JP2002028764A - 鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法および装置 - Google Patents
鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 鉄鋼の連続鋳造において、鋳型から引き出さ
れるスラブの表面温度および表面性状を連続して監視す
ることにより、的確にブレークアウトを予知する監視方
法および装置を提供する。 【解決手段】 先端にピンホールを有するリレーレンズ
を取り付けたＣＣＤカメラにより、鋳型から引き出され
るスラブの表面温度および表面性状を連続して監視し、
検知された表面温度および／または表面性状の異常を検
知することによりブレークアウトを予知することを特徴
とする。鋳型直下に配置された該ＣＣＤカメラにより得
られるビデオ信号から分離された前記スラブの表面性状
を示す映像信号を表示する画像モニター、前記ＣＣＤカ
メラにより得られるビデオ信号から分離された前記表面
温度測定用の輝度信号を温度画像に変換する画像処理装
置、温度画像を表示する画像モニター、温度画像を入力
して連続的に記録する画像記録装置を含んで構成され
る。
れるスラブの表面温度および表面性状を連続して監視す
ることにより、的確にブレークアウトを予知する監視方
法および装置を提供する。 【解決手段】 先端にピンホールを有するリレーレンズ
を取り付けたＣＣＤカメラにより、鋳型から引き出され
るスラブの表面温度および表面性状を連続して監視し、
検知された表面温度および／または表面性状の異常を検
知することによりブレークアウトを予知することを特徴
とする。鋳型直下に配置された該ＣＣＤカメラにより得
られるビデオ信号から分離された前記スラブの表面性状
を示す映像信号を表示する画像モニター、前記ＣＣＤカ
メラにより得られるビデオ信号から分離された前記表面
温度測定用の輝度信号を温度画像に変換する画像処理装
置、温度画像を表示する画像モニター、温度画像を入力
して連続的に記録する画像記録装置を含んで構成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼の連続鋳造に
おけるブレークアウト監視方法および装置に関する。
おけるブレークアウト監視方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼の連続鋳造は、図９に示すように、
レードルからタンディッシュを通って溶鋼を鋳型内に流
入して鋳型（モールド）内で冷却し、さらに鋳型下方に
おいて冷却水噴霧管より冷却水を吹き付けて冷却して、
形成されたスラブをピンチロールにより下方に引き出す
ことにより行われる。通常、鋳型から直下に引き出され
るスラブは、図９に示すように、表面は凝固している
が、内部には未凝固の溶鋼が存在しているため、鋳型内
の冷却が不十分でスラブ表面の殻（シェル）が未発達の
まま引き出されたり、鋳型とシェルの間の摩擦が大きく
シェルに過大な摩擦力が働くと、しばしばシェルが破れ
て溶鋼が流れ出す、いわゆるブレークアウトが生じる。
レードルからタンディッシュを通って溶鋼を鋳型内に流
入して鋳型（モールド）内で冷却し、さらに鋳型下方に
おいて冷却水噴霧管より冷却水を吹き付けて冷却して、
形成されたスラブをピンチロールにより下方に引き出す
ことにより行われる。通常、鋳型から直下に引き出され
るスラブは、図９に示すように、表面は凝固している
が、内部には未凝固の溶鋼が存在しているため、鋳型内
の冷却が不十分でスラブ表面の殻（シェル）が未発達の
まま引き出されたり、鋳型とシェルの間の摩擦が大きく
シェルに過大な摩擦力が働くと、しばしばシェルが破れ
て溶鋼が流れ出す、いわゆるブレークアウトが生じる。
【０００３】ブレークアウトが起きると、大量の溶鋼が
連続鋳造機の周辺に流出して操業に支障を来すこととな
る。このようなことから、鉄鋼の連続鋳造におけるブレ
ークアウトを予知する技術の確立が要望されていたが、
ブレークアウトが起きる鋳型直下の環境は高温で且つ大
量の冷却水がスラブに噴射されていることや、監視装置
をこのような部分に取り付けるのは難しいなどの制約も
あり、実用的な監視装置は開発されていないのが現状で
ある。
連続鋳造機の周辺に流出して操業に支障を来すこととな
る。このようなことから、鉄鋼の連続鋳造におけるブレ
ークアウトを予知する技術の確立が要望されていたが、
ブレークアウトが起きる鋳型直下の環境は高温で且つ大
量の冷却水がスラブに噴射されていることや、監視装置
をこのような部分に取り付けるのは難しいなどの制約も
あり、実用的な監視装置は開発されていないのが現状で
ある。
【０００４】これまで、多数の放射温度計を取り付けて
スラブの温度を計測することによりブレークアウトを予
知しようとする試みがなされたが、温度計の管理が困難
で、ポイントの温度を測定するだけでは予知データが十
分でないなどの理由から実用化が難しく、シェルの厚み
