가공 품질 평가에 가장 직접적으로 사용된다.

표면거칠기 프로파일은 세 가지로 구분된다.

  • P-파라미터: 원시 프로파일(primary profile)
  • W-파라미터: 파동 프로파일(waviness profile)
  • Y-파라미터: 표준에 정의되지 않은 기호
문제 25
치수기입의 요소가 아닌 것은?
1숫자와 문자
2부품표와 척도
3지시선과 인출선
4치수 보조 기호
정답 및 해설

부품표와 척도는 도면의 표제란·부품란에 속하는 정보로, 개별 치수를 지시하는 치수기입의 구성 요소는 아니다.

치수를 나타내는 숫자와 문자, 치수를 이끌어내는 지시선·인출선, 지름이나 반지름 같은 치수 보조 기호는 모두 실제 치수기입에 직접 쓰이는 요소이다.

문제 26
표면 거칠기의 값을 나타낼 때 10점 평균 거칠기를 나타내는 기호로 옳은 것은?
1Ra
2Rs
3Rz
4Rmax
정답 및 해설

10점 평균 거칠기를 나타내는 기호는 Rz이다.

Ra는 산술평균거칠기, Rmax는 최대높이거칠기를 나타내는 기호로, 각각 거칠기를 계산하는 방식이 10점 평균거칠기와 다르다.

문제 27
물체의 경사면을 실제의 모양으로 나타내고자 할 경우에 그 경사면과 맞서는 위치에 물체가 보이는 부분의 전체 또는 일부분을 그려 나타내는 것은?
1보조 투상도
2회전 투상도
3부분 투상도
4국부 투상도
정답 및 해설

경사면을 실제의 모양으로 나타내기 위해 그 경사면과 맞서는 위치에서 물체가 보이는 부분을 그려 나타내는 방법은 보조 투상도(auxiliary view)이다.

보조 투상도는 경사면이나 기울어진 면을 정면으로 보기 위해 표준 투상면(정면, 평면, 측면)이 아닌 추가적인 투상면을 설정하여 그 면에 직각으로 투사하는 기법으로, 경사면의 실제 크기와 형태를 왜곡 없이 나타낼 수 있다. 나머지는 모두 다른 목적을 가진다.

  • 회전 투상도: 부품의 회전 상태를 표현한다.
  • 부분 투상도: 일부분만 확대하여 나타낸다.
  • 국부 투상도: 국소적인 부분을 별도로 그려 나타낸다.
문제 28
소결조업 중 수분첨가의 영향으로 틀린 것은?
1미분원료의 응집에 의한 통기성이 향상된다.
2소결층의 더스트(Dust) 흡입 비산을 방지한다.
3소결층 내의 온도 구배를 개선하여 열효율을 높인다.
4배가스(gas) 온도가 하강하여 열효율이 나빠진다.
정답 및 해설

소결조업에서 수분을 첨가하면 배가스의 현열 손실이 줄어 배가스 온도가 낮아지고, 이는 오히려 열효율을 향상시키는 효과이므로 열효율이 나빠진다는 서술은 틀렸다.

수분첨가로 미분 원료가 뭉쳐 의사입자를 이루면 통기성이 좋아지고, 더스트 비산이 줄며, 소결층 내 온도 분포가 고르게 개선되는 것은 모두 실제로 나타나는 긍정적 효과이다.

문제 29
일반적으로 철이 산화 될 때 산소와 닿는 가장 바깥쪽 표면에 생기는 것은?
1FeO
2Fe2O3
3Fe3O4
4FeS2
정답 및 해설

철이 산소와 접촉하여 산화될 때 가장 바깥쪽 표면에 먼저 생성되는 산화물은 Fe₂O₃(산화철(III))이다. 상온 대기 중에서 철 표면의 녹은 주로 Fe₂O₃·xH₂O(수화산화철) 형태이다.

  • FeO: 철의 산화 과정에서 불안정하여 공기 중에서 자동으로 Fe₂O₃로 산화된다.
  • Fe₃O₄: 고온에서 형성되는 중간 산화물이다.
  • FeS₂: 철의 산화물이 아닌 황화물이므로 일반적인 산화 과정에서 생성되지 않는다.

