17년 1회차

두랄루민은 열처리(용체화·시효)에 의해 경화되는 석출경화형 합금이므로 단조경화 합금이 아니다. 단조경화 합금은 냉간 가공에 의해서만 경화되는 합금(예: 순알루미늄, Al-Mg 합금)을 지칭한다.

두랄루민은 Al-Cu 계 합금으로, 우수한 강도와 경량성이 필요한 항공기 재료로 사용된다.

• 용체화처리는 고온에서 Cu를 고용시킨 후 급냉하여 과포화 고용체를 만드는 핵심 열처리 공정이다.
• 상온시효처리(자연시효)는 실온에서 시간 경과에 따라 강도가 증가하는 두랄루민의 특성이다.
• 알루미늄 합금은 정의 그 자체다.

기체 급랭법은 금속을 기체 상태로 만든 후 극도로 빠르게 냉각하여 결정화를 억제하는 제조 방법으로, 진공 종착법과 스퍼터링법이 대표적이다. 이렇게 빠른 냉각 속도(초당 수백만~수억도)에서는 원자들이 규칙적인 결정 구조를 형성할 시간이 없어 무질서한 원자 배열을 가진 상태로 고체화되는데, 이것이 바로 비정질 합금(amorphous alloy)의 특징이다.

• 제진 합금은 감쇠 특성이 우수한 합금이지만 이 방법의 필수 결과물은 아니다.
• 초전도 합금이나 형상 기억 합금은 다른 제조 방법이나 특정 조성을 필요로 하므로 기체 급랭법의 직접적 산물이 아니다.

순철은 온도에 따라 결정구조가 바뀌는 동소체를 가지며, 저온부터 α-Fe(체심입방)·γ-Fe(면심입방)·δ-Fe(체심입방)의 순서로 변태한다.

β-Fe는 자기적 성질만 바뀌는 구간을 부르던 옛 명칭이고 ϵ-Fe·ξ-Fe·η-Fe·λ-Fe·ρ-Fe·ω-Fe 등은 순철의 실제 동소체가 아니므로, 제시된 조합 중에서는 α, γ, δ-Fe로 이루어진 조합만 옳다.

슬립이 진행될수록 결정은 가공경화되어 변형이 오히려 어려워진다.

슬립면을 따라 전위가 이동하면서 서로 얽혀 전위 밀도가 높아지기 때문에, 변형이 쌓일수록 재료는 단단해지고 추가 변형에 필요한 힘도 커진다.

• 슬립은 원자 밀도가 가장 큰 격자면에서, 그리고 원자 밀도가 최대인 방향으로 잘 일어난다.
• 다결정에서는 결정립마다 슬립 방향이 달라 외력이 가해질 때 서로 간섭을 일으킨다.

탄소(C)와 규소(Si) 함유량에 따라 주철의 조직 변화를 나타낸 도표는 마우러조직도이다.

하드필드강은 고망간강의 상표명이고, 불스아이 조직은 구상흑연주철에서 페라이트가 흑연을 둘러싼 조직을 가리키며, 미하나이트주철은 접종으로 조직을 미세화한 주철의 한 종류일 뿐 C·Si 함유량과 조직의 관계를 나타내는 도표는 아니다.

망간(Mn)은 경도와 강도를 크게 향상시켜 내마멸성을 증가시키며, 적열 메짐(hot shortness) 현상을 방지하는 대표적인 합금 원소다. 적열 메짐은 고온에서 강도가 급격히 저하되는 현상인데, Mn이 황(S) 같은 불순물과 결합하여 이를 제거함으로써 방지한다. Ni는 인성과 저온 강인성 향상, Si는 강도와 경도 증가, Mo는 경도와 열강도 향상에 주로 기여하지만 적열 메짐 방지 효과는 Mn에 미치지 못한다.

냉각 중인 용융액에서 두 개의 고체가 동시에 정출되는 반응은 공정(共晶) 반응이다.

