[압연기능장 필기] 14년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

롤의 평행도 불량이나 슬래브의 편열 등으로 통판 중 판이 폭 방향 한쪽으로 치우치는 현상은 Wedge이다. Body crown은 판 중앙부의 두께가 가장자리보다 두꺼운 형상, Edge drop은 판 가장자리 두께 감소, High spot은 국부적인 돌출 결함을 의미한다.

강관의 교정 작업에는 롤식 교정기, 프레스식 교정기, 경사롤식 교정기가 사용된다. 만네스만 교정기는 강관의 교정기가 아니라 강관을 제조하는 천공·압연 방식 또는 설비와 관련된 명칭이므로 해당하지 않는다.

압력장력의 변동은 압연재에 작용하는 장력 조건의 변화로, 압연기의 탄성특성보다는 압연재의 변형 조건에 해당한다. 반면 유막 두께, 롤의 열팽창, 백업 롤의 편심은 롤 간격이나 압연기 강성을 변화시키는 압연기 탄성특성 변동요인이다.

압연 전후 체적 유량이 일정하므로 폭 변화가 없다고 가정하면 $v_1 b h_1=v_2 b h_2$이다. 따라서 $v_2=v_1\frac{h_1}{h_2}=2\times\frac{25}{18}=2.777\cdots\ \mathrm{m/s}$이며, 약 2.78 m/s이다. 롤 직경은 이 속도 계산에는 사용되지 않는다.

고온 권취는 탄화물의 응집·조대화, Al-Killed강의 AlN 석출에 의한 고용 N 고정, 냉간압연 전 조직의 조대화 등을 통해 냉연 및 재결정 후 가공성을 향상시키는 데 목적이 있다. 반면 탄화물을 응집시켜 냉연 재결정 시 C의 고용을 돕는 것은 고온 권취의 목적과 반대되는 설명이므로 옳지 않다. 최종 표면 거칠기는 주로 조질압연 등 후공정에서 조정된다.

조질압연은 냉간압연 후 재료의 형상과 표면 거칠기를 조정하고, 가공성과 강도를 개선하는 공정이다. 또한 항복점 연신을 제거하거나 감소시키는 것이 목적이므로, 항복점 변형을 일으킨다는 설명은 틀리다.

균열온도가 아주 낮으면 강재가 변태 온도 구역에 도달할 때 상변태에 따른 체적 변화와 변태 응력이 발생하여 변태 응력에 의한 터짐이 생길 수 있다. 반면 특수 원소가 함유된 특수강은 변형 저항이 커질 수 있으므로 1~3번은 옳지 않다.

가열로에서는 연소에 필요한 양보다 공기를 과다하게 사용하면 배기가스가 증가하고 산화가 촉진되어 스케일 손실이 커지므로 틀린 설명이다. 가열작업은 소재를 균일하게 가열하고, 연료를 경제적으로 사용하며, 적정 온도를 세밀하게 조절하여 품질과 압연 능률을 높여야 한다.

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롤 넥의 절손은 주물 불량, 작업온도의 불균일, 롤 조정 불량처럼 주조·열·설비 운전 조건의 이상으로 발생할 수 있다. 반면 재료의 불량은 일반적인 롤 넥 절손 원인과 가장 거리가 멀다.

압하량은 원래 두께에서 압연 후 두께를 뺀 값이므로 $20-6=14\ \mathrm{mm}$이다. 압하율은 $\frac{\text{압하량}}{\text{원래 두께}}\times100=\frac{14}{20}\times100=70\%$이므로 압하량 14 mm, 압하율 70%이다.

소재 표면의 스케일은 고온에서 산소와 반응할수록 많이 생성되므로 과잉공기를 줄이고, 가열온도와 가열시간을 낮추거나 짧게 하면 억제할 수 있다. 반면 재로시간을 길게 하는 것은 고온 산화 시간을 늘려 스케일 생성을 촉진하므로 억제 방법이 아니다.