を測定する超音波センサーなどの適用も試みられたが、
同じくポイントの測定ではブレークアウト予知にはデー
タが不足し、実用化に至っていない。
スラブの温度を計測することによりブレークアウトを予
知しようとする試みがなされたが、温度計の管理が困難
で、ポイントの温度を測定するだけでは予知データが十
分でないなどの理由から実用化が難しく、シェルの厚み
を測定する超音波センサーなどの適用も試みられたが、
同じくポイントの測定ではブレークアウト予知にはデー
タが不足し、実用化に至っていない。
【０００５】発明者らは、高温雰囲気で且つ大量の冷却
水がスラブに噴射されている鋳型直下の環境において、
鋳型から引き出されるスラブの表面温度を正確に測定で
き、スラブの表面性状を鮮明にとらえることができる測
定方式について、種々の試験、検討を重ねた結果、先端
にピンホールを有するリレーレンズ付ＣＣＤカメラを使
用することにより、水煙が立ち込める視野の悪い環境下
においても、スラブの表面を正確に監視することが可能
なことを見出した。
水がスラブに噴射されている鋳型直下の環境において、
鋳型から引き出されるスラブの表面温度を正確に測定で
き、スラブの表面性状を鮮明にとらえることができる測
定方式について、種々の試験、検討を重ねた結果、先端
にピンホールを有するリレーレンズ付ＣＣＤカメラを使
用することにより、水煙が立ち込める視野の悪い環境下
においても、スラブの表面を正確に監視することが可能
なことを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に基づいて、装置構成についてさらに検討を加えた結果
としてなされたものであり、その目的は、鉄鋼の連続鋳
造におけるブレークアウトを的確に予知することを可能
にする鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法
および装置を提供することにある。
に基づいて、装置構成についてさらに検討を加えた結果
としてなされたものであり、その目的は、鉄鋼の連続鋳
造におけるブレークアウトを的確に予知することを可能
にする鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法
および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の請求項１による鉄鋼の連続鋳造におけるブ
レークアウト監視方法は、鉄鋼の連続鋳造において、先
端にピンホールを有するリレーレンズを取り付けたＣＣ
Ｄカメラにより、鋳型（モールド）から引き出されるス
ラブの表面温度および表面性状を連続して監視し、検知
された表面温度および／または表面性状の異常を検知す
ることによりブレークアウトを予知することを特徴とす
る。
めの本発明の請求項１による鉄鋼の連続鋳造におけるブ
レークアウト監視方法は、鉄鋼の連続鋳造において、先
端にピンホールを有するリレーレンズを取り付けたＣＣ
Ｄカメラにより、鋳型（モールド）から引き出されるス
ラブの表面温度および表面性状を連続して監視し、検知
された表面温度および／または表面性状の異常を検知す
ることによりブレークアウトを予知することを特徴とす
る。
【０００８】請求項２による鉄鋼の連続鋳造におけるブ
レークアウト監視方法は、請求項１において、前記表面
温度の時間的変化を、予め検知されている正常鋳造時に
おける時間経過に伴う表面温度変化と比較することによ
りブレークアウトを予知することを特徴とする。
レークアウト監視方法は、請求項１において、前記表面
温度の時間的変化を、予め検知されている正常鋳造時に
おける時間経過に伴う表面温度変化と比較することによ
りブレークアウトを予知することを特徴とする。
【０００９】請求項３による鉄鋼の連続鋳造におけるブ
レークアウト監視方法は、請求項１または２において、
前記ＣＣＤカメラにより得られるビデオ信号から分離し
た輝度信号を画像処理することによって温度画像に変換
し、該温度画像中から特定の温度を選択してブレークア
ウト信号とし、選択された特定の温度の変化を監視する
ことによってブレークアウトを予知することを特徴とす
る。
レークアウト監視方法は、請求項１または２において、
前記ＣＣＤカメラにより得られるビデオ信号から分離し
た輝度信号を画像処理することによって温度画像に変換
し、該温度画像中から特定の温度を選択してブレークア
ウト信号とし、選択された特定の温度の変化を監視する
ことによってブレークアウトを予知することを特徴とす
る。
【００１０】本発明の請求項４による鉄鋼の連続鋳造に
おけるブレークアウト監視装置は、鉄鋼の連続鋳造にお
けるブレークアウトを予知する装置であって、鋳型直下
に配置され鋳型から引き出されるスラブの表面温度およ
び表面性状を連続して監視するための先端にピンホール
を有するリレーレンズを取り付けたＣＣＤカメラ、該Ｃ
ＣＤカメラにより得られるビデオ信号から分離された前
記スラブの表面性状を示す映像信号を表示する画像モニ