• 포석 반응은 냉각 중 고체와 고체가 반응해 다른 고체 하나가 되는 반응이다.
• 포정 반응은 냉각 중 액체와 고체가 반응해 새로운 고체 하나가 되는 반응이다.
• 공석 반응은 하나의 고체가 냉각되며 두 개의 고체로 분해되는 반응으로, 용융액이 아닌 고체 상태에서 일어난다.

초초두랄루민은 고강도 알루미늄 합금으로서 알루미늄 합금 중에서 최고의 강도를 가지므로 'AI 합금중에서 최저의 강도를 갖는다'는 틀렸다.

• 초초두랄루민을 영어로 Extra Super Duralumin의 약자 ESD 합금이라 하는 것이 맞다.
• 자연균열(시효균열) 경향을 억제하기 위해 Cr(크롬) 또는 Mn(망간)을 첨가하는 것이 정확하다.
• 성분 조성 Al-1.5~2.5%Cu-7~9%Zn-1.2~1.8%Mg-0.3~0.5%Mn-0.1~0.4%Cr도 초초두랄루민의 표준 조성과 일치한다.

구리의 물리적·화학적 특성을 검토하면, 1번 구리는 자성을 띠지 않는 비자성체이고, 2번 전기전도율은 은(Ag) 다음으로 우수하며, 3번 공기 중에서 산화되어 녹청(검은색 또는 암적색)이 형성되는 것이 모두 맞다. 그러나 4번은 구리의 결정구조는 면심입방격자(FCC)이며 동소변태점이 존재하지 않는다는 점에서 오류다. 구리는 상온에서 안정한 구조가 면심입방격자 하나뿐이고, 철처럼 결정구조가 변하는 동소변태 현상이 일어나지 않는다.

구조용 합금강은 기어, 축, 연결봉 등 기계 부품의 주요 구조재로 사용되며, 고속도강은 공구용 합금강으로 분류된다. 침탄강·강인강·질화강은 모두 표면 경화 처리나 강인성 향상을 목적으로 하는 구조용 합금강이지만, 고속도강(HSS)은 절삭 공구의 날 부분에 사용되는 공구강으로, 극도의 경도와 내열성이 요구되어 구조용 합금강과 용도와 성질이 전혀 다르다.

탄소강의 5대 원소는 C, Si, Mn, P, S이며, Al은 이에 포함되지 않는다.

Al은 탈산이나 결정립 미세화 목적으로 소량 첨가되는 특수 원소일 뿐, 탄소강에 기본적으로 함유되는 5대 원소로는 분류되지 않는다.

베어링용 합금은 축과의 마찰계수가 작고 마모에 견디는 저항력이 커야 하므로, 마찰계수가 크고 저항력이 작아야 한다는 설명은 옳지 않다.

• 충분한 점성과 인성을 가져야 충격에 견딜 수 있다.
• 내식성과 내소착성이 좋아야 축과 눌어붙지 않는다.
• 하중을 지지할 수 있는 경도와 내압력을 가져야 한다.

황동(brass)은 구리와 아연을 주성분으로 하는 합금이며, 톰백은 구리에 아연을 8~20% 정도 넣은 황동으로 금빛을 띠어 장식품·모조금 등에 쓰인다.

• 질화강은 강 표면에 질소를 침투시켜 굳힌 표면경화용 특수강이다.
• 스텔라이트는 코발트·크롬·텅스텐계 주조경질합금으로 절삭공구 재료로 쓰인다.
• 화이트 메탈은 주석·납·안티몬을 주로 하는 베어링용 합금이다.

쌍정 변형이 일어나면 경계면을 기준으로 변형된 부분과 변형되지 않은 부분이 대칭을 이루는 것이 특징이다.

• 슬립은 원자 밀도가 가장 큰 방향과 격자면에서 잘 일어난다.
• 쌍정에 의한 변형량은 슬립에 의한 변형량보다 훨씬 작다.

제진합금의 진동 감쇠는 결정립계·쌍정 경계나 전위의 이동 등에 의해 일어나는 것이 일반적이며, 마텐자이트 변태와 같다는 설명은 옳지 않다.

