[제선기능사 필기] 23년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지
- 포정점은 약 0.17%C, 1495℃ 부근으로 4.30%C가 아니다.
- 공정점은 약 4.30%C, 1148℃ 부근으로 723℃가 아니다.
- 순철의 자기변태 온도는 약 768℃로 210℃가 아니다.
- 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
- 응고온도, 회복온도: 열간·냉간 구분의 기준이 아니다.
- 소성가공률: 가공 정도를 나타낼 뿐 온도 구분과는 무관하다.
- 원자 밀도가 최대인 방향으로 잘 일어나므로 맞다.
- 원자 밀도가 가장 큰 격자면에서 쉽게 발생하므로 맞다.
- 다결정에서 각 결정립의 방향이 다르기 때문에 슬립 방향이 서로 달라 입계에서 간섭을 일으키고, 이것이 소성변형에 저항하는 메커니즘이므로 맞다.
- R은 반지름을 나타내는 기호이다.
- □는 정사각형 변의 길이 앞에 붙이는 기호이다.
- SR은 구의 반지름을 나타내는 기호이다.
- S — 구(球)의 지름이나 반지름 앞에 붙인다.
- t — 판의 두께 앞에 붙인다.
- ( ) — 참고 치수임을 나타낸다.
- 지름 기호를 붙이면 원형임이 전달되므로 정면도만으로도 투상할 수 있다는 설명 — 옳다.
- 단면으로 그리면 파선이 실선 단면으로 바뀌어 구멍이 뚜렷해진다는 설명 — 옳다.
- 지름 기호를 생략하면 원형임을 보이기 위해 측면도가 필요하다는 설명 — 옳다.
- 왼나사: 왼나사는 보통 "LH" 표시가 별도로 붙으므로 오답이다.
- 유니파이 보통 나사: 미터 나사는 ISO 규격이므로 유니파이(TPI 단위) 나사가 아니어서 오답이다.
- 1인치당 산의 개수로 피치 표시: 미터 나사의 피치는 1mm 단위의 절대값으로 표시되므로 TPI(1인치당 산의 개수) 기준은 오답이다.
- 반광을 고로에 그대로 장입하면 통기성을 해친다.
- 펠릿의 점결제는 벤토나이트 등이며 반광은 점결제가 아니다.
- 코크스로는 석탄을 건류하는 설비로 소결광과는 관계가 없다.
- 딥 레그: 재순환 입구
- 친니스 햇: 유동면의 급상승을 억제하는 구조
- 가이드 파이프: 물질 낙하 통로
- SiO2를 늘려 염기도를 낮추는 것은 규석 등 산성 용제의 역할이다.
- 탄소 공급(침탄)과 노 내 통기성 확보는 코크스의 역할이지 사문암의 역할이 아니다.
- 장치가 간단하여 보수하기 쉬워야 한다: 실제 운영에서 유리하므로 필수 조건이다.
- 개폐에 따른 마모가 없어야 한다: 개폐 반복에 따른 마모 최소화가 장치의 수명과 신뢰성을 위해 필요하다.
- 가스가 새지 않아야 한다: 원료 장입 중 고로 내 가스 누출 방지가 고로의 정상 운전과 효율을 위해 중요하다.
- 배소는 광석을 녹이지 않는 온도에서 하는 처리이며, 용융시키는 것은 배소가 아니다.
- 적철광·갈철광을 환원 배소하면 강자성인 자철광으로 변하므로 자력 선광이 쉬워진다(자화 배소).
- 결정수·탄산염 분해만을 목적으로 산화도 변화 없이 가열하는 것은 하소(calcination)이다.
- Al₂O₃가 많으면 슬래그의 유동성이 오히려 나빠진다.
- 자용성 소결광은 통기성과 환원성을 개선하므로 많을수록 유리하다.
- P와 As는 강의 품질을 해치는 유해 원소이므로 적을수록 좋다.
- SiO₂: 규산염 화합물을 형성하여 강도를 증가시키므로 오답이다.
- MgO: MgO가 증가하면 마그네시아 화합물의 부피 팽창으로 인해 생산성이 감소하므로 오답이다.
- CaO: 적정량 증가는 칼슘 화합물 형성을 통해 강도를 증가시키므로 오답이다.
- C: 주로 산화물 형태로 광재에 영향을 미친다.
- Si: SiO₂로서 산성산화물이지만 질소와의 직접적인 상호작용이 주요 문제가 아니다.
- Mn: MnO 형태로 광재의 유동성 저해 메커니즘이 Ti와 다르다.
- 고로 내에서 환원이 용이하도록 다공질 구조를 가져야 한다.
- 운반·저장·강하 과정에서 파괴되지 않도록 충분한 강도를 유지해야 한다.
- 장기 보관 시 풍화, 열팽창·수축에 의한 붕괴를 방지해야 한다는 것도 필수 요구사항이다.
- 분쇄와 배합은 장입 전에 원료탄을 준비하는 단계이다.
- 장입은 배합탄을 탄화실에 넣는 작업으로 건류보다 앞선다.