따라서 정상적인 대기 산화 조건에서 철 표면에 생기는 것은 Fe₂O₃이다.

문제 30
균광의 효과로 가장 적합한 것은?
1노황의 불안정
2제선능률 저하
3코크스비 저하
4장입물 불균일 향상
정답 및 해설

균광(均鑛)은 성분과 입도가 제각각인 원료 광석을 층층이 쌓았다가 가로로 헐어 내며 섞어 성분 변동을 줄이고 균일하게 만드는 작업이다. 장입물의 성분이 고르면 노 안의 가스 흐름과 환원이 안정되어 노황이 안정되고, 그 결과 선철 1톤을 만드는 데 드는 코크스비가 낮아진다. 나머지 보기는 모두 균광의 효과와 반대되는 서술로, 균광을 하면 노황은 안정되고 제선 능률은 올라가며 장입물의 불균일은 오히려 줄어든다.

문제 31
소결 완료에서 반광의 입도는 일반적으로 몇 mm이하의 소결광인가?
15
212
324
448
정답 및 해설

소결 완료 후 걸러지는 반광(返鑛)은 일반적으로 입도 5mm 이하인 소결광을 가리키며, 다시 소결원료로 배합되어 재사용된다.

이보다 큰 12·24·48mm 크기는 이미 고로 장입에 적합한 정립 소결광에 해당하므로 반광의 정의에 해당하지 않는다.

문제 32
상부광이 사용되는 목적으로 틀린 것은?
1화격자가 고온이 되도록 한다.
2화격자 면의 통기성을 양호하게 유지한다.
3용융상태의 소결광이 화격자에 접착되지 않게 한다.
4화격자 공간으로 원료가 낙하하는 것을 방지하고 분광의 공간 메움을 방지한다.
정답 및 해설

상부광은 화격자를 보호하기 위한 것으로, 화격자가 고온이 되도록 하는 것은 오히려 상부광 사용 목적과 반대되므로 틀린 서술이다.

실제로 상부광은 화격자 면의 통기성을 유지하고, 용융 상태의 소결광이 화격자에 눌어붙는 것을 막으며, 화격자 틈으로 분광이 낙하하거나 공간을 메우는 것을 방지하는 보호재 역할을 한다.

문제 33
생 펠릿 성형기의 특징이 아닌 것은?
1틀이 필요없다.
2가압을 필요로 하지 않는다.
3연속조업이 불가능하다.
4물리적으로 원심력을 이용한다.
정답 및 해설

생 펠릿(green pellet) 성형기는 회전하는 접시(디스크)나 드럼 안에서 수분을 가한 미분 원료가 굴러다니며 뭉쳐 구슬 모양이 되게 하는 장치로, 원료를 연속으로 공급받아 계속해서 조업할 수 있다. 따라서 연속조업이 불가능하다는 서술은 이 설비의 특징이 아니다. 별도의 틀이 필요 없고 프레스처럼 가압하지 않으며, 회전에 따른 원심력과 수분의 표면장력으로 입자가 굴러 성장한다는 점이 생 펠릿 성형기의 특징이다.

문제 34
다음 중 소결광의 부원료와 가장 거리가 먼 것은?
1규사
2사문암
3생석회
4능철광
정답 및 해설

능철광은 철분을 함유한 철광석 자체(주원료)이지, 소결에 조재 성분을 보태는 부원료가 아니다.

규사와 사문암, 생석회는 각각 SiO2, MgO, CaO 성분을 공급해 소결광의 염기도를 조정하는 대표적인 부원료(조재제)이다.

문제 35
고로 장입 원료 중 미분(微粉)이 많을 때 통기성 악화를 막기 위한 조치로 가장 적합한 것은?
1송풍 온도를 낮추어 노 내를 흐르는 가스의 유속을 줄인다.
2장입 전에 미분을 체질로 걸러 내고 괴성화하여 장입한다.
3코크스 장입량을 줄여 노 내 장입물 층의 두께를 얇게 한다.
4노정 압력을 높여 미분이 노정 가스와 함께 빠져나가게 한다.
정답 및 해설

미분이 많은 원료는 장입물 사이의 틈을 메워 통기성을 떨어뜨리므로, 장입 전에 체질(스크리닝)로 일정 입도 이하의 분을 걸러 내고, 걸러 낸 분광은 소결·펠릿 등으로 괴성화하여 다시 장입하는 것이 기본 대책이다.