압연기의 롤당 동력은 토크와 각속도의 관계에서 동력 = 압연하중 × 접촉길이 × 2π × 회전수로 구하며, 회전수를 분당 회전수로 나타내면 kW 환산을 위해 60,000으로 나눈다. 따라서 식은 $P=\frac{2\pi FLN}{60{,}000}$이므로 2번이 옳다.

냉연공정용 방청유에는 가공 중 마찰을 줄이는 윤활성, 제품 표면의 기름을 쉽게 제거하는 탈지성, 균일한 유막 형성을 위한 점도가 요구된다. 반면 도포성은 방청유의 기본 요구 성질로 분류되지 않는다.

플랫(flat) 방식은 강판 압연과 유사한 방식으로 성형하므로 공정이 단순하고 작업 변동이 적다. 또한 작업 능률과 실수율이 높아 고능률·고실수율을 기대할 수 있다. 다이애거널, 스트레이트, 버터플라이 방식은 플랫 방식의 이러한 특징에 해당하지 않는다.

주석도금 강판 소재를 약 2/3 두께로 줄이는 냉간압연에는 큰 압하율을 확보할 수 있는 더블가역식 압연기가 사용된다. 센지미어 압연기는 스테인리스강 등 얇은 판의 정밀 압연에 주로 사용되며, 쇼트 압연기는 해당 용도의 일반적인 압연기가 아니다.

전동기와 피니언 또는 롤 사이에서 동력을 전달하며, 연결부가 밀폐되어 내부에 윤활유를 유지할 수 있는 장치는 기어 스핀들이다. 기어 스핀들은 고속 압연기에 사용되고, 경사각은 보통 2° 이하이며 대형 또는 긴 스핀들은 캐리어로 중간을 지지한다.

유성압연기는 열간·냉간 압연이 가능하고, 1회의 압하율을 약 90%까지 높일 수 있으며 실수율이 나쁜 재료도 압연하기 쉽다. 반면 작업롤은 2개가 아니라 여러 개의 유성롤이 대형 백업롤 주위를 회전하는 구조이므로, 작업롤이 2개로 구성된다는 설명은 특징이 아니다.

데라 압연기는 작은 지름의 작업 롤을 사용하고, 롤 축을 조정하여 롤 크라운을 교정하는 냉간압연기로 5단식 압연기에 해당한다. 2단식은 작업 롤 지름이 크고, 6단식·다단식은 다른 롤 배치 방식이므로 해당하지 않는다.

황이 과다하면 저융점의 FeS가 형성되어 입계 취화와 열간균열이 발생하기 쉽다. Mn을 첨가하면 황과 결합하여 비교적 고융점이고 유해성이 작은 MnS를 형성하므로 FeS 생성을 억제하고 균열을 방지한다.

실제 공기량은 이론 공기량에 과잉공기비를 곱하므로 $7.15\times1.5=10.725\ \mathrm{Nm^3}$이다. 이 중 산소량은 $10.725\times0.21=2.25225\ \mathrm{Nm^3}$이므로 약 2.25 Nm3이다.

전연속식 조압연기는 소재를 한 방향으로 연속 압연하며, 생산능력을 높이기 위해 스탠드 수가 많고 압연 라인이 길게 배치된다. 반면 스탠드별 압하가 고정적이어서 강종이나 슬래브 두께에 따라 패스 횟수를 변경하는 등 작업 유연성이 낮은 것이 특징이므로 4번은 해당하지 않는다.

제어압연은 압연 중 압하율과 압연 온도 등을 조절하여 금속의 조직과 결정립 크기를 제어하는 방법이다. 따라서 다량의 원소를 첨가하여 제어한다는 설명은 제어압연의 주요 원리가 아니므로 해당하지 않는다.

압연재가 빠른 속도로 이동하는 상태에서 일정 길이로 절단되도록 압연 방향을 가로질러 절단하는 설비는 flying knife이다. Slitter knife는 폭 방향 분할, trimming shear knife는 가장자리 다듬기, guillotine shear knife는 정지 또는 저속 소재의 절단에 사용된다.