- 고로가스를 맨 앞에 둔 나열은 발열량이 가장 낮은 가스를 가장 높다고 본 것이다.
- 전로가스는 CO 농도가 높아 고로가스보다는 발열량이 크지만 코크스로가스에는 미치지 못하므로, 전로가스를 맨 앞에 두거나 고로가스보다 뒤에 둔 나열은 틀리다.
- MgO 는 융점을 높여 출재를 어렵게 하는 것이 아니라 유동성을 개선한다.
- 고로는 환원 분위기이므로 P 는 슬래그로 제거되지 않고 거의 전부 선철로 들어간다.
- MgO 는 슬래그 성분이며 선철의 탄소 함량과는 직접 관계가 없다.
다음 중 Fe-C 평형상태도에 대한 설명으로 옳은 것은?
공석점은 약 0.80%C를 함유한 점이다.
포정점은 약 4.30%C를 함유한 점이다.
공정점의 온도는 약 723℃ 이다.
순철의 자기변태 온도는 210℃ 이다.
Fe-C 평형상태도에서 공석점은 약 0.80%C를 함유하며 723℃에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 분해되는 점이다.
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Fe-C 평형상태도에서 레데뷰라이트의 조직은?
페라이트
페라이트+시멘타이트
페라이트+오스테나이트
오스테나이트+시멘타이트
레데뷰라이트는 Fe-C 평형상태도에서 오스테나이트(γ-Fe)와 시멘타이트(Fe₃C)의 공정반응으로 생성되는 조직이다. 1148°C에서 액상이 냉각되면서 L → γ + Fe₃C 반응이 일어나며, 레데뷰라이트는 이 공정점에서 생성된 오스테나이트와 시멘타이트의 혼합 미조직이다. 페라이트는 저온에서 형성되고, 레데뷰라이트 자체는 고온에서 오스테나이트+시멘타이트 조직으로만 존재하므로 정답은 4번 오스테나이트+시멘타이트이다.
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용융금속을 주형에 주입할 때 응고하는 과정을 설명한 것으로 틀린 것은?
나뭇가지 모양으로 응고하는 것을 수지상정이라 한다.
핵 생성 속도가 핵 성장 속도보다 빠르면 입자가 미세해 진다.
주형에 접한 부분이 빠른 속도로 응고하고 차차 내부로 가면서 천천히 응고한다.
주상 결정 입자 조직이 생성된 주물에서는 주상결정 입내 부분에 불순물이 집중하므로 메짐이 생긴다.
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.
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자기 변태에 대한 설명으로 옳은 것은?
Fe의 자기변태점은 210℃이다.
결정격자가 변화하는 것이다.
강자성을 잃고 상자성으로 변화하는 것이다.
일정한 온도 범위 안에서 급격히 비연속적인 변화가 일어난다.
자기변태는 결정격자의 변화 없이 일정 온도(퀴리점)를 지나면서 강자성이 상자성으로 바뀌는 현상이다.
결정격자가 바뀌는 것은 동소변태이며, 자기변태는 급격한 비연속적 변화가 아니라 일정 온도 구간에서 점진적으로 일어난다.
순철의 자기변태점(퀴리점)은 210℃보다 훨씬 높은 온도대에 있다.
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4%Cu, 2%Ni 및 5%Mg 이 첨가된 알루미늄 합금으로 내연기관용 피스톤이나 실린더 헤드 등에 사용되는 재료는?
Y 합금
라우탈(lautal)
알클래드(alclad)
하이드로날륨(hydronalium)
주어진 합금의 성분 조성 4%Cu, 2%Ni, 5%Mg은 알루미늄 합금의 표준 분류에서 Y 합금의 특징적 구성입니다. Y 합금은 이들 원소를 이러한 비율로 함유하며, 높은 강도와 열에 대한 우수한 저항성을 가져 내연기관용 피스톤, 실린더 헤드 등 고온 부하 환경에서 사용됩니다. 라우탈은 Al-Cu 계통의 경량 합금, 알클래드는 표면 코팅 처리된 합금, 하이드로날륨은 Al-Mg 계통이므로 주어진 다원소 조성과 용도에 맞지 않습니다.
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현미경 조직 검사를 할 때 관찰이 용이하도록 평활한 측정면을 만드는 작업이 아닌 것은?
거친 연마
미세 연마
광택 연마
마모 연마
현미경 조직 검사를 위한 시편 준비는 거친 연마 → 미세 연마 → 광택 연마 순서로 진행되며, 마모 연마라는 단계는 표준 공정에 해당하지 않는다.
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금속의 소성에서 열간가공(hot working)과 냉간가공(cold working)을 구분하는 것은?
소성가공률
응고온도
재결정온도
회복온도
열간가공과 냉간가공은 재결정온도를 기준으로 구분된다.