이렇게 입도를 고르게 하면 가스가 노 단면에 고르게 흐르고 연진 손실도 줄어 노황이 안정된다.

  • 송풍 온도를 낮추는 것은 노 하부 열을 빼앗아 노황을 나쁘게 할 뿐 통기성 대책이 아니다.
  • 코크스는 노 내 통기성을 확보하는 골격 역할을 하므로 줄이면 오히려 통기성이 나빠진다.
  • 노정 압력을 높이면 가스 유속이 줄어 연진은 감소하지만, 미분을 밖으로 내보내는 조치는 아니다.
문제 36
광석의 입도가 작으면 소결 과정에서 통기도와 소결시간이 어떻게 변화하는가?
1통기도는 악화되고, 소결시간이 단축된다.
2통기도는 악화되고, 소결시간이 길어진다.
3통기도는 좋아지고, 소결시간이 단축된다.
4통기도는 좋아지고, 소결시간이 길어진다.
정답 및 해설

광석 입도가 작아지면 원료층의 공극이 줄어 통기도가 악화되고, 공기 흡인이 느려지면서 소결시간도 길어진다.

문제 37
고로에 장입되는 소결광으로 출선비를 향상시키는데 유용한 자용성 소결광은 어떤 성분이 가장 많이 들어간 것인가?
1SiO2
2Al2O3
3CaO
4TiO2
정답 및 해설

자용성 소결광은 CaO 성분을 많이 배합해 만든 소결광으로, 별도의 매용제 없이도 고로에서 바로 사용할 수 있어 출선비 향상에 유용하다.

SiO2와 Al2O3는 오히려 슬래그양을 늘리는 맥석 성분이고, TiO2는 노저 보호 등 별도 목적으로 첨가되는 성분이어서 자용성의 핵심 성분과는 다르다.

문제 38
고로가스(BFG)의 발열량은 약 몇 kcal/m3인가?
1850
21200
32500
44500
정답 및 해설

고로가스(BFG)는 질소와 이산화탄소 비중이 높아 발열량이 낮은 저품위 가스로, 약 850kcal/m³ 수준이다.

이는 코크스로가스(COG)나 액화석유가스(LPG)에 비해 훨씬 낮은 값으로, BFG는 주로 열풍로 가열이나 보일러 연료 등 저품위 열원으로 활용된다.

문제 39
철광석이 갖추어야 할 성질이 아닌 것은?
1철함량이 많을 것
2유해 불순물이 적을 것
3로 안에서 쉽게 부서질 것
4품질이나 성분이 균일할 것
정답 및 해설

철광석은 노 안에서 쉽게 부서지기보다는 일정한 강도를 유지해야 통기성과 조업 안정성이 확보되므로, 쉽게 부서질 것이라는 서술은 틀렸다.

철 함량이 많고 유해 불순물이 적으며 품질·성분이 균일한 것은 모두 양호한 철광석이 갖추어야 할 조건이다.

문제 40
자철광에 해당하는 분자식은?
1Fe2O3
2Fe3O4
3FeCO3
4Fe2O3ㆍ6H2O
정답 및 해설

자철광에 해당하는 분자식은 Fe3O4이다.

Fe2O3는 적철광, FeCO3는 능철광, Fe2O3·6H2O 형태의 함수산화물은 갈철광에 해당하는 분자식이다.

문제 41
다음 설명 중 소결성이 좋은 원료라고 볼 수 없는 것은?
1생산성이 높은 원료
2분율이 높은 소결광을 제조할 수 있는 원료
3강도가 높은 소결광을 제조할 수 있는 원료
4적은 원료로서 소결광을 제조할 수 있는 원료
정답 및 해설

'분율이 높은 소결광'은 소결광 자체의 품질 특성이지, 원료의 소결성 평가 기준이 아니며, 높은 분율만으로는 원료의 반응성이나 효율성을 보장하지 않으므로 소결성이 좋은 원료의 조건이 될 수 없다.