• Mg-Zr, Mn-Cu 등은 실제로 쓰이는 제진 합금이다.
• 제진 재료는 소음·진동을 흡수·제어하기 위해 사용된다.
• 두드려도 소리가 잘 나지 않는 합금이라는 설명도 제진 합금의 특징에 해당한다.

치수숫자와 함께 쓰는 보조기호는 지름 ø, 반지름 R, 정사각형 □ 등이며, Y는 이러한 치수 보조 기호로 쓰이지 않는다.

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.

투상선이 투상면에 수직으로 평행하게 투사되어 물체의 모양과 크기를 가장 정확히 나타내는 방법은 정투상법이다.

• 사투상법은 투상선이 투상면에 경사지게 입체감을 주는 방법이다.
• 등각투상법과 부등각투상법은 하나의 그림에 입체감을 살려 나타내는 방법으로 실치수를 그대로 나타내지는 못한다.

기계 기본, 기계요소, 공구 및 공작기계 등 기계 분야를 규정하는 KS 부문 기호는 KS B이다.

KS A는 기본(통칙), KS C는 전기·전자, KS D는 금속 분야를 규정한다.

유니파이 보통나사는 UNC로 표시하며, 유니파이 가는나사는 UNF로 표시한다.

TM은 미터 사다리꼴나사, TW는 사다리꼴나사 계열의 기호로 유니파이 나사와는 다른 규격이다.

그림의 기호는 M 이므로, 가공에 의한 컷의 줄무늬가 여러 방향으로 교차하거나 방향이 없는 상태를 뜻한다.

표면의 결 표시에서 줄무늬 방향 기호는 다듬질 자국이 어느 쪽으로 나 있는지를 나타낸다. 래핑처럼 여러 방향으로 문질러 가공하여 자국의 방향이 일정하지 않은 면에 M 을 쓴다.

나머지 방향을 뜻하는 기호는 따로 있다.

• 기호를 기입한 그림의 투상면에 평행하면 =, 직각이면 ⊥ 를 쓴다.
• 면의 중심에 대하여 거의 동심원 모양이면 C, 거의 방사 모양이면 R 을 쓴다.

회전 운동과 직선 운동을 서로 변환하는 기계요소는 래크와 피니언이다. 피니언(작은 원형 기어)이 회전하면 래크(직선 톱니 형태)가 직선으로 움직이고, 반대로 래크를 직선 운동시키면 피니언이 회전한다. V벨트는 두 축 사이의 회전 운동 전달, 원뿔키와 스플라인은 축과 허브 사이의 토크 전달 요소로서 운동 형태 변환과는 무관하다.

제도 용지의 세로와 가로 비는 1 : √2이며, 1:2라는 설명은 옳지 않다.

• 제도 용지는 A열 용지 사용이 원칙이다.
• 도면의 크기는 사용한 용지의 크기로 나타낸다.
• 큰 도면을 접을 때는 표제란이 겉으로 보이도록 A4 크기로 접는다.

모듈은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값이다.

피치원 지름 100mm를 잇수 20개로 나누면 $m = \dfrac{100}{20} = 5$이므로, 이 기어의 모듈은 5이다.

치수 보조 기호에서 C는 45도 모따기, SR은 구의 반지름을 나타낸다.

구의 지름은 별도로 Sø로 표기하므로, C를 원호로 SR을 구의 지름으로 설명한 내용은 옳지 않다.

A3 용지의 면적은 A4 용지의 2배이다.

KS(및 ISO) A계열 용지는 긴 변을 절반으로 접을 때마다 다음 호수가 되도록 정해져 있어, 호수가 한 단계 커질 때마다 면적이 정확히 2배씩 늘어난다.

즉 A4 용지 두 장을 나란히 이어 붙인 크기가 A3 한 장과 같고, 대응하는 변의 길이는 $\sqrt{2}$배가 된다.

10점 평균 거칠기를 나타내는 기호는 R_z이다.