열간가공은 금속을 재결정온도 이상으로 가열하여 가공하므로 가공 중 또는 가공 후 자동으로 재결정이 일어나 결정립이 균일하게 유지되고 경화현상이 억제된다. 냉간가공은 재결정온도 이하의 상온에서 가공하므로 재결정이 일어나지 않아 가공경화(strain hardening)가 누적되고 강도는 증가하지만 연성은 감소한다.
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열간가공을 끝맺는 온도를 무엇이라 하는가?
피니싱 온도
재결정 온도
변태 온도
용융 온도
열간가공을 끝맺는 온도를 피니싱 온도라 한다.
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Al-Mg계 합금에 대한 설명 중 틀린 것은?
Al-Mg계 합금은 내식성 및 강도가 우수하다.
Al-Mg계 평형상태도에서는 450℃에서 공정을 만든다.
Al-Mg계 합금에 Si를 0.3% 이상 첨가하여 연성을 향상시킨다.
Al에 4~10%Mg까지 함유한 강을 하이드로날륨이라 한다.
Al-Mg계 합금에 Si가 일정량 이상 첨가되면 Mg₂Si가 석출되어 오히려 연성이 저하되므로, Si 첨가로 연성이 향상된다는 설명은 옳지 않다.
Al-Mg계 합금은 내식성과 강도가 우수하며, 하이드로날륨은 Al에 Mg를 첨가한 합금이다.
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아공석강의 탄소 함유량(%C)으로 옳은 것은?
0.025~0.8%C
0.8~2.0%C
2.0~4.3%C
4.3~6.67%C
아공석강은 약 0.025~0.8%C를 함유한 강으로, 공석점(0.8%C) 이하의 탄소 함유량을 갖는다.
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황(S)이 적은 선철을 용해하여 구상흑연주철을 제조할 때 많이 사용되는 흑연구상화체는?
Zn
Mg
Pb
Mn
구상흑연주철 제조 시 흑연을 구상화시키는 데 주로 사용되는 원소는 마그네슘(Mg)이다.
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다음 중 Y합금의 조성으로 옳은 것은?
Al-Cu-Mg-Mn
Al-Cu-Ni-W
Al-Cu-Mg-Ni
Al-Cu-Mg-Si
Y합금은 Al-Cu-Mg-Ni계 합금으로, 내열성이 좋아 피스톤 등 고온 부품에 사용된다.
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기지 금속 중에 0.01~0.1μm 정도의 산화물 등 미세한 입자를 균일하게 분포시킨 재료로 고온에서 크리프 특성이 우수한 고온 내열 재료는?
서멧 재료
FRM 재료
클래드 재료
TD Ni 재료
기지 금속에 0.01~0.1μm 정도의 미세한 산화물 입자를 균일하게 분산시켜 고온 크리프 특성을 높인 재료는 TD Ni 재료이다.
서멧은 세라믹과 금속의 소결 복합재료, FRM은 섬유강화금속, 클래드 재료는 서로 다른 금속을 접합한 재료로 분산강화 원리와는 다르다.
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다음 중 슬립(slip)에 대한 설명으로 틀린 것은?
원자 밀도가 최대인 방향으로 잘 일어난다.
원자 밀도가 가장 큰 격자면에서 잘 일어난다.
슬립이 계속 진행하면 결정은 점점 단단해져 변형이 쉬워진다.
다결정에서는 외력이 가해질 때 슬립방향이 서로 달라 간섭을 일으킨다.
슬립이 계속 진행하면 전위의 밀도가 증가하고 전위들 사이 상호작용이 커져 결정이 경화(가공경화)되어 변형이 어려워지므로, "변형이 쉬워진다"는 표현은 틀렸다.
슬립(slip)은 결정 내 원자 평면들이 서로 미끄러지는 소성변형 현상이다.
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다음 중 비중(specific gravity)이 가장 작은 금속은?
Mg
Cr
Mn
Pb
비중은 물질의 밀도를 물의 밀도(4°C에서 1 g/cm³)로 나눈 값으로, 금속의 경우 밀도 순서와 동일하다. 주어진 금속들의 밀도는 Mg 약 1.74 g/cm³, Cr 약 7.19 g/cm³, Mn 약 7.47 g/cm³, Pb 약 11.34 g/cm³이므로 Mg의 비중이 가장 작다. Mg은 경금속으로 분류되며 모든 금속 중에서도 실용적으로 사용되는 금속 중 가장 가볍다.
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다음 중 치수 기입방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
외형선, 중심선, 기준선 및 이들의 연장선을 치수선으로 사용한다.
지시선은 치수와 함께 개별 주서를 기입하기 위하여 사용한다.
각도롤 기입하는 치수선은 각도를 구성하는 두 변 또는 연장선사이에 원호를 긋는다.
길이, 높이 치수의 표시는 주로 정면도에 집중하며, 부분적인 특징에 따라 평면도나 측면도에 표시할 수 있다.
정답은 1번이다. 외형선·중심선·기준선 및 이들의 연장선은 치수선으로 사용하지 않으며, 이들과는 별도로 독립적인 치수선을 그어야 한다는 것이 기술도면의 표준이다. 치수선은 외형선이나 중심선으로부터 적절한 거리를 두고 평행하게 그은 별개의 선이어야 한다. 2번은 지시선의 정의상 맞으며, 3번은 각도 치수의 표기법으로 정확하고, 4번도 일반적인 치수 배치 원칙으로 타당하다.
