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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Uni Linz enwickelt Laser für Stahlproduktion |
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| | | Ein am Institut für Experimentalphysik der Universität Linz entwickeltes Gerät, das auf einem Laser basiert, soll die kontinuierliche Bestimmung der chemischen Struktur und Temperatur von Metallschmelzen, insbesondere von Stahl, ermöglichen. |
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Wie die Johannes Kepler Universität Linz am Donnerstag in einer Aussendung mitteilte, kann das Gerät ohne Unterbrechung des Stahlherstellungsprozesses eingesetzt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit in der Stahlherstellung wesentlich gesteigert werde.
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Entwickelt im Rahmen einer Doktorarbeit
Das Gerät wurde im Rahmen einer Doktorarbeit an der Universität Linz von Johann Gruber zusammen mit Norbert Ramaseder von der VOEST-ALPINE Industrieanlagenbau GmbH&Co unter Mitwirkung von Johannes Heitz (Universität Linz) und dem Leiter des Institutes für Angewandte Physik, Dieter Bäuerle, entwickelt.
Vermarktet wird das neue Gerät von der VOEST-ALPINE Industrieanlagenbau GmbH & Co. Das Projekt wurde vom FFF, dem Fonds zur Förderung der gewerblichen Wirtschaft, unterstützt. |
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Prototyp "vollgestopft" mit Hi-Tech |
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Der Prototyp des Gerätes, dass bereits auch einen Namen hat (VAI-CON¿ Chem) ist "vollgestopft" mit Hi-Tech: Ein so genannter gepulster Laser findet sich ebenso, wie ein hochauflösendes Spektrometer, viele optische Elemente (Spiegel und Linsen), aber auch Detektoren und Sensoren sowie eine ganze Menge Elektronik.
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Chemische Analyse in wenigen Sekunden |
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Das Messprinzip dieses Geräts, das berührungslos arbeitet und für eine komplette chemische Analyse inklusive Temperaturmessung lediglich einige Sekunden benötigt, basiert auf dem Laser.
Dieser Laser sendet kurze intensive Lichtpulse aus, die über ein flexibles Lichtleitsystem zum Stahlkonverter geführt werden und dort in gebündelter Form auf die Stahlschmelze auftreffen.
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Ein "Fingerprint" der Schmelze |
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Winzige Mengen der Stahlschmelze werden dabei "verdampft": Auf Grund der extrem hohen Temperatur, die durch das intensive Laserlicht lokal erzeugt wird, entsteht ein so genanntes Plasma, das seinerseits Licht bei bestimmten Frequenzen emittiert.
Diese Frequenzen wiederum sind charakteristisch für einzelne chemische Elemente, wodurch mit Hilfe des Spektrometers eine Art "Fingerprint" der Schmelze ermittelt werden kann.
Damit lassen sich verschiedene Fragen beantworten: Wie ist das Stahlbad zusammengesetzt, wie ist die Konzentration der einzelnen Elemente in der Stahlschmelze?
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Auch Temperatur messbar
Darüber hinaus lässt sich über die elektromagnetische Strahlung des flüssigen Stahls, quasi über dessen "Farbe", die Temperatur der Schmelze messen. |
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Vorteil gegenüber herkömmlichen Analyseverfahren |
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Bei einem herkömmlichen Analyseverfahren wird aus dem Stahlkonverter manuell eine Probe entnommen und diese dann nach dem Erstarren in einem chemischen Labor analysiert.
Eine solche Messung dauert allerdings einige Minuten und erfordert einen Eingriff in den Stahlherstellungsprozess. Dagegen bedarf es bei dem Linzer Gerät keiner Unterbrechung und das Ergebnis liegt in wenigen Sekunden vor.
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Ersparnis an Zeit, Energie und Geld |
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Die Ersparnis an Zeit, Energie und letztlich an Geld bringe daher eine wesentliche Steigerung in der Wirtschaftlichkeit der Stahlherstellung, meinen die verantwortlichen Forscher.
Zudem ist ihren Angaben zufolge VAI-CON¿ Chem auch bei verschiedensten anderen Arten fester Materialien sowie gasförmiger Stoffe einsetzbar.
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01.01.2010 |