압연에서 압하량 $\Delta h$와 롤 반지름 $R$, 접촉각 $\alpha$의 관계는 $\Delta h=R(1-\cos\alpha)$이다. 따라서 $R=\frac{45}{1-0.95}=900\text{ mm}$이고, 롤 지름은 $D=2R=1800\text{ mm}=1.8\text{ m}$이다. 계산 결과가 보기의 900과 일치하지 않으므로 주어진 정답 또는 문항 조건에 오류가 있어 UNCERTAIN이다.

동일 치수에서 강종이 서로 다를 때는 롤의 부하와 마모를 고려하여 연한 강종에서 경한 강종 순으로 편성하는 것이 원칙이므로, 경한 것에서 연한 것으로 편성한다는 3번이 틀렸다. 압연이 어려운 치수에는 중간 조정재를 넣고, 워크 롤 마모를 줄이기 위해 광폭재에서 협폭재 순으로 편성하며, 동일 치수에서 두께 공차 범위는 큰 쪽에서 작은 쪽으로 편성한다.

작업 롤의 크라운이 작으면 판의 양 끝 부분이 중앙보다 과도하게 압하되어 양 끝이 늘어나고 중앙부가 상대적으로 볼록해지는 형상이 발생한다. 이 결함을 양파라고 하며, 중파는 중앙부의 과도한 압하, 귀터짐은 압연 후 가장자리 갈라짐, 귀접힘은 가장자리 접힘 결함이다.

스트립 선단이 권취기에 진입할 때는 원활한 물림과 권취를 위해 맨드렐 속도를 통판속도보다 크게 설정한다. 반면 핀치롤과 래퍼롤은 스트립을 안정적으로 이송·압착해야 하므로 통판속도보다 낮게 설정하는 것이 아니며, 입측 테이블도 스트립 이송을 위해 통판속도보다 낮게 설정하지 않는다.

유압 압하는 압하량과 속도를 신속하게 조절할 수 있어 압하 적응성이 좋고 최적 압하 속도를 얻기 쉽다. 또한 과대 부하가 발생하면 유압을 방출하여 압연사고를 방지할 수 있다. 반면 유압 압하 장치는 압연 목적과 운전 조건에 따라 강성이 달라지므로 스프링 정수가 일정하지 않다.

연소가 시작되려면 연료, 산소, 점화원이 필요하며, 연료를 착화온도 이상으로 가열하면서 산소를 공급해야 한다. 고온 건조, 분무화, 증발온도 이상 가열은 연소를 돕는 조건일 수 있으나 연소의 필요조건을 모두 충족하지는 못하므로 해당되지 않는다.

도수가 최대인 계급의 대표값은 최빈수이다. 중위수는 자료를 크기순으로 배열했을 때 중앙에 위치하는 값, 시료평균은 산술평균, 미드-레인지는 최댓값과 최솟값의 평균을 뜻한다.

C관리도와 U관리도는 결점 수를 관리하는 계수형 관리도로, 결점 발생을 포아송 분포로 가정한다. 반면 x·R관리도는 계량형 자료, np·p관리도는 불량 개수 및 불량률을 다루므로 이항분포를 따른다.

반즈의 동작경제원칙은 신체의 사용, 작업장의 배치, 공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙으로 구분된다. 표준작업의 원칙은 동작경제원칙의 분류에 해당하지 않는다.

단순이동평균법은 최근 5개월(2월~6월) 실적의 평균으로 다음 달(7월) 수요를 예측한다. 2월~6월 실적은 50, 53, 60, 64, 68이므로 평균은 $(50+53+60+64+68)/5 = 295/5 = 59$개이다.