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제도 용지 A3는 A4용지의 몇 배 크기가 되는가?
1/2배
√2배
2배
4배
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 배가 된다.
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한국산업표준에서 규정한 탄소 공구강의 기호로 옳은 것은?
SCM
STC
SKH
SPS
탄소 공구강은 한국산업표준(KS)에서 STC로 규정된다. 이는 탄소 함유량에 따라 STC1, STC2, STC3 등으로 구분되며, 주로 수공구나 냉간 금형 등에 사용된다. SCM은 크롬몰리브덴강, SKH는 고속도강(텅스텐 고속도강), SPS는 스프링강을 나타내므로 정답은 STC이다.
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대상물의 좌표면이 투상면에 평행인 직각 투상법은 어느 것인가?
정투사법
사투상법
등각투상법
부등각투상법
대상물의 좌표면이 투상면에 평행하게 놓이는 직각 투상법을 정투상법이라 한다.
사투상법은 투상선이 투상면에 경사지며, 등각·부등각 투상법은 좌표면이 투상면과 평행하지 않은 축측 투상법이다.
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제도에 사용되는 척도의 종류 중 현척에 해당하는 것은?
1:1
1:2
2:1
1:10
실물과 같은 크기로 그리는 척도인 현척은 1:1이다.
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다음 중 45˚ 모따기를 나타내는 기호는?
R
C
□
SR
45° 모따기는 치수 숫자 앞에 C를 붙여 나타내며, 예를 들어 C2 는 45° 로 2mm 만큼 모따기하라는 뜻이다.
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KS B ISO 4287 한국산업표준에서 정한 ‘거칠기 프로파일에서 산출한 파라미터’를 나타내는 기호는?
R-파라미터
P-파라미터
W-파라미터
Y-파라미터
KS B ISO 4287에서 거칠기 프로파일로부터 산출한 파라미터는 R-파라미터로 표기한다.
P-파라미터는 1차 프로파일, W-파라미터는 파형(굴곡) 프로파일에서 산출한 값을 나타낸다.
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그림과 같은 물체를 제3각법으로 그릴 때 물체를 명확히 하게 나타낼 수 있는 최소 도면 개수는?
1개
2개
3개
4개
그림의 물체는 원통이 잘려나간 형태로, 정면도와 측면도(또는 평면도) 2개만으로 원통의 절단 형상과 전체 형태를 명확하게 표현할 수 있다. 형상이 복잡하지 않고 대칭적인 원통 절단체이므로 3개 이상의 투상도는 불필요하며, 최소 2개의 도면으로 충분히 물체를 나타낼 수 있다.
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그림에서 치수 20, 26에 치수 보조 기호가 옳은 것은?
S
□
t
( )
치수 20과 26은 모두 정사각형 형상에 붙는 치수이므로 보조 기호 □를 숫자 앞에 붙인다.
그림의 물체는 네 모서리가 둥근 정사각형 판으로, 가운데에 큰 구멍이 하나 있고 네 귀에 볼트 구멍이 정사각형으로 배치되어 있다.
가로 방향 치수를 따로 적지 않고 세로 방향에만 20·26을 기입한 것은 가로와 세로 크기가 같기 때문이며, 이때 □20·□26처럼 써야 한쪽 치수만 보고도 정사각형임을 알 수 있다.
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다음 도면에 대한 설명 중 틀린 것은?
원통의 투상은 치수 보조기호를 사용하여 치수 기입하면 정면도만으로도 투상이 가능하다.
속이 빈 원통이므로 단면을 하여 투상하면 구멍을 자세히 나타내면서 숨은선을 줄일 수 있다.
좌·우측이 같은 모양이라도 좌·우측 면도를 모두 그려야 한다.
치수 기입시 치수 보조기호를 생략하면 우측면도를 꼭 그려야 한다.
좌·우측 모양이 같으면 한쪽 측면도만 그리면 되므로, 좌·우측면도를 모두 그려야 한다는 설명이 틀렸다.
도면의 물체는 속이 빈 원통이다. 정면도는 직사각형 안에 구멍을 나타내는 파선 두 줄이 들어가 있고, 우측면도는 바깥지름과 안지름을 나타내는 동심원 두 개로 그려져 있다. 투상도는 형상을 전달할 수 있는 최소한의 개수로 그리는 것이 원칙이다.
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2N M50×2-6h 이라는 나사의 표시 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?
왼나사이다.
2줄 나사이다.
유니파이 보통 나사이다.
피치는 1인치당 산의 개수로 표시한다.
나사 표시 "M50×2-6h"에서 ×2는 2줄 나사(멀티 스타트)를 의미하는데, 이는 피치 2mm를 가진 2개의 독립적인 나선이 있다는 뜻이다.