소결성이 좋은 원료의 조건은 생산성, 강도, 수율 면에서 우수해야 한다는 의미다.

  • 생산성이 높은 원료: 소결성 평가의 직접적 지표이다.
  • 강도가 높은 소결광을 제조할 수 있는 원료: 소결성이 좋은 것을 의미한다.
  • 적은 원료로서 소결광을 제조할 수 있는 원료: 수율이 높다는 의미로, 이 역시 소결성 평가의 중요 항목이다.
문제 42
황화철광에 들어 있는 황(S)이나 비소(As)를 SO2 등의 기체로 날려 보내 제거하기 위하여 공기 중(산화성 분위기)에서 가열하는 배소는?
1환원 배소
2염화 배소
3산화 배소
4황산화 배소
정답 및 해설

산화 배소는 광석을 용융점 이하에서 공기(산화성 분위기) 중에 가열하여 황화물을 산화물로 바꾸면서 황(S)은 SO2로, 비소(As)는 As2O3로 휘발시켜 제거하는 조작이다.

배소는 광석의 산화도를 바꾸거나 유해 성분을 없애는 예비 처리이며, 결정수와 CO2만 제거하는 하소와 구별한다.

  • 환원 배소는 적철광·갈철광을 강자성인 자철광으로 바꾸어 자력 선광을 쉽게 하는 배소이다.
  • 염화 배소와 황산화 배소는 금속을 염화물·황산염으로 바꾸어 침출하기 위한 배소로, 탈황·탈비소가 목적이 아니다.
문제 43
코크스 중에 회분이 7%, 휘발분이 5%, 수분이 4% 있다면 고정탄소의 양은 몇 %인가?
154%
264%
374%
484%
정답 및 해설

코크스의 구성 성분은 회분, 휘발분, 수분, 고정탄소로 이루어지며, 이들의 합은 100%이다. 주어진 조건에서 고정탄소(%) = 100 - (회분 + 휘발분 + 수분) = 100 - (7 + 5 + 4) = 100 - 16 = 84%이다.

문제 44
수분이나 탄산염 광석 중의 CO2 등 제련에 방해가 되는 성분을 가열하여 추출하는 조작은?
1단광
2괴성
3소결
4하소
정답 및 해설

수분이나 탄산염 광석의 CO2처럼 제련에 방해가 되는 성분을 가열하여 제거하는 조작을 하소(calcination)라 한다.

단광과 괴성은 분상 원료를 덩어리로 뭉치는 조작, 소결은 열로 입자를 결합시켜 소결광을 만드는 조작으로, 방해 성분 제거가 목적인 하소와는 공정의 목적 자체가 다르다.

문제 45
괴광을 파쇄·체질(스크린 선별)하여 일정한 입도로 정립한 것으로, 별도의 괴상화 처리 없이 고로에 직접 장입하는 광석은?
1소결광(sinter)
2정광(정립광)
3펠릿(pellet)
4반광(return ore)
정답 및 해설

정광(정립광)은 괴광을 1차 파쇄한 뒤 스크린으로 선별하여 고로 장입에 알맞은 입도로 정립한 광석으로, 소결·펠릿화 같은 괴상화 처리 없이 고로에 직접 장입한다.

스크린 아래로 떨어진 분광은 그대로 장입하면 통기성을 해치므로 소결 원료로 보낸다.

  • 소결광과 펠릿은 분광을 괴상화하여 만든 인공 괴광이다.
  • 반광은 소결광 가운데 규격 이하의 작은 것을 걸러 소결 원료로 되돌리는 것이다.
문제 46
[보기]는 소결장입층의 통기도를 지배하는 식이다. n은 층의 가스류 흐름 상태를 나타내는 값으로 평균값이 얼마일 때 가장 좋은 통기도를 나타내는가? (단, F : 표준상태의 유량, h : 장입층의 높이, A : 흡인면적, s : 부압 이다.)
10.2
20.4
30.6
41.2
정답 및 해설

소결 장입층의 통기도 지수 nn은 가스 흐름이 층류에 가까울수록 n=1n=1, 완전 난류에 가까울수록 n=0.5n=0.5에 근접하는데, 실제 소결조업에서 가장 양호한 통기 상태를 나타내는 nn의 평균값은 0.6 정도로 알려져 있다. 이 값을 기준으로 장입층의 입도 분포와 통기성을 관리하여 소결 생산성을 높인다.