R_a는 산술평균거칠기, R_max는 최대높이거칠기를 나타내는 기호로, 각각 거칠기를 계산하는 방식이 10점 평균거칠기와 다르다.

피환원성은 철광석이 환원되기 쉬운 정도를 뜻하므로, 환원가스가 광석 속까지 잘 침투하고 반응 면적이 넓을수록 좋아진다.

• 기공률이 크면 환원가스가 광석 내부로 쉽게 들어가 피환원성이 좋아진다.
• 산화도가 높은 광석은 자철광 계열보다 환원이 쉬워 피환원성이 좋다.
• 입도가 작으면 가스와 닿는 표면적이 넓어져 피환원성이 좋아진다.

반대로 강도를 크게 하면 조직이 치밀해져 가스 침투가 어려워지므로 피환원성은 오히려 나빠진다.

공석반응은 약 727℃(A₁ 변태점)에서 0.76%C 오스테나이트(γ)가 페라이트(α)와 시멘타이트(Fe₃C)로 동시에 분해되는 고상 반응으로, 생성 조직은 펄라이트이다.

공석(共析)은 하나의 고상에서 두 고상이 석출되는 것이고, 액상에서 두 고상이 동시에 정출되는 것은 공정(共晶)이다.

• 용융액에서 두 고상이 동시에 정출되는 것은 공정반응이며, Fe-C계에서는 약 1,148℃에서 일어난다.
• 레데뷰라이트는 공정반응으로 생기는 오스테나이트+시멘타이트의 공정 조직이다.

슬립은 결정 내의 전위가 이동하면서 원자 밀도가 큰 특정 결정면(슬립면)이 그 면 위의 조밀한 방향으로 미끄러져 일어나는 소성변형이다.

슬립이 진행되면 전위가 늘어나 서로 얽히므로 금속은 가공경화되어 변형 저항이 커진다. 또 슬립계가 많은 면심입방격자(FCC) 금속이 슬립계가 적은 조밀육방격자(HCP) 금속보다 연성이 크다.

• 거울 대칭으로 방위가 바뀌는 변형은 슬립이 아니라 쌍정(twin)이다.
• 슬립이 계속되면 연화가 아니라 경화되어 변형이 어려워진다.
• 슬립계가 많을수록 연성이 크다.

애시큘러(acicular) 주철은 보통 주철에 Ni·Mo 등을 첨가하여 주조 상태에서 기지가 침상의 베이나이트 조직이 되도록 한 주철로, 강인하고 내마멸성이 커서 크랭크축·캠축·실린더 등에 쓰인다.

• 칠드 주철은 표면만 급랭하여 시멘타이트(백선) 층을 만든 것이다.
• 미하나이트 주철은 접종으로 흑연을 미세화한 펄라이트 기지의 고급 주철이다.
• 가단 주철은 백주철을 열처리하여 인성을 준 것으로 기지는 페라이트 또는 펄라이트이다.

탄소강은 탄소량이 적은 쪽부터 극연강 → 연강 → 반연강 → 반경강 → 경강 → 최경강 순으로 분류한다.

대표값은 극연강 0.12% 이하, 연강 0.13~0.20%, 경강 0.40~0.50%, 최경강 0.50~0.70%이며, 탄소가 많을수록 강도·경도는 커지고 연신율은 줄어든다.

최경강은 인장강도가 약 590~690 MPa로 축·기어·레일·스프링처럼 강도가 필요한 부품에 쓰인다.

규소(Si)는 주철의 흑연화 촉진 원소로, 함유량이 늘수록 Fe-C 상태도의 공정점이 저탄소 쪽으로 이동한다. 공정 탄소량은 대략 $4.3 - \dfrac{\mathrm{Si} + \mathrm{P}}{3}$ (%)로 낮아지고, 오스테나이트에 고용되는 탄소량도 감소한다.

탄소당량은 $\mathrm{CE} = \mathrm{C} + \dfrac{\mathrm{Si} + \mathrm{P}}{3}$ 이므로 Si가 늘면 탄소당량은 오히려 커진다.