나사 표시를 분석하면, M은 미터 나사를 의미하고, 50은 지름(mm), ×2는 피치(mm)를 나타낸다.
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간단한 기계 장치부를 스케치하려고 할 때 측정 용구에 해당되지 않는 것은?
정반
스패너
각도기
버니어 캘리퍼스
스패너는 나사를 조이거나 풀 때 사용하는 작업 공구이며, 정반·각도기·버니어 캘리퍼스는 모두 길이·높이·각도 등을 측정하는 측정 용구에 해당한다. 따라서 측정 용구에 해당되지 않는 것은 스패너다.
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철광석의 피환원성에 대한 설명 중 틀린 것은?
산화도가 높은 것이 좋다.
기공률이 클수록 환원이 잘된다.
다른 환원조건이 같으면 입도가 작을수록 좋다.
페이라라이트(fayalite)는 환원성을 좋게 한다.
페이라라이트(fayalite, 2FeO·SiO₂)는 융점이 낮은 규산염으로, 치밀한 유리질을 형성해 오히려 피환원성을 나쁘게 만든다.
산화도가 높고 기공률이 크며 입도가 작을수록 환원이 잘 되는 것은 피환원성을 좋게 하는 조건이다.
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소결광을 파쇄·체질할 때 생기는 일정 입도 이하의 작은 소결광(반광)은 어떻게 처리하는가?
고로에 괴광과 함께 그대로 장입한다.
펠릿 제조 공정의 점결제로 사용한다.
소결 배합 원료에 되돌려 다시 소결한다.
코크스로에 장입탄과 함께 넣어 건류한다.
파쇄·체질에서 걸러진 반광(return fines)은 고로에 장입하기에는 입도가 너무 작으므로, 소결 원료 배합 공정으로 되돌려 다시 소결한다.
반광은 배합 원료의 조립(造粒) 때 핵 역할을 하여 의사 입자를 만들고 소결층의 통기성을 좋게 하므로 일정 비율을 항상 되돌려 쓴다.
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코크스(coke)가 고로 내에서의 역할을 설명한 것 중 틀린 것은?
철 중에 용해되어 선철을 만든다.
철의 용융점을 높이는 역할을 한다.
고로 안의 통기성을 좋게 하기 위한 돌로 역할을 한다.
일산화탄소를 생성하여 철광석을 간접 환원하는 역할을 한다.
코크스 중 탄소는 철 속에 용해되어 철의 용융점을 오히려 낮추는 역할을 하므로, 용융점을 높인다는 설명은 틀린 내용이다.
코크스는 철 중에 용해되어 선철을 만들고, 노 안의 통기성을 확보하는 골격 역할을 하며, 연소로 생긴 일산화탄소가 철광석을 간접 환원시킨다.
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유동로의 가스흐름을 고르게 하여 장입물을 균일하게 유동화시키기 위하여 고속의 가스 유속이 형성되는 장치는?
딥 레그(Dip leg)
분산판 노즐(Nozzle)
친니스 햇(Chiness hat)
가이드 파이프(Guide pipe)
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. 나머지는 각각 다른 역할을 한다.
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소결조업에 사용되는 용어 중 FFS가 의미하는 것은?
고로 가스
코크스 가스
화염진행속도
최고도달온도
소결조업 용어 FFS(Flame Front Speed)는 화염진행속도를 의미한다.
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고로 조업에서 사문암(serpentine)을 부원료로 사용하는 주된 목적은?
슬래그에 MgO를 보충해 유동성과 탈황을 개선한다.
슬래그의 SiO2를 늘려 염기도를 낮춘다.
용선에 탄소를 공급하여 침탄 반응을 촉진한다.
코크스를 대신하여 노 내 통기성을 확보한다.
사문암은 MgO를 많이 함유한 함수 규산염 광물로, 고로에서 슬래그 중 MgO를 조절하기 위해 장입한다. MgO는 슬래그의 유동성을 좋게 하고 탈황 능력을 높여 출재를 원활하게 한다.
MgO 공급원으로는 사문암 외에 백운석(CaCO3·MgCO3)도 쓰이며, 염기도(CaO/SiO2)를 높이는 데는 석회석을 사용한다.
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광석을 가열하여 수산화물 및 탄산염과 같이 화학적으로 결합되어 있는 H2O 와 CO2를 제거하면서 산화광을 만드는 방법은?
하소
분쇄
배소
선광
광석을 가열하여 수산화물·탄산염 형태로 화학적으로 결합된 H₂O와 CO₂를 제거하며 산화광을 만드는 방법을 하소라 한다.
배소는 주로 황분 제거를 위한 산화 반응, 분쇄와 선광은 각각 입도 축소와 품위 선별 공정으로 구분된다.
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코크스(coke)가 과다하게 첨가(배합)되었을 경우 일어나는 현상이 아닌 것은?
소결광의 생산량이 증가한다.
배기가스의 온도가 상승한다.
화격자(grate bar)에 점착하기도 한다.
소결광 중 FeO 성분에 함유량이 많아진다.