문제 47
고로의 노정 압력을 조절하는 셉텀 밸브(septum valve)에 대한 설명으로 옳은 것은?
1청정 설비를 지난 가스 배관에 설치되어 개도로 노정 압력을 조절한다.
2열풍로와 고로 사이의 열풍 배관에 설치되어 송풍 온도를 조절한다.
3휴풍할 때 송풍기의 바람을 대기로 방출하여 풍압을 낮추는 밸브이다.
4정비 시 가스 배관을 완전히 차단하여 가스 유입을 막는 밸브이다.
정답 및 해설

셉텀 밸브는 노정가스가 청정 설비를 거친 뒤의 가스 배관에 설치되어, 밸브 개도를 조절함으로써 고로의 노정 압력을 제어한다.

고압 조업에서는 노정 압력을 일정하게 유지해야 노황이 안정되므로, 노정 압력 신호에 따라 셉텀 밸브가 자동으로 열리고 닫힌다.

  • 송풍 온도는 열풍로 계통의 혼냉 밸브 등으로 조절하며 셉텀 밸브와 관계없다.
  • 휴풍 시 송풍기의 바람을 대기로 방출하는 것은 스노트 밸브(snort valve)이다.
  • 정비 시 가스 배관을 완전히 차단하는 것은 고글 밸브(goggle valve)이다.
문제 48
소결기 Grate Bar 위에 깔아주는 상부광의 기능이 아닌 것은?
1Grate Bar 막힘 방지
2소결원료의 저부 배출용이
3Grate Bar 용융부착 방지
4배광부에서 소결광 분리용이
정답 및 해설

상부광은 화격자 보호와 소결광 분리에 관여할 뿐, 소결원료를 저부로 배출하는 기능과는 무관하다.

그레이트바의 막힘을 막고 용융물의 부착을 방지하며 배광부에서 소결광이 잘 떨어지도록 돕는 것이 상부광의 실제 기능이다.

문제 49
다음 중 분광석을 괴상화하는 소결설비로 자동화가 가능하며 연속식이며, 대량생산용으로 가장 많이 사용하는 설비는?
1pelletizing식
2GW식(Greenawalt pan)
3DL식(Dwight-Lloyd machine)
4AIB식(Allmanna Inginfors Byron disc)
정답 및 해설

분광석을 괴상화하는 소결설비 중 자동화와 연속 조업이 가능해 대량생산에 가장 널리 쓰이는 것은 DL식(Dwight-Lloyd machine)이다.

GW식은 회분식(배치식) 설비이고, 펠레타이징식과 AIB식은 각각 별도의 조립·조업 방식을 사용해 DL식만큼의 연속 대량생산 체제를 갖추지 못한다.

문제 50
로벽이 국부적을 얇아져서 결국은 로 안으로부터 가스 또는 용해물이 분출하는 것을 무엇이라 하는가?
1로상 냉각
2노저 파손
3적열(hot spot)
4바람구멍류 파손
정답 및 해설

로벽이 국부적으로 얇아져 마침내 노 안의 가스나 용융물이 밖으로 뿜어져 나오는 현상을 적열(hot spot)이라 한다. 노벽 벽돌이 한 곳만 심하게 침식·박리되면 그 부위의 철피가 벌겋게 달아오르고, 더 진행되면 구멍이 뚫려 분출에 이른다. 로상 냉각은 노상부가 식어 용선 온도와 출선 상태가 나빠지는 노황 이상, 노저 파손은 노 바닥 내화물의 손상, 바람구멍류 파손은 송풍구 주변의 손상을 뜻하므로 노벽이 얇아져 생기는 분출과는 다르다.