ター、前記ＣＣＤカメラにより得られるビデオ信号から
分離された前記表面温度測定用の輝度信号を温度画像に
変換する画像処理装置、温度画像を表示する画像モニタ
ー、温度画像を入力して連続的に記録する画像記録装置
を含んで構成されることを特徴とする。
おけるブレークアウト監視装置は、鉄鋼の連続鋳造にお
けるブレークアウトを予知する装置であって、鋳型直下
に配置され鋳型から引き出されるスラブの表面温度およ
び表面性状を連続して監視するための先端にピンホール
を有するリレーレンズを取り付けたＣＣＤカメラ、該Ｃ
ＣＤカメラにより得られるビデオ信号から分離された前
記スラブの表面性状を示す映像信号を表示する画像モニ
ター、前記ＣＣＤカメラにより得られるビデオ信号から
分離された前記表面温度測定用の輝度信号を温度画像に
変換する画像処理装置、温度画像を表示する画像モニタ
ー、温度画像を入力して連続的に記録する画像記録装置
を含んで構成されることを特徴とする。
【００１１】請求項５による鉄鋼の連続鋳造におけるブ
レークアウト監視装置は、請求項４において、前記温度
画像を表示する画像モニターが、現時点および一定時間
前の温度画像を表示する画像モニターと、温度画像中の
特定の温度を時系列的に表示する画像モニターからなる
ことを特徴とする。
レークアウト監視装置は、請求項４において、前記温度
画像を表示する画像モニターが、現時点および一定時間
前の温度画像を表示する画像モニターと、温度画像中の
特定の温度を時系列的に表示する画像モニターからなる
ことを特徴とする。
【００１２】また、請求項６による鉄鋼の連続鋳造にお
けるブレークアウト監視装置は、請求項４または５にお
いて、前記ピンホールからパージガスを噴出させてリレ
ーレンズのレンズの汚れを防止するとともにレンズを冷
却することにより、常時鮮明なスラブ表面の映像を得る
ことができるようにしたことを特徴とする。
けるブレークアウト監視装置は、請求項４または５にお
いて、前記ピンホールからパージガスを噴出させてリレ
ーレンズのレンズの汚れを防止するとともにレンズを冷
却することにより、常時鮮明なスラブ表面の映像を得る
ことができるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の鉄鋼の連続鋳造における
ブレークアウト監視方式の重要な構成要件の一つは、ま
ず、鋳造されるスラブの表面の監視のために、先端にピ
ンホールを有するリレーレンズを取り付けたＣＣＤカメ
ラを使用する点である。環境の悪い鋳型（モールド）直
下のチャンバー内に、前記の白黒またはカラーＣＣＤカ
メラ、好ましくはカラーＣＣＤカメラを設置して、鋳型
から引き出されるスラブの表面を監視することにより正
確な表面温度の測定、表面性状の把握が可能となる。
ブレークアウト監視方式の重要な構成要件の一つは、ま
ず、鋳造されるスラブの表面の監視のために、先端にピ
ンホールを有するリレーレンズを取り付けたＣＣＤカメ
ラを使用する点である。環境の悪い鋳型（モールド）直
下のチャンバー内に、前記の白黒またはカラーＣＣＤカ
メラ、好ましくはカラーＣＣＤカメラを設置して、鋳型
から引き出されるスラブの表面を監視することにより正
確な表面温度の測定、表面性状の把握が可能となる。
【００１４】鋳型直下は、ピンチロールのロールスタン
ドや水冷配管が複雑に交差し、さらにロールやスラブに
冷却水が噴射されてチャンバー内には水煙が立ち込めて
おり視野がきわめて悪い。このような環境下において、
監視カメラをスラブ表面から離して設置すると、配管類
が視野の邪魔となり、また大量の冷却水が視野を遮って
しまう。従って、スラブ表面を監視するためにはカメラ
をスラブ表面に近接させなければならない。
ドや水冷配管が複雑に交差し、さらにロールやスラブに
冷却水が噴射されてチャンバー内には水煙が立ち込めて
おり視野がきわめて悪い。このような環境下において、
監視カメラをスラブ表面から離して設置すると、配管類
が視野の邪魔となり、また大量の冷却水が視野を遮って
しまう。従って、スラブ表面を監視するためにはカメラ
をスラブ表面に近接させなければならない。
【００１５】この目的のために、ＣＣＤカメラに、先端
にピンホールを有するリレーレンズを取り付けた監視カ
メラが好適であり、カメラの保護と視野の確保を両立さ
せることが可能となる。図１に示すように、ＣＣＤカメ
ラ２に取り付けるリレーレンズ１０は、先端に設けた小
さいピンホール１１を通して対象物の像を得るもので、
対物レンズ１２の設計により１００ｄｅｇ程度の広い視
野角が得られるから、リレーレンズ１０の先端をスラブ
表面に近接させても、表面の広い面積を視野に収めるこ
とができる。このために、対物レンズ１２として広角レ
ンズを適用するのが好ましい。１３はリレーレンズ１０
の保護パイプである。
にピンホールを有するリレーレンズを取り付けた監視カ
メラが好適であり、カメラの保護と視野の確保を両立さ
せることが可能となる。図１に示すように、ＣＣＤカメ
ラ２に取り付けるリレーレンズ１０は、先端に設けた小