코크스가 과다 배합되면 원료가 과도하게 용융·소결되어 소결광 생산량은 오히려 감소하므로, 생산량이 증가한다는 설명은 옳지 않다.
배기가스 온도 상승, 화격자 점착, FeO 함량 증가는 코크스 과다 배합 시 실제로 나타나는 현상이다.
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고로의 장입장치가 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?
장치가 간단하여 보수하기 쉬워야 한다.
장치의 개폐에 따른 마모가 없어야 한다.
원료를 장입할 때 가스가 새지 않아야 한다.
조업속도와는 상관없이 최대한 느리게 장입되어야 한다.
장입 속도는 조업속도에 맞춰 조절되어야 하는 것이 원칙인데, "조업속도와는 상관없이 최대한 느리게"라는 조건은 고로의 생산성과 효율을 저해하므로 올바른 조건이 아니다.
고로의 장입장치(charge equipment)는 원료를 효율적이고 안정적으로 장입하기 위해 여러 조건을 만족해야 한다.
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철광석의 배소(roasting)에 대한 설명으로 옳은 것은?
광석을 녹는점 이상으로 가열하여 완전히 용융시키는 조작이다.
산화 배소로 황(S)·비소(As) 같은 유해 성분을 산화시켜 제거할 수 있다.
적철광을 환원 배소하면 비자성 광물로 변하여 자력 선광이 어려워진다.
결정수와 탄산염 분해만이 목적이며 광석의 산화도는 변하지 않는다.
배소는 광석을 녹는점 이하에서 가열하여 산화도를 바꾸거나 황(S)·비소(As) 같은 유해 성분을 제거하는 조작으로, 산화 배소를 하면 황과 비소가 산화·휘발되어 제거된다.
배소를 거친 광석을 배소광(소광)이라 하며, 황을 완전히 제거하는 것을 완전 탈황 배소라 한다.
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배소를 통한 철광석의 유해 성분이 아닌 것은?
황(S)
물(H2!O)
비소(As)
탄소(C)
배소(焙燒, roasting)는 철광석을 고온에서 가열하여 유해 성분을 제거하는 공정이다. 황(S)은 황화물 형태로 존재하며 SO₂ 가스로 휘발되어 제거되고, 물(H₂O)은 결정수 또는 흡착수로 제거되며, 비소(As)는 휘발성 산화물(As₂O₃)로 휘발되어 유해 성분으로 작용한다. 반면 탄소(C)는 배소 공정의 주요 목적이 아니며, 철광석에 포함된 탄소는 배소 과정에서 특별히 제거 대상이 아닌 불순물로서 후속 제련 공정에서 처리된다.
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고로에서 선철 1톤 생산하는데 소요되는 철광석(소결용분광+괴광석)의 양은 일반적으로 약 얼마인가?
0.5~0.7톤
1.5~1.7톤
3.0~3.2톤
5.0~5.2톤
고로에서 선철 1톤을 생산하는 데 필요한 철광석(소결용분광+괴광석)의 양은 일반적으로 약 1.5~1.7톤이다.
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제게르 추의 번호 SK38의 용융 연화점 온도는 몇 ℃인가?
1630℃
1690℃
1730℃
1850℃
제게르 추(Seger cone) 번호가 클수록 용융 연화 온도가 높아지며, SK38번은 약 1850℃에서 연화·변형을 일으키는 것으로 규정되어 있다.
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고로의 로정설비 중 로내 장입물의 레벨(level)을 측정하는 것은?
디스트리뷰터(distributor)
사운딩(sounding)
라지 벨(large bell)
서어지 호퍼(surge hopper)
고로 로정설비 중 로 내 장입물의 레벨을 측정하는 장치는 사운딩(sounding)이다.
디스트리뷰터는 장입물 분배, 라지 벨은 장입 밀폐 장치, 서어지 호퍼는 원료 저장 설비이다.
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최근 관심이 커지고 있는 제선원료로 미분 철광석을 10~30mm로 구상화시켜 소성한 것을 무엇이라 하는가?
소결광(Sinter Ore)
정립광(Sizing Ore)
펠리트(Pellet)
단광(Briquetting Ore)
미분 철광석을 구상으로 만들어 소성한 제선원료를 펠리트(Pellet)라 한다.
소결광은 판상으로 소성한 것이고, 정립광은 입도를 고른 원광, 단광은 압축 성형한 괴상 원료로 제조 방식이 서로 다르다.
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소결기 중 원료를 담아 소결이 이루어지는 설비인 Pallet에 설치된 Grate Bar의 구비조건이 아닌 것은?
고온강도가 높을 것
고온 내산화성이 좋을 것
열적 변형 균열이 적을 것
소결광과의 부착성이 좋을 것
Grate Bar는 소결이 진행되는 동안 원료를 지지하는 부품이므로, 소결이 끝난 뒤 잘 분리되도록 소결광과의 부착성이 낮아야 한다.
고온강도가 높고 고온 내산화성이 좋으며 열적 변형·균열이 적어야 하는 것은 Grate Bar의 올바른 구비조건이다.