Al은 공기 중에서 표면에 치밀한 산화피막을 형성하므로 피막이 내부를 보호하여 내식성이 향상된다. 하이드로날륨은 Al-Mg계 합금이며, Si·Fe·Cu·Ti·Mn 등의 첨가는 일반적으로 도전율을 상승시키지 않는다. 또한 Cu·Mg·Si·Zn·Ni 등을 첨가한 고강도 Al 합금은 순 Al보다 기계적 성질이 우수하다.

철강은 일반적으로 인장강도가 증가할수록 충격치가 낮아져 취성 파괴에 취약해지므로 2번이 옳다. 결정립이 미세하면 천이온도는 낮아지고, 탄소량이 증가하면 천이온도는 높아진다. 압연재의 충격치는 일반적으로 압연방향보다 두께방향에서 가장 낮다.

알루미늄·마그네슘 및 그 합금의 질별 기호에서 O는 어닐링한 상태를 뜻하므로 옳다. W는 용체화 처리 후 불안정한 상태, H는 가공 경화 상태를 나타내며, H1은 열처리 없이 가공 경화한 상태이고 H2는 가공 경화 후 부분적으로 연화한 상태이므로 2~4번은 틀리다.

연신율은 $\text{연신율}=\frac{\text{늘어난 길이}}{\text{원래 길이}}\times100$이므로, 원래 길이는 $60\div0.25=240\text{ cm}=2400\text{ mm}$이다. 따라서 제시된 보기의 41, 45, 48, 52mm 중 일치하는 값이 없어 정답 3번과 계산 결과가 모순된다.

실용적인 형상기억 합금계에는 Ti-Ni계, Cu-Al-Ni계, Cu-Zn-Al계가 있으며, Co-Mn계는 일반적으로 실용되고 있는 대표 형상기억 합금계가 아니다.

은은 전성과 전기전도도가 매우 우수하며, 순은에 7.5~10%의 구리(Cu)를 첨가한 합금은 경도와 내마모성이 높아져 화폐 등에 사용된다. 그러나 은은 질산에 용해되고 염산과 반응하여 염화은을 생성하므로, 염산이나 질산 등에 침식되지 않는다는 설명이 틀리다.

흑연은 주철에서 탄소가 유리탄소로 석출된 형태이므로, 흑연이 많을수록 파단면에는 시멘타이트가 아니라 흑연이 많이 나타난다. 백주철과 회주철의 혼합조직은 반주철이라 하며, 주철의 탄소는 유리탄소와 화합탄소로 존재하고 C와 Si가 조직과 성질에 큰 영향을 미친다.

고압가스 용기 색상 기준에서 질소는 회색이므로 자색으로 연결한 2번이 틀리다. 산소는 녹색, 아세틸렌은 황색, 수소는 주황색으로 구분한다.

참모형 안전조직은 안전 전담부서를 두고 안전관리 업무를 담당하게 하지만, 생산부문도 안전에 대한 책임과 권한을 함께 가진다. 또한 안전부문과 생산부문이 분리되어 견해 차이와 지시의 어려움이 생기기 쉽다. 따라서 참모형 안전조직은 일반적으로 대규모 기업에 적합하므로, 100명 이하의 기업에 적합하다는 설명이 특징이 아니다.

자동화는 작업 효율을 높여 생산성을 향상시키고, 인력 투입을 줄여 노무비를 감소시키며 공정 최적화를 통해 원자재 비용 절감에도 기여할 수 있다. 반면 자동화는 필요한 노동인력을 줄이는 방향으로 작용하므로 노동인력이 많아지는 것은 자동화의 효과가 아니다.

회로를 개폐하여 시퀀스 회로의 상태를 결정하는 기구는 접점기구이다. 입력기구는 신호를 검출·입력하고, 출력기구는 제어 결과를 외부에 전달하며, 보조기구는 회로의 동작을 보조한다.

공정의 변화에 영향을 받는 기본 형태는 제한의 변화, 모델계수의 변화, 모델의 구조적인 변화이다. 원자재의 변화는 공정 조건이나 입력의 변화에 해당할 수 있으나, 제시된 기본적인 3가지 형태에는 포함되지 않는다.