さいピンホール１１を通して対象物の像を得るもので、
対物レンズ１２の設計により１００ｄｅｇ程度の広い視
野角が得られるから、リレーレンズ１０の先端をスラブ
表面に近接させても、表面の広い面積を視野に収めるこ
とができる。このために、対物レンズ１２として広角レ
ンズを適用するのが好ましい。１３はリレーレンズ１０
の保護パイプである。
【００１６】図２は、スラブ表面の監視のための上記Ｃ
ＣＤカメラ２の配置例を示すものであり、リレーレンズ
１０にガス導入孔１４を設け、リレーレンズ１０の先端
のピンホールからパージガスを噴出させることにより、
レンズの先端をスラブに近接させた場合にも、リレーレ
ンズ１０の冷却効果を保持すると同時に、リレーレンズ
周囲の粉塵や水滴を吹き飛ばし、常にレンズを清浄に保
つことができる。
ＣＤカメラ２の配置例を示すものであり、リレーレンズ
１０にガス導入孔１４を設け、リレーレンズ１０の先端
のピンホールからパージガスを噴出させることにより、
レンズの先端をスラブに近接させた場合にも、リレーレ
ンズ１０の冷却効果を保持すると同時に、リレーレンズ
周囲の粉塵や水滴を吹き飛ばし、常にレンズを清浄に保
つことができる。
【００１７】また、リレーレンズ１０は細いので、チャ
ンバー内のホース類や配管類の狭い隙間からリレーレン
ズを差し込むことができ、ＣＣＤカメラ２の本体は、図
２に示すように、スラブ表面から離して設置することが
できるので、ブレークアウトが起こってもカメラ本体は
保護されることができる。
ンバー内のホース類や配管類の狭い隙間からリレーレン
ズを差し込むことができ、ＣＣＤカメラ２の本体は、図
２に示すように、スラブ表面から離して設置することが
できるので、ブレークアウトが起こってもカメラ本体は
保護されることができる。
【００１８】本発明における他の重要な構成は、ＣＣＤ
カメラのビデオ信号から、輝度信号と映像信号、好まし
くはカラーＣＣＤカメラによるカラー映像信号を分離
し、映像信号からスラブの表面性状を検知するととも
に、輝度信号からスラブの表面温度（分布）を測定する
ようにしたことである。
カメラのビデオ信号から、輝度信号と映像信号、好まし
くはカラーＣＣＤカメラによるカラー映像信号を分離
し、映像信号からスラブの表面性状を検知するととも
に、輝度信号からスラブの表面温度（分布）を測定する
ようにしたことである。
【００１９】ＣＣＤカメラ２として、例えばＮＴＳＣ規
格のものを使用した場合、図３に示すように、Ｙ／Ｃ分
離機能によって、カラー映像信号であるＲＧＢ信号と、
輝度信号であるＹ／Ｃ輝度信号を同時に取り出すことが
できる。
格のものを使用した場合、図３に示すように、Ｙ／Ｃ分
離機能によって、カラー映像信号であるＲＧＢ信号と、
輝度信号であるＹ／Ｃ輝度信号を同時に取り出すことが
できる。
【００２０】ＲＧＢ信号はスラブ表面の監視用信号とし
て使用し、そのまま画像モニター上に表示する。スラブ
表面の画像から、スラブ表面のパウダー流下状態や冷却
水のかかり具合が監視でき、パウダー流下状態が不均一
な場合には、鋳型内壁とスラブとの接触状態が安定せ
ず、過大な引張り力が凝固したスラブのシェルに作用し
ていることを意味し、ブレークアウトの注意信号とな
る。
て使用し、そのまま画像モニター上に表示する。スラブ
表面の画像から、スラブ表面のパウダー流下状態や冷却
水のかかり具合が監視でき、パウダー流下状態が不均一
な場合には、鋳型内壁とスラブとの接触状態が安定せ
ず、過大な引張り力が凝固したスラブのシェルに作用し
ていることを意味し、ブレークアウトの注意信号とな
る。
【００２１】Ｙ／Ｃ輝度信号は、温度測定用信号とし、
画像処理装置に入力する。画像処理装置においては、予
め求めたビデオ信号の電圧と温度との関係から、Ｙ／Ｃ
輝度信号をスラブ表面の温度（分布）画像に変化する。
スラブ表面の温度分布からは、溶鋼が凝固して形成され
るシェルの厚みを監視することができ、スラブ表面の温
度が局部的に高い場合は、その部分でシェルの厚さが不
足していることを意味し、さらに高温ではシェルの強度
も低いのでブレークアウトが生じる危険性がある。詳し
くは、温度画像中の特定温度、例えば最高輝度に対応す
る温度や、特にブレークアウトが生じ易いスラブエッジ
部の温度などに注目し、これら特定温度の１つまたは２
つ以上をブレークアウト信号として使用し、その変化を
監視することによってブレークアウトを予知することが
できる。
画像処理装置に入力する。画像処理装置においては、予
め求めたビデオ信号の電圧と温度との関係から、Ｙ／Ｃ
輝度信号をスラブ表面の温度（分布）画像に変化する。
スラブ表面の温度分布からは、溶鋼が凝固して形成され
るシェルの厚みを監視することができ、スラブ表面の温
度が局部的に高い場合は、その部分でシェルの厚さが不
足していることを意味し、さらに高温ではシェルの強度
も低いのでブレークアウトが生じる危険性がある。詳し
くは、温度画像中の特定温度、例えば最高輝度に対応す