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소결장치 중 드럼믹서(Drum mixer)의 역할이 아닌 것은?
혼합
조립
조습
파쇄
드럼믹서는 배합원료를 혼합·조립·조습하는 장치이며, 원료를 잘게 부수는 파쇄는 별도의 파쇄 설비가 담당한다.
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제강용으로 공급되는 고로 용선이 배합상 가져야 할 특징으로 옳은 것은?
Al2O3는 슬래그의 유동성을 개선하므로 많아야 한다.
자용성 소결광은 통기성을 저해하므로 적을수록 좋다.
생광석을 고품위 정립광석이 많을수록 좋다.
P와 As는 유용한 원소이므로 적당량 함유되면 좋다.
제강용 고로 용선의 배합 원료는 고품위 정립광석의 비율이 높을수록 유리하다.
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소결 원료 중 조재(造滓)성분에 대한 설명으로 옳은 것은?
Al2O3는 결정수를 감소시킨다.
SiO2는 제품의 강도를 감소시킨다.
MgO의 증가에 따라 생산성을 증가시킨다.
CaO의 증가에 따라 제품의 강도를 감소시킨다.
Al₂O₃는 결합상(alumina cement)을 형성하면서 결정수를 감소시키고 제품의 강도와 내구성을 향상시킨다.
조재(造滓)성분은 소결 원료에서 불순물을 제거하고 결합을 촉진하는 성분들을 말한다.
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질소와 화합하여 광재의 유동성을 저해하는 원소는?
C
Si
Mn
Ti
질소와 화합하여 광재(슬래그)의 유동성을 저해하는 원소는 Ti(타이타늄)이다. Ti는 질소와 반응하여 질화타이타늄(TiN)을 형성하며, 이는 고융점의 화합물로서 광재 내에 고체 입자로 존재하게 되어 유동성을 감소시킨다.
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괴상법에 의해 만들어진 괴광에 필요한 성질을 설명한 것 중 틀린 것은?
다공질로 노 안에서 환원이 잘 되어야 한다.
강도가 커서 운반, 저장, 노내 강하 도중에 분쇄되지 않아야 한다.
점결제를 사용할 때에는 고로벽을 침식시키지 않는 알칼리류를 함유하여야 한다.
장기 저장에 의한 풍화와 열팽창 및 수축에 의한 붕괴를 일으키지 않아야 한다.
점결제 사용 시 고로벽을 침식하지 않도록 알칼리류를 함유해야 한다는 설명이 오류다. 괴광 제조에서 점결제로 사용되는 벤토나이트 같은 물질은 중성이거나 산성이어야 고로벽의 내화물을 보호하며, 알칼리류를 함유하면 오히려 고로벽을 침식시키는 문제를 야기한다.
따라서 점결제는 고로벽을 침식시키지 않기 위해 알칼리류를 배제해야 한다.
괴광(구성)의 제조에 사용되는 괴상법(괴성법)에서 필요한 성질은 다음과 같다.
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소결에서 열정산 항목 중 출열에 해당되지 않는 것은?
증발
하소
환원
점화
소결 열정산에서 점화는 원료 표면에 불을 붙이기 위한 입열 항목에 해당하며, 출열 항목이 아니다.
수분 증발, 하소(탈탄산), 환원 반응은 열을 소비하는 출열 항목으로 계산된다.
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좋은 슬래그를 만들기 위한 용제(flux)의 구비조건이 아닌 것은?
용융점이 낮을 것
유해성분이 적을 것
조금속과 비중차가 클 것
불순물의 용해도가 작을 것
좋은 슬래그를 만들려면 불순물을 잘 흡수해야 하므로 불순물의 용해도가 커야 하며, 용해도가 작을 것이라는 설명은 옳지 않다.
용융점이 낮고 유해 성분이 적으며 조금속과 비중 차가 큰 것은 좋은 용제가 갖추어야 할 조건이다.
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코크스 제조 공정에서 탄화실에 장입된 배합탄의 가열 건류가 끝난 바로 다음에 이루어지는 작업은?
배합
압출
장입
분쇄
코크스 제조는 원료탄 분쇄 → 배합 → 장입 → 가열 건류 → 압출 → 소화의 순서로 진행되며, 건류가 끝난 적열 코크스는 압출기로 탄화실에서 밀어낸 뒤 소화 설비로 보낸다.
압출된 적열 코크스는 습식(살수) 또는 건식(CDQ) 소화를 거쳐 고로용 코크스가 된다.
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제철소에서 발생하는 부생가스를 단위 부피당 발열량이 높은 것부터 낮은 순서로 옳게 나열한 것은?
코크스로가스 > 전로가스 > 고로가스
고로가스 > 전로가스 > 코크스로가스
전로가스 > 코크스로가스 > 고로가스
코크스로가스 > 고로가스 > 전로가스
제철소 부생가스의 발열량은 코크스로가스(COG) 약 4,400~4,800 kcal/Nm³, 전로가스(LDG) 약 2,000 kcal/Nm³, 고로가스(BFG) 약 750~850 kcal/Nm³ 순이다.