문제 51
소결원료의 배합시 의사입화에 대한 설명으로 틀린 것은?
1품질이 향상된다.
2회수율이 증가한다.
3생산성이 증가한다.
4원단위가 증가한다.
정답 및 해설

의사입화가 잘 이루어지면 통기성이 좋아져 코크스 등 원단위가 오히려 감소하므로, 원단위가 증가한다는 서술은 틀렸다.

품질 향상, 회수율 증가, 생산성 증가는 의사입화를 통해 실제로 얻어지는 대표적인 효과들이다.

문제 52
다음 중 코크스를 견류하는 과정에 발생되는 가스의 명칭은?
1BFG
2LDG
3COG
4LPG
정답 및 해설

코크스를 건류(고온 건류)하는 과정에서 발생하는 가스는 COG(코크스로가스)이다.

BFG는 고로에서, LDG는 전로(LD 전로)에서 발생하는 가스이고, LPG는 석유를 정제해 얻는 액화석유가스로 코크스 건류와는 발생 공정 자체가 다르다.

문제 53
소결광의 환원분화에 대한 설명으로 옳은 것은?
11,000℃ 이상의 고온 환원 영역에서 가장 심하게 일어난다.
2소결광의 FeO 함량이 높을수록 환원분화가 심해진다.
3400~600℃ 부근의 저온 환원 영역에서 주로 발생한다.
4분화가 심할수록 노 내 통기성이 좋아져 조업이 안정된다.
정답 및 해설

환원분화는 고로 상부의 400~600℃ 저온 환원 영역(특히 500℃ 전후)에서 소결광 중 헤마타이트(Fe2O3)가 마그네타이트(Fe3O4)로 환원될 때 체적 팽창으로 균열이 생겨 가루가 되는 현상이다.

고온이 되면 환원으로 생긴 금속철이 소결되어 분화가 억제되며, 분화 정도는 RDI(환원분화지수)로 관리한다.

  • FeO(마그네타이트)가 많은 소결광은 재산화 헤마타이트가 적어 환원분화가 오히려 줄어든다.
  • 분화가 심하면 분이 늘어 통기성이 나빠지고 노황이 불안정해진다.
문제 54
용광로 제련에 사용되는 분광 원료를 괴상화하였을 때 괴상화된 원료의 구비 조건이 아닌 것은?
1다공질로 노안에서 산화가 잘 될 것
2오랫동안 보관하여도 풍화되지 않을 것
3열팽창, 수축 등에 의해 파괴되지 않을 것
4되도록 모양이 구상화된 형태일 것
정답 및 해설

고로 안에서는 철광석이 환원되어야 하므로, 괴상화 원료가 노 안에서 산화가 잘 되어야 한다는 조건은 제련의 목적과 맞지 않아 틀렸다.

다공질 구조를 유지한 채 오랫동안 보관해도 풍화되지 않고, 열팽창·수축에 파괴되지 않으며, 모양이 구상에 가까운 것은 실제로 괴상화 원료에 요구되는 조건들이다.

문제 55
용광로 조업시 연료비(燃料比)를 저하시키기 위한 조업방법으로 가장 적절한 것은?
1광재량(鑛裁量)을 증가시킨다.
2로내 가스(gas) 이용율을 향상시킨다.
3소결광의 철분(Fe) 함량을 저하시킨다.
4로내의 습분(濕分)을 다량 취입한다.
정답 및 해설

용광로의 연료비를 낮추려면 로내 가스 이용률을 높여 코크스에서 발생한 열과 환원가스를 최대한 활용해야 한다.

광재량을 늘리거나 소결광의 철분 함량을 낮추거나 노내에 습분을 다량 취입하는 것은 오히려 열손실이나 필요 열량을 늘려 연료비를 악화시키는 조작이다.