る温度や、特にブレークアウトが生じ易いスラブエッジ
部の温度などに注目し、これら特定温度の１つまたは２
つ以上をブレークアウト信号として使用し、その変化を
監視することによってブレークアウトを予知することが
できる。
【００２２】また、本発明においては、スラブの表面温
度分布からブレークアウトを予知することが可能とな
る。すなわち、前記のように、輝度信号を温度測定用信
号として、これを画像処理して温度（分布）画像とし、
この温度分布を連続的に記録して、現在と一定時間前の
温度分布を比較し、現在の温度分布が一定時間前の温度
分布像より一定レベル以上上昇している部分を抽出し
て、温度上昇の程度からブレークアウトを予知する。
度分布からブレークアウトを予知することが可能とな
る。すなわち、前記のように、輝度信号を温度測定用信
号として、これを画像処理して温度（分布）画像とし、
この温度分布を連続的に記録して、現在と一定時間前の
温度分布を比較し、現在の温度分布が一定時間前の温度
分布像より一定レベル以上上昇している部分を抽出し
て、温度上昇の程度からブレークアウトを予知する。
【００２３】スラブの表面温度は、図４に示すように、
レードルからタンディッシュを通って鋳型へ注入を開始
した直後において最も高く、その後次第に低下する。鋳
型への注入温度は鋼種によって異なるから、スラブ表面
温度の温度変化は鋼種により相違しているが、正常状態
において、表面温度が時間経過とともに低下する温度変
化パターンを有する点では同一であるから、現在の温度
（分布）が一定時間前の温度（分布）に比べて高い場合
にはブレークアウト警報を発すればよく、スラブ表面温
度の時間経過による変化や鋼種による温度変化パターン
を予め検知しておくことなく温度異常を知ることができ
る。
レードルからタンディッシュを通って鋳型へ注入を開始
した直後において最も高く、その後次第に低下する。鋳
型への注入温度は鋼種によって異なるから、スラブ表面
温度の温度変化は鋼種により相違しているが、正常状態
において、表面温度が時間経過とともに低下する温度変
化パターンを有する点では同一であるから、現在の温度
（分布）が一定時間前の温度（分布）に比べて高い場合
にはブレークアウト警報を発すればよく、スラブ表面温
度の時間経過による変化や鋼種による温度変化パターン
を予め検知しておくことなく温度異常を知ることができ
る。
【００２４】さらに、本発明においては、スラブの表面
画像および／または温度画像を一定周期で繰り返し記録
しておくことも重要な特徴点である。この表面画像や温
度画像の記録により、ブレークアウトが発生した場合、
その時点から一周期に相当する過去の一定時間に遡っ
て、スラブの表面性状、温度分布を正確に再現すること
ができ、ブレークアウトの予徴現象を知ることが可能と
なる。
画像および／または温度画像を一定周期で繰り返し記録
しておくことも重要な特徴点である。この表面画像や温
度画像の記録により、ブレークアウトが発生した場合、
その時点から一周期に相当する過去の一定時間に遡っ
て、スラブの表面性状、温度分布を正確に再現すること
ができ、ブレークアウトの予徴現象を知ることが可能と
なる。
【００２５】
【実施例】以下、実施例について説明する。この実施例
は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれ
に限定されるものではない。
は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれ
に限定されるものではない。
【００２６】実施例１ 連続鋳造機の鋳型（モールド）直下に監視カメラを取り
付けて、スラブの表面温度分布および表面性状を検知し
て、ブレークアウトを予知するブレクアウト監視装置の
実施例について説明する。
付けて、スラブの表面温度分布および表面性状を検知し
て、ブレークアウトを予知するブレクアウト監視装置の
実施例について説明する。
【００２７】図５に示すように、鋳型の直下に、鋳型か
ら降下するスラブＳを両側から監視する２台のリレーレ
ンズ付きカラーＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂを配設する。リ
レーレンズの長さは９００ｍｍ、レンズ先端からスラブ
表面までの距離は１５０ｍｍ、リレーレンズの直径は４
５ｍｍで、その外側に直径６５ｍｍの保護パイプが取り
付けられている。ＣＣＤカメラとしてはＲＧＢ３ＣＣＤ
素子型のものを使用する。３素子型のＣＣＤカメラは、
映像が綺麗で、輝度信号のダイナミックレンジ（輝度信
号電圧の最小値と最大値の比）が６０ｄＢ程度（通常の
ＣＣＤカメラに比べて１０ｄＢ以上広い）とれて、モノ
クロカメラと同等のレベルが得られるため温度分布測定
に適しているものである。
ら降下するスラブＳを両側から監視する２台のリレーレ
ンズ付きカラーＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂを配設する。リ