COG는 H2와 CH4가 많아 발열량이 높고, BFG는 N2와 CO2가 대부분이어서 발열량이 가장 낮다.
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고로 슬래그에 MgO 를 적정량 함유시켰을 때의 효과로 옳은 것은?
슬래그의 유동성이 좋아지고 탈황 능력이 향상된다.
슬래그의 융점이 높아져 출재 작업이 어려워진다.
용선 중의 인(P)이 슬래그로 옮겨 가 제거된다.
용선에 녹아 들어가 선철 중의 탄소 함량을 줄인다.
고로 슬래그 중의 MgO 는 슬래그의 유동성을 좋게 하고 탈황 능력을 높이는 성분으로, 특히 Al2O3 가 많은 슬래그의 점성을 낮추는 데 효과가 있다.
MgO 원(源)으로는 함수 규산염 광물인 사문암이나 CaCO3·MgCO3 로 된 백운석을 부원료로 장입한다.
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소결기의 급광장치 종류가 아닌 것은?
호퍼
스크린
드럼 피더
셔틀 컨베이어
소결기의 급광장치에는 호퍼, 드럼 피더, 셔틀 컨베이어 등이 있으며, 스크린은 입도를 선별하는 장치로 급광장치에 해당하지 않는다.
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다음 중 소결기의 급광장치에 속하지 않는 것은?
Drum feeder
Wind box
Cut gate
Shuttle Conveyor
Wind Box는 소결기 하부에서 공기를 흡인하는 통풍 장치로, 원료를 공급하는 급광장치에는 해당하지 않는다.
Drum feeder, Cut gate, Shuttle Conveyor는 원료를 공급·분배하는 급광 관련 장치이다.
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소결 배합원료를 급광할 때 가장 바람직한 편석은?
수직 방향의 입도편석
폭 방향의 입도편석
길이 방향의 분산편석
두께 방향의 분산편석
소결 배합원료를 급광할 때는 굵은 입자가 아래, 고운 입자가 위에 놓이는 수직 방향의 입도편석이 통기성 확보에 가장 바람직하다.
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장입석탄을 코크스로에 장입하기 전에 장입석탄의 일부를 압축 성형기로 성형하여 브리켓(briquet)으로 만든 다음 30~40%는 취하고, 나머지는 역청탄과 혼합하는 코크스 제조법은?
점결제 첨가법
성형탄 배합법
성형 코크스법
예열탄 장입법
장입 석탄의 일부를 압축 성형기로 브리켓을 만들어 30~40%만 취하고 나머지는 역청탄과 혼합하는 코크스 제조법을 성형탄 배합법이라 한다.
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소결반응에서 용융결합이란 무엇인가?
저온에서 소결이 행해지는 경우 입자가 기화해서 입자 표면 접촉부의 확산 반응에 의해 결합이 일어난것
고온에서 소결한 경우 원료 중의 슬래그 성분이 기화해서 입자가 슬래그로 단단하게 결합한 것
고온에서 소결한 경우 원료 중의 슬래그 성분이 용융해서 입자가 슬래그 성분으로 단단하게 결합한 것
고온에서 소결이 행해지는 경우 입자가 용융해서 입자 표면 접촉부의 확산 반응에 의해 결합이 일어난 것
용융결합은 고온에서 소결이 진행될 때 원료 중의 슬래그(맥석) 성분이 녹아(용융) 입자 사이를 채우고, 식으면서 입자들을 단단하게 결합시키는 방식을 말한다.
입자 자체가 녹는 것이 아니라 슬래그 성분이 녹는 것이며, 저온에서 표면 확산으로 결합하는 방식은 용융결합이 아닌 고상 확산결합에 해당해 서로 구분된다.
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배합탄의 관리영역을 탄화도와 점결성 구간으로 나눌 때 탄화도를 표시하는 치수로 옳은 것은?
전팽창(TD)
휘발분(VM)
유동도(MF)
조직평형지수(CBI)
배합탄 관리에서 탄화도를 나타내는 지표는 휘발분(VM)이다.
전팽창(TD), 유동도(MF), 조직평형지수(CBI)는 주로 점결성을 나타내는 지수이다.
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다음 중 소결반응에 대한 설명으로 틀린 것은?
저온에서는 확산결합을 한다.
저융질의 슬래그일수록 용융결합을 한다.
용융결합은 세립의 자철광을 다량으로 배합할 때 일어나는 결합이다.
확산결합의 강도는 아주 강하며, 코크스가 많거나 원료입도가 미세할 때 볼 수 있다.
확산결합은 저온에서 입자 표면끼리 확산에 의해 결합되는 방식으로 결합 강도가 약한 편이며, 강한 결합은 용융결합에서 나타나므로 확산결합의 강도가 아주 강하다는 설명은 옳지 않다.
저온에서는 확산결합이, 저융점 슬래그이거나 세립의 자철광이 많이 배합될 때는 용융결합이 일어난다.
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