• Si는 시멘타이트를 불안정하게 하여 흑연 정출을 촉진하므로 백주철이 아니라 회주철이 되기 쉽다.
• Si는 용융점을 낮추고 유동성을 좋게 하여 주조성을 개선한다.
• 탄소당량은 감소가 아니라 증가한다.

최경강은 탄소 0.50~0.70% 범위의 탄소강으로 인장강도가 590~690 MPa 정도이며, 축·기어·레일·스프링처럼 높은 강도가 요구되는 부품에 쓰인다.

탄소 함유량에 따른 분류는 극연강(0.12% 이하) → 연강(0.13~0.20%) → 반연강(0.20~0.30%) → 반경강(0.30~0.40%) → 경강(0.40~0.50%) → 최경강(0.50~0.70%) 순으로 탄소가 많아진다.

• 0.13~0.20%는 연강으로 볼트·리벳·건축용 철골에 쓰인다.
• 0.30~0.40%는 반경강, 0.80~1.50%는 탄소공구강의 영역이다.

구멍 기준식에서 축의 공차역 기호가 a~h이면 축이 구멍보다 항상 작아 헐거운 끼워맞춤, js~n이면 틈새와 죔새가 모두 생길 수 있는 중간 끼워맞춤, p 이후이면 항상 죔새가 생기는 억지 끼워맞춤이 된다. 따라서 H7/g6이 헐거운 끼워맞춤이다.

• H7/k6은 중간 끼워맞춤으로 틈새나 죔새가 생길 수 있다.
• H7/p6과 H7/u6은 억지 끼워맞춤으로 항상 죔새가 생긴다.

결정수와 CO₂를 제거할 목적으로 금속 원소와 산소의 반응이 거의 일어나지 않는 온도에서 처리하는 공정은 하소(calcination)이다.

배소는 산화 등의 화학반응을 동반하는 열처리이고, 부유선광법과 비중선광법은 입도·비중 차이를 이용한 물리적 선별 방법으로 결정수 제거와는 관련이 없다.

나사를 축 방향에서 보면 골지름은 가는 실선으로 원둘레의 약 3/4만 그린 원으로 나타내며, 나머지 1/4은 비워 둔다.

나사 도시에서 수나사의 바깥지름과 암나사의 안지름은 굵은 실선, 수나사·암나사의 골지름은 가는 실선으로 그리는 것이 원칙이고, 완전 나사부와 불완전 나사부의 경계는 굵은 실선으로 긋는다.

• 굵은 실선의 완전한 원은 수나사의 바깥지름(또는 암나사의 안지름)을 나타낸다.
• 파선은 보이지 않는 부분에 쓰는 선이며, 가는 1점 쇄선은 중심선에 쓴다.

미환원의 철·규소·망간이 직접환원을 받는 곳은 그림에서 가장 아래 구간 D, 곧 용해대이다.

그림은 고로를 세로로 자른 단면으로, 위에서부터 노구 쪽 좁은 부분이 A, 아래로 넓어지는 샤프트 부분이 B, 지름이 가장 큰 원통 부분이 C, 그 아래 다시 좁아지는 부분이 D 로 나뉘어 있다.

A 는 장입물의 수분을 날리고 데우는 예열대, B 는 $\mathrm{CO}$ 가스가 철산화물을 환원하는 간접환원대, C 는 환원된 철에 탄소가 스며드는 가탄대이다.

가장 뜨거운 D 에서는 아직 환원되지 않은 $\mathrm{FeO}$, $\mathrm{SiO_2}$, $\mathrm{MnO}$ 가 고체 탄소와 직접 반응하여 환원되면서 함께 녹아내리므로 이 부분을 용해대라 한다.

냉입 사고는 노 안이 비정상적으로 냉각되며 발생하는데, 연료 취입을 늘려 노 내 열 밸런스를 회복시키는 조치는 냉입을 막기 위한 대응에 해당하므로 냉입 사고의 발생 원인과는 거리가 멀다.