문제 56
소성 펠릿의 특징을 설명한 것 중 옳은 것은?
1고로 안에서 소결광보다 급격한 수축을 일으킨다.
2분쇄한 원료로 만든 것으로 야금 반응에 민감하지 않다.
3입도가 일정하고 입도 편석을 일으키며, 공극률이 작다.
4황 성분이 적고, 그 밖에 해면철 상태를 통해 용해되므로 규소의 흡수가 적다.
정답 및 해설

펠릿은 분쇄한 철광석 미분을 점결제(주로 벤토나이트)와 섞어 정구형으로 성형한 후 고온에서 소성한 제품으로, 황(S) 함유량이 적고 고로 내에서 해면철 상태를 거쳐 용해되므로 규소(Si)의 불필요한 흡수를 줄일 수 있다.

  • 소결광보다 급격한 수축: 오류인데, 펠릿은 소결광보다 수축이 덜 일어나 고로 내 균일한 침하를 유지한다.
  • 야금 반응에 민감하지 않음: 틀렸는데, 펠릿은 세립 원료로 만들어져 야금 반응에 매우 민감하다.
  • 입도 편석을 일으키며 공극률이 작음: 잘못되었는데, 펠릿은 입도가 균일하고 입도 편석을 일으키지 않으며 공극률도 소결광보다 적절한 수준을 유지한다.
문제 57
제선 작업장에서 송기 마스크를 착용해야 하는 작업 환경으로 가장 적절한 것은?
1분진이 많이 발생하는 원료 파쇄 작업장
2산소 농도가 18% 미만인 밀폐 공간
3소음이 심한 송풍기·압축기실
4복사열이 강한 출선구 앞 작업장
정답 및 해설

송기 마스크는 호스나 공기통으로 외부의 신선한 공기를 공급하는 호흡용 보호구로, 주위 공기를 걸러서 쓰는 방진·방독 마스크와 달리 산소 농도 18% 미만의 산소 결핍 장소나 고농도 유해 가스가 있는 밀폐 공간에서 사용한다. 방독 마스크는 산소가 부족한 곳에서는 효과가 없어 질식 위험이 있다.

  • 분진이 많은 파쇄 작업장에서는 방진 마스크를 쓴다.
  • 소음이 심한 곳에서는 귀마개·귀덮개를, 복사열이 강한 곳에서는 방열복·차광 보안경 등을 착용한다.
문제 58
소결광을 고로에 사용했을 때의 장점에 해당되지 않는 것은?
1원료비 절감
2피환원성 향상
3코크스연소 촉진
4용선성분 안정화
정답 및 해설

소결광 사용의 대표적 장점은 원료비 절감, 피환원성 향상, 용선 성분 안정화이며, 코크스 연소 자체는 풍구에서의 별도 반응이어서 소결광 사용과 직접적인 인과 관계가 없다.

따라서 코크스 연소를 촉진한다는 서술은 소결광의 실제 장점으로 보기 어렵다.

문제 59
소결광의 환원분화를 조장하는 화합물은?
1페이어라이트(Fayalite)
2마그네타이트(Magnetite)
3칼슘페라이트(Calcium Ferrite)
4재산화 해머타이트(Hematite)
정답 및 해설

소결광의 환원분화는 고로 상부의 400~600℃ 저온 환원대에서 헤마타이트가 마그네타이트로 환원될 때 결정 구조가 바뀌면서 부피가 늘어 균열이 생기고 가루가 되는 현상이다. 소결 과정의 냉각 중에 다시 산화되어 생긴 재산화 헤마타이트는 침상으로 자라 이 체적 변화에 특히 약하므로 환원분화를 가장 크게 조장한다.

페이어라이트·마그네타이트·칼슘페라이트는 소결광의 결합상이거나 이미 환원이 진행된 상으로, 환원분화를 키우는 쪽이 아니라 강도를 유지하는 역할을 한다.

문제 60
소결설비 중 윈드 박스(wind box)의 역할은?
1흡인장치
2점화장치
3집진장치
4파쇄장치
정답 및 해설

소결기의 윈드박스(wind box)는 소결대 하부에서 공기를 빨아들여 소결층 내부로 통기시키는 흡인장치이다.

점화장치는 소결원료 표면에 불을 붙이는 설비, 집진장치는 분진을 포집하는 설비, 파쇄장치는 원료나 소결광을 잘게 부수는 설비로 윈드박스의 흡인 기능과는 역할이 다르다.