철 스크랩을 전기로에서 녹여 재생할 때, 반복하는 동안 강 속에 쌓이기 쉽고 품질을 떨어뜨리는 원소로 문제가 되는 것(트램프 원소)은 무엇인가?

정답: A. 구리나 주석. 철보다 산화되기 어려워 정련으로 제거할 수 없으므로, 열간 가공에서 표면 균열(열간 취성)을 일으킨다

강의 정련에서는 산소를 불어 넣어 철보다 산화되기 쉬운 원소를 산화물로 만들고 슬래그로 제거합니다. 구리나 주석은 철보다 산화되기 어려우므로 이 방법으로는 제거할 수 없으며, 모터의 구리선 등이 스크랩에 섞이면 재활용을 반복할 때마다 강 속에 농축되어 갑니다. 열간 압연 전의 가열에서는 철이 우선적으로 산화되므로 스케일과의 계면에 구리가 농화되고, 구리의 융점(약 1085℃)을 넘으면 액상이 되어 결정립계로 스며들어 균열을 일으킵니다. 주석은 이를 조장합니다. 탄소는 산소를 불어 넣어 일산화탄소로 제거할 수 있으므로, 재생해도 탄소량은 조정할 수 있습니다. 알루미늄은 철보다 훨씬 산화되기 쉬워 오히려 탈산제로 쓰이는 원소로, 정련에서 슬래그로 옮겨 갑니다. 트램프 원소를 억제하려면 스크랩의 분별이나, 혼입이 적은 철원으로 희석하는 방법이 쓰입니다.