• 풍구·냉각반 파손으로 노 안에 물이 들어가면 급격한 냉각이 일어난다.
• 날바람·박락 등 노황 부조는 노 안의 열적 균형을 무너뜨린다.
• 돌발 휴풍이 길어지면 노 안의 온도가 떨어져 냉입으로 이어질 수 있다.

탈산 구리는 용해 중 흡수한 산소를 인(P)으로 탈산해 산소를 0.01% 이하로 낮춘 구리로, 산소가 거의 없어 고온에서 수소와 만나도 수증기가 생기지 않으므로 수소 취성이 없고 용접성이 좋다.

다만 남아 있는 인이 전기의 흐름을 방해하여 전도율은 전기 구리(전해 인성 구리)보다 낮으며, 전선보다는 판·관·용접 구조물에 쓰인다.

• 산소를 0.1% 이상 함유하는 것이 아니라 0.01% 이하로 억제한 것이 탈산 구리이다.
• 진공 중에서 용해·주조하여 만드는 것은 탈산제를 쓰지 않는 무산소 구리이다.

체심입방격자는 꼭짓점 8개(각 1/8)와 중심 1개로 단위격자당 원자 수가 2개이고, 면심입방격자는 꼭짓점 8개(각 1/8)와 면심 6개(각 1/2)로 4개이다.

계산하면 BCC는 $8\times\dfrac{1}{8}+1=2$, FCC는 $8\times\dfrac{1}{8}+6\times\dfrac{1}{2}=4$가 된다.

• 1개는 단순입방격자의 원자 수이다.
• 6개는 조밀육방격자(HCP)의 원자 수이며, 8개에 해당하는 기본 격자는 없다.

내열강은 열팽창에 의한 변형이 작아야 반복 가열·냉각 중에도 치수와 형상을 유지할 수 있다.

내열강의 구비조건은 고온에서 기계적 성질(크리프 강도)이 우수할 것, 조직이 안정할 것, 열팽창 변형이 작을 것, 화학적으로 안정하여 산화·부식에 강할 것이다.

• 산화 스케일이 잘 생기는 것은 고온 내산화성이 나쁘다는 뜻이므로 내열강의 조건에 어긋난다.
• 고온에서 조직 변태가 활발하면 강도·치수가 변하므로 조직은 안정해야 한다.
• 크리프 변형이 빠르면 고온 강도가 낮은 것이므로 크리프 저항이 커야 한다.

뜨임 메짐을 방지하는 대표적인 원소는 몰리브덴(Mo)이다. Mo 는 담금질 깊이(경화능)를 깊게 하고 고온 강도와 크리프 저항·내식성을 높이며, 그 작용은 W 과 비슷하나 효과는 약 2배이다.

Cr 강이나 Ni-Cr 강은 뜨임 후 서랭하면 충격값이 떨어지는 뜨임 메짐이 생기기 쉬운데, Mo 를 소량 첨가하면 이를 막을 수 있어 Cr-Mo 강, Ni-Cr-Mo 강이 널리 쓰인다.

• Mn 은 뜨임 메짐을 오히려 조장하는 원소이다.
• Sn 과 Sb 는 P 와 함께 결정립계에 편석하여 뜨임 메짐을 일으키는 유해 불순물이다.

탄소강 중의 Cu 는 소량으로도 대기 중 내식성을 뚜렷이 높이는 원소로, 내후성 강에 Cu 를 첨가하는 것이 그 예이다.

Cu 는 또한 강도·경도·탄성한도를 높이고 Ar₁ 변태점을 낮추지만, 함량이 많으면 열간 압연 때 표면에 균열을 일으키는 원인이 되므로 보통 소량으로 제한한다.

• Cu 는 Cr·W·Mo 와 달리 탄화물을 만들지 않는 원소이다.
• 변압기 철심용 규소강판의 자기 특성을 높이는 원소는 Si 이다.
• 열간 압연 균열을 막는 것이 아니라 오히려 그 원인이 된다.