レーレンズの長さは９００ｍｍ、レンズ先端からスラブ
表面までの距離は１５０ｍｍ、リレーレンズの直径は４
５ｍｍで、その外側に直径６５ｍｍの保護パイプが取り
付けられている。ＣＣＤカメラとしてはＲＧＢ３ＣＣＤ
素子型のものを使用する。３素子型のＣＣＤカメラは、
映像が綺麗で、輝度信号のダイナミックレンジ（輝度信
号電圧の最小値と最大値の比）が６０ｄＢ程度（通常の
ＣＣＤカメラに比べて１０ｄＢ以上広い）とれて、モノ
クロカメラと同等のレベルが得られるため温度分布測定
に適しているものである。
【００２８】ＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂは、連続鋳造機の
ピンチロールのロールスタンドの支柱に取り付けられる
（取り付けの詳細は図示せず）。なお、ＣＣＤカメラ
は、ロールスタンドの保守、点検、修理を行うような場
合には、簡単に着脱できるようになっている。また、Ｃ
ＣＤカメラ２Ａ、２Ｂは、ピンホールからパージガスを
噴出させてリレーレンズのレンズの汚れを防止するとと
もに、レンズを冷却することにより常時鮮明なスラブ表
面の映像を得ることができるようになっている。
ピンチロールのロールスタンドの支柱に取り付けられる
（取り付けの詳細は図示せず）。なお、ＣＣＤカメラ
は、ロールスタンドの保守、点検、修理を行うような場
合には、簡単に着脱できるようになっている。また、Ｃ
ＣＤカメラ２Ａ、２Ｂは、ピンホールからパージガスを
噴出させてリレーレンズのレンズの汚れを防止するとと
もに、レンズを冷却することにより常時鮮明なスラブ表
面の映像を得ることができるようになっている。
【００２９】図６に監視装置の構成を示す。図６に示す
ように、２台のＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂからのビデオ信
号は、ターミナルブロック９、ビデオケーブルを通して
監視装置１に導入され、ビデオ信号のうちＲＧＢ信号は
画像モニター４に接続して、スラブ表面の映像監視用に
使用する。Ｙ／Ｃ信号は、画像処理装置３に入力して温
度分布画像に変換され、さらに温度分布画像は疑似カラ
ー信号に変換されて画像モニター４上に表示される。
ように、２台のＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂからのビデオ信
号は、ターミナルブロック９、ビデオケーブルを通して
監視装置１に導入され、ビデオ信号のうちＲＧＢ信号は
画像モニター４に接続して、スラブ表面の映像監視用に
使用する。Ｙ／Ｃ信号は、画像処理装置３に入力して温
度分布画像に変換され、さらに温度分布画像は疑似カラ
ー信号に変換されて画像モニター４上に表示される。
【００３０】温度分布画像は、上記のように画像モニタ
ー４上に表示されるとともに、さらに画像記録装置５に
入力され記録される。６および７は、画像モニター４お
よび画像記録装置５に温度分布画像を分配、分割するた
めの画像分配器および画像分割表示器である。
ー４上に表示されるとともに、さらに画像記録装置５に
入力され記録される。６および７は、画像モニター４お
よび画像記録装置５に温度分布画像を分配、分割するた
めの画像分配器および画像分割表示器である。
【００３１】画像記録装置５において、古い画像は上書
きされて最新の画像に置き換えられ、常に現在より一定
時間過去の温度分布画像が全て記録される。本実施例に
おいて、画像記録装置５には、３０秒間隔で５時間分の
温度分布画像が記録されている。画像記録装置５より、
画像モニター４上に、常に現在の温度分布画像と１時間
前の温度分布画像が４分割画面として出力される。
きされて最新の画像に置き換えられ、常に現在より一定
時間過去の温度分布画像が全て記録される。本実施例に
おいて、画像記録装置５には、３０秒間隔で５時間分の
温度分布画像が記録されている。画像記録装置５より、
画像モニター４上に、常に現在の温度分布画像と１時間
前の温度分布画像が４分割画面として出力される。
【００３２】また、画像処理装置３を介して、温度分布
画像に最高輝度位置に対応する温度の時系列的変化がＰ
Ｃ／ＣＲＴ（パーソナルコンピュータのＣＲＴディスプ
レイ）８上に表示される。最高輝度位置の温度は、スラ
ブ表面の映像が水蒸気や水膜で遮られた場合には図７に
示すように急激に降下するが、このような温度降下は無
視し、図７に示すように、最高温度Ｔの包絡線に注目し
て時間経過による温度変化を表示する。
画像に最高輝度位置に対応する温度の時系列的変化がＰ
Ｃ／ＣＲＴ（パーソナルコンピュータのＣＲＴディスプ
レイ）８上に表示される。最高輝度位置の温度は、スラ
ブ表面の映像が水蒸気や水膜で遮られた場合には図７に
示すように急激に降下するが、このような温度降下は無
視し、図７に示すように、最高温度Ｔの包絡線に注目し
て時間経過による温度変化を表示する。
【００３３】上記スラブ表面温度の時系列変化として、
図７に示すように、現在の温度信号と１時間前の温度信
