Evaluation of the Potential of Spectroscopy in Electric Arc Furnaces to Determine the Chemical Composition of Liquid Steel

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Diese Arbeit untersucht die Machbarkeit und das Potential der Methode, die chemische Zusammensetzung der Stahlschmelze in einem Lichtbogenofen (EAF) mittels Atomemissionsspektroskopie zu bestimmen. Im ersten Schritt der Datenverarbeitung werden die vom Spektroskop erhaltenen Spektren geglättet (Savitzky-Golay polynomial smoothing) und die Basislinie mittels Methoden, die auf der „Minimierung nicht-quadratischer Cost-Functions“ und „Penalized Least-Squares“ basieren, entfernt. Im nächsten Schritt werden die entsprechenden chemischen Elemente den Peaks in den Spektren, unter Zuhilfenahme der Online-Datenbank „NIST Atomic Spectra Database“, zugewiesen. Das Erstellen sogenannter „Kalibrierkurven“ ermöglicht es sodann, zu ermitteln, ob eine Korrelation zwischen den beobachteten Daten und den tatsächlichen chemischen Zusammensetzungen der Stahlproben zu verzeichnen ist. Die Versuchsanordnung, welche während dieser Arbeit ersonnen und implementiert wird, umfasst einen EAF im Labormaßstab und ein Spektroskop. Für die experimentelle Durchführung werden Proben aus niedriglegiertem Stahl bekannter chemischer Zusammensetzung verwendet und der Lichtbogen, welcher sich zwischen Elektrode und ebendieser Stahlproben ausbildet, vom Spektroskop erfasst. Die Ergebnisse dieser Arbeit führen zu der Annahme, dass die zur Verfügung stehende Versuchsanordnung keine eindeutigen Rückschlüsse auf eine mögliche Anwendung in einem Industrie-EAF zulässt. Des Weiteren eignet sich der Lichtbogen in einem EAF, aufgrund seiner instabilen Ausbildung, nur bedingt für Atomemissionsspektroskopie.

Details

Titel in ÜbersetzungEvaluierung des Potentials, die chemische Zusammensetzung der Stahlschmelze in einem Lichtbogenofen mittels Spektroskopie zu ermitteln
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung25 Okt. 2019
StatusVeröffentlicht - 2019