참고 치수는 치수 숫자를 괄호 ( ) 안에 넣어 기입한다. 참고 치수는 다른 치수로 이미 정해지는 값을 참고로 보여 주는 것이어서 검사 대상이 되지 않는다.

치수 숫자에 밑줄을 그으면 비례척이 아닌 치수, 사각형 틀로 둘러싸면 이론적으로 정확한 치수를 뜻하므로 참고 치수 표시와 구별해야 한다.

• 밑줄은 도형의 크기와 비례하지 않는 치수를 나타낸다.
• 사각형 틀은 이론적으로 정확한 치수에 쓴다.
• 기호 C 는 45° 모따기를 나타내는 치수 보조 기호이다.

고로용 철광석은 철 함유량이 높고 적정한 입도와 물리적 성질을 갖추어야 하지만, '산화력'은 철광석 자체에 요구되는 구비조건이 아니므로 옳지 않다.

열풍로 축열실의 내화벽돌은 축열과 방열을 반복하므로 열전도율이 좋아야 열을 빠르게 저장·방출할 수 있다.

비열이 낮으면 열을 적게 저장하고, 비중이 지나치게 낮거나 가공율이 과도하게 높으면 강도와 내구성이 떨어지므로 이러한 조건들은 옳지 않다.

유동로에서 가스흐름을 고르게 분산하고 장입물을 균일하게 유동화시키려면 분산판 노즐(Nozzle)을 통해 고속의 가스 유속을 형성해야 한다.

분산판 노즐은 유동로 하부에 설치되어 공기공급관으로부터 들어오는 가스를 여러 개의 작은 구멍을 통해 분산시켜 균일한 유속 분포를 만들고, 이를 통해 로 내 장입물 전체가 고르게 부상·유동화된다. 나머지 장치는 각각 다른 역할을 한다.

• 딥 레그는 재순환 입구이다.
• 친니스 햇은 유동면의 급상승을 억제하는 구조이다.
• 가이드 파이프는 물질 낙하 통로이다.

재해 누발자 중 미숙성 누발자는 작업 환경에 아직 익숙하지 못해 재해를 반복적으로 겪는 경우를 말한다.

심신의 근심, 기계설비의 결함, 주의력 집중을 흐트러뜨리는 환경은 각각 상황성 누발자나 설비적 원인에 가까운 내용이다.

미립자를 물에 넣고 부선제로 기포를 발생시켜 광물과 맥석을 분리하는 방법은 부유 선광이다.

광물 표면의 젖음성(소수성) 차이를 이용해 기포에 달라붙어 떠오르는 유효 광물과 가라앉는 맥석을 갈라내며, 미세하게 분쇄한 광석에 주로 적용한다.

• 자력 선광은 광물의 자성 차이를 이용한다.
• 중액 선광은 비중이 큰 매질 속에서 뜨고 가라앉는 차이를 이용한다.
• 비중 선광은 물속에서의 침강 속도 차이를 이용한다.

코크스로에서 발생하는 코크스로가스(COG)는 수소(H₂)가 가장 많은 비중을 차지하는 성분이다.

CO 등도 포함되지만 함유량은 H₂보다 적고, O₂와 N₂는 미량만 섞여 있다.

고로에서 풍구로 불어넣은 열풍이 코크스를 태우면서 풍구 앞에 빈 공간을 만드는데, 이 레이스웨이(race way)가 생기는 구역이 연소대이다.

• 예열대는 노 상부에서 장입물이 상승가스에 데워지는 구역이다.
• 용융대는 장입물이 녹아내리는 구역으로 풍구보다 위쪽에 있다.
• 노상부는 풍구 아래에서 용선과 슬래그가 고이는 곳으로 연소가 일어나는 구역이 아니다.

순철은 가열 중 약 1,400℃(A₄점, 정확히는 1,394℃)에서 면심입방격자(FCC)의 γ철이 체심입방격자(BCC)의 δ철로 바뀌는 동소변태를 일으킨다.