号との温度差信号（上記最高温度Ｔの差）が同時に表示
される。通常、スラブの表面温度は、レードルからタン
ディッシュを通って鋳型へ溶鋼の注入を開始した直後に
おいて最も高く、その後次第に低下して行き、正常な操
業状態においては、１時間前の温度と現在の温度には１
０℃〜数１０℃程度の差がある。現在の温度がこの値よ
り小さくなった場合にはブレークアウトの警報を発し、
もし１時間前の温度より高くなった場合には危険と判断
し、温度差を正常値に戻すために、スラブの引抜き速度
を遅くするなどの処置をとる。
図７に示すように、現在の温度信号と１時間前の温度信
号との温度差信号（上記最高温度Ｔの差）が同時に表示
される。通常、スラブの表面温度は、レードルからタン
ディッシュを通って鋳型へ溶鋼の注入を開始した直後に
おいて最も高く、その後次第に低下して行き、正常な操
業状態においては、１時間前の温度と現在の温度には１
０℃〜数１０℃程度の差がある。現在の温度がこの値よ
り小さくなった場合にはブレークアウトの警報を発し、
もし１時間前の温度より高くなった場合には危険と判断
し、温度差を正常値に戻すために、スラブの引抜き速度
を遅くするなどの処置をとる。
【００３４】実験用連続鋳造機において、ブレークアウ
トを発生させた場合の温度差信号の時系列変化を図８に
示す。図８に示されるように、ブレークアウト発生より
１０分程度前から最高輝度温度の差が急激に上昇を始め
ているのが認められる。このような実験例から、スラブ
表面温度分布から最高温度を取り出して、現在の温度と
１時間前の温度を比較することによりブレークアウトの
発生を鋭敏に予知し得ることがわかる。ブレークアウト
発生の５時間前から画像記録装置に記録されている温度
分布画像から、温度上昇はスラブのコーナー部から始ま
り、僅か３０秒たらずでブレークアウトに達しているこ
とが確認された。
トを発生させた場合の温度差信号の時系列変化を図８に
示す。図８に示されるように、ブレークアウト発生より
１０分程度前から最高輝度温度の差が急激に上昇を始め
ているのが認められる。このような実験例から、スラブ
表面温度分布から最高温度を取り出して、現在の温度と
１時間前の温度を比較することによりブレークアウトの
発生を鋭敏に予知し得ることがわかる。ブレークアウト
発生の５時間前から画像記録装置に記録されている温度
分布画像から、温度上昇はスラブのコーナー部から始ま
り、僅か３０秒たらずでブレークアウトに達しているこ
とが確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、鉄鋼の
連続鋳造において、先端にピンホールを有するリレーレ
ンズを取り付けたＣＣＤカメラにより、鋳型から引き出
されるスラブの表面温度および表面性状を連続して監視
することにより、的確にブレークアウトを予知するブレ
ークアウト監視方法および装置が提供される。
連続鋳造において、先端にピンホールを有するリレーレ
ンズを取り付けたＣＣＤカメラにより、鋳型から引き出
されるスラブの表面温度および表面性状を連続して監視
することにより、的確にブレークアウトを予知するブレ
ークアウト監視方法および装置が提供される。
【図１】本発明におけるリレーレンズ付きＣＣＤカメラ
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図２】本発明において、リレーレンズ付きＣＣＤカメ
ラをスラブ表面を監視するために配置した図である。
ラをスラブ表面を監視するために配置した図である。
【図３】本発明において、ＣＣＤカメラのビデオ信号を
分割して取り出す態様を示す図である。
分割して取り出す態様を示す図である。
【図４】スラブ表面温度の時間経過による変化を示す図
である。
である。
【図５】本発明におけるリレーレンズ付きＣＣＤカメラ
の具体的配置図である。
の具体的配置図である。
【図６】本発明の監視装置の構成を示す図である。
【図７】鋳型直下のスラブ表面温度の時間経過による変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図８】ブレークアウト発生時の温度差信号の変化を示
す図である。
す図である。
【図９】鉄鋼の連続鋳造の概略を示す図である。
１ 監視装置 ２ ＣＣＤカメラ ３ 画像処理装置 ４ 画像モニター ５ 画像記録装置 ６ 画像分配器 ７ 画像分割表示器 ８ ＰＣ／ＣＲＴ（パーソナルコンピュータ／ＣＲＴデ
ィスプレイ） ９ ターミナルブロック 10 リレーレンズ 11 ピンホール 12 対物レンズ 13 保護パイプ 14 ガス導入孔 Ｓ スラブ
ィスプレイ） ９ ターミナルブロック 10 リレーレンズ 11 ピンホール 12 対物レンズ 13 保護パイプ 14 ガス導入孔 Ｓ スラブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 政所 秀彦 東京都港区北青山一丁目２番３号 東海カ ーボン株式会社内 (72)発明者 金 榮男 大韓民国 慶尚北道浦項市南区槐東洞１番 地 浦項綜合製鐵株式会社内 (72)発明者 姜 永柱 大韓民国 慶尚北道浦項市南区槐東洞１番 地 浦項綜合製鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 4E004 MC11
