Valokaariuunien optinen emissiospektri

Tutkimuksen aiheena on teräksen valmistuksessa käytettävistä valokaariuuneista lähtevän valon mittaaminen ja analysointi. Valokaariuunia käytetään valmistettaessa terästä kierrätysteräksestä. Valokaariuuni on perinteisesti ollut hyvin vaikea prosessi ohjata, koska harvat mittalaitteet kestävät valokaariuunin korkeaa lämpötilaa ja suuria magneettikenttiä. Tutkimuksessa selvitettiin uunista lähtevän valon mittausta tapana saada tietoa valokaariuunin ilmiöistä, ja mahdollistaa uusia tapoja ohjata valokaariuuniprosessia.

Tutkimuksessa suoritettiin kokeita sekä laboratoriouuneilla että teollisilla valokaariuuneilla. Laboratoriomittausten tarkoituksena oli tutkia voidaanko valokaaresta lähtevää valoa käyttää sulan teräksen pinnalle muodostuvan kuonan koostumuksen analysoimiseen. Kokeissa pystyttiin mittaamaan kuonan kromipitoisuus tarkkuudella, joka mahdollistaa uusia tapoja ohjata valokaariuuniprosessia.

Tutkimuksen teollinen osuus suoritettiin Outokumpu Stainless Oy:n Tornion tehtaalla. Mittaukset olivat ensimmäiset laatuaan vaihtovirtauuneilla. Tutkimuksissa havaittiin laitteiston kestävän valokaariuunin vaikeat olosuhteet, sekä onnistuttiin keräämään uutta tietoa valokaariuunista. Valokaaresta lähtevän valon analysoinnissa havaittiin kaaren koostumuksen poikkeavan merkittävästi aikaisemmin oletetusta.

Uuden tiedon valossa voidaan kehittää entistä tarkempia malleja valokaariuunille. Lisäksi tutkimuksissa havaittiin romun sulamisen olevan mitattavissa uunista lähtevästä valosta, mikä mahdollistaa uunin ohjaamisen säästäen energiaa ja nopeuttaen prosessia.