따라서 상온에서 가열할 때 순철의 결정구조는 α(BCC) → γ(FCC) → δ(BCC) 순으로 변하며, 두 동소변태점은 각각 A₃(약 910℃)와 A₄이다.

• 체심입방격자의 α철이 면심입방격자의 γ철로 변하는 것은 약 910℃의 A₃ 변태이다.
• 강자성에서 상자성으로 바뀌는 자기변태(A₂)는 약 768℃에서 일어난다.
• δ철이 녹아 액체가 되는 것은 약 1,538℃의 용융이다.

고로의 고압조업은 가스 흐름을 안정시켜 출선량 증대, 연진 감소, 코크스비 감소 등의 효과를 가져오지만, 황(S) 함유량이 높은 용선의 생산을 늘리는 효과는 없다.

노벽 연와의 침식이 심할 때는 냉각반 교체, 부정형 내화재 압입, 가스 흐름을 중심으로 모으는 조업 등으로 노체를 보호하지만, 고온조업은 오히려 침식을 촉진하므로 이 시기의 조치로 옳지 않다.

용선 중 Si는 노상 온도가 높을수록 SiO₂의 환원이 활발해져 많아지므로, Si를 낮추려면 노상열을 낮추는 저온 조업을 한다.

• 조업속도를 낮추면 노 안에 열이 쌓여 노열이 올라가므로 Si는 오히려 높아진다.
• 광재의 염기도를 낮추면 슬래그 중 SiO₂의 환원이 쉬워지므로, 염기도는 높이는 쪽이 Si 저하에 유리하다.
• 철광석량을 줄이면 코크스 비율이 상대적으로 커져 노열이 올라가므로 Si 저하에 역효과이다.

간접 환원을 수행하는 것은 기체 상태의 일산화탄소(CO)이지, 액체 탄소가 아니므로 '연소 가스는 액체 탄소로서 선철 성분을 간접 환원 시킨다'는 틀렸다. 제선로 내에서 철광석의 간접 환원은 기체 CO가 담당하며, 액체 탄소는 존재하지 않는다.

코크스는 제철 원료로서 환원제·열원·틀의 역할을 한다.

• 코크스 연소 가스(CO)는 철광석을 화학적으로 간접 환원한다.
• 코크스 중 일부는 선철에 용해되어 탄소 성분이 된다.
• 코크스는 바람 구멍(blowpipe) 앞에서 연소하여 제선로에 필요한 열을 공급한다.

벨레스 장입장치의 구동부(기어박스)는 노정의 고온 가스와 분진에 노출되므로 평소 냉각수를 순환시켜 보호하고, 정전으로 순환수 펌프가 멈추면 질소가스를 공급하여 냉각·보호한다.

질소는 불활성이어서 구동부 안에서 고로가스와 섞여도 폭발 위험이 없고, 내부를 가압하여 고온 가스의 침입도 막아 준다.

• 구동부를 개방하면 고온 가스와 분진이 그대로 들어가 기어와 윤활유를 손상시킨다.
• 구동부 내부 압력은 노정 압력보다 높게 유지하여 노정가스가 들어오지 못하게 한다.
• 압축공기를 넣으면 고로가스(CO)와 섞여 폭발 위험이 있으므로 사용하지 않는다.

코크스의 반응성(Reactivity Index, RI)은 코크스가 CO₂와 반응하여 감량되는 정도를 나타내는 지표로, 다음 식으로 정의된다:
$RI = \frac{\Delta m}{m_0} \times 100$
또는
$RI = \frac{m_0 - m_f}{m_0} \times 100$
(여기서 m₀는 초기 코크스 질량, Δm 또는 m₀−m_f는 반응 후 감량된 질량)

코크스 반응성은 초기 질량 대비 손실량의 백분율로 표현되며, 반응성이 높을수록 코크스의 품질이 낮다.

고로에 장입된 원료는 하강하면서 예열 → 환원 → 용해의 순서로 변화를 겪는다.