Claims (6)
- 【請求項１】 鉄鋼の連続鋳造において、先端にピンホ
ールを有するリレーレンズを取り付けたＣＣＤカメラに
より、鋳型から引き出されるスラブの表面温度および表
面性状を連続して監視し、検知された表面温度および／
または表面性状の異常を検知することによりブレークア
ウトを予知することを特徴とする鉄鋼の連続鋳造におけ
るブレークアウト監視方法。 - 【請求項２】 前記表面温度の時間的変化を、予め検知
されている正常鋳造時における時間経過に伴う表面温度
変化と比較することによりブレークアウトを予知するこ
とを特徴とする請求項１記載の鉄鋼の連続鋳造における
ブレークアウト監視方法。 - 【請求項３】 前記ＣＣＤカメラにより得られるビデオ
信号から分離した輝度信号を画像処理することによって
温度画像に変換し、該温度画像中から特定の温度を選択
してブレークアウト信号とし、この選択された特定の温
度の変化を監視することによってブレークアウトを予知
することを特徴とする請求項１または２記載の鉄鋼の連
続鋳造におけるブレークアウト監視方法。 - 【請求項４】 鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト
を予知する装置であって、鋳型直下に配置され鋳型から
引き出されるスラブの表面温度および表面性状を連続し
て監視するための先端にピンホールを有するリレーレン
ズを取り付けたＣＣＤカメラ、該ＣＣＤカメラにより得
られるビデオ信号から分離された前記スラブの表面性状
を示す映像信号を表示する画像モニター、前記ＣＣＤカ
メラにより得られるビデオ信号から分離された前記表面
温度測定用の輝度信号を温度画像に変換する画像処理装
置、温度画像を表示する画像モニター、温度画像を入力
して連続的に記録する画像記録装置を含んで構成される
ことを特徴とする鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウ
ト監視装置。 - 【請求項５】 前記温度画像を表示する画像モニター
が、現時点および一定時間前の温度画像を表示する画像
モニターと、温度画像中の特定の温度を時系列的に表示
する画像モニターからなることを特徴とする請求項４記
載の鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視装置。 - 【請求項６】 前記ピンホールからパージガスを噴出さ
せてリレーレンズのレンズの汚れを防止するとともにレ
ンズを冷却することにより、常時鮮明なスラブ表面の映
像を得ることができるようにしたことを特徴とする請求
項４記載の鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212197A JP2002028764A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212197A JP2002028764A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002028764A true JP2002028764A (ja) | 2002-01-29 |
Family
ID=18708147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000212197A Pending JP2002028764A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 鉄鋼の連続鋳造におけるブレークアウト監視方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002028764A (ja) |
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| RU2809422C2 (ru) * | 2019-02-01 | 2023-12-11 | Норск Хюдро Аса | Способ литья и литейная установка с непосредственным охлаждением слитков |
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-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000212197A patent/JP2002028764A/ja active Pending
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