JP2020063496A - Molten iron and slag state determination device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、出銑口から流出する出銑滓流の混合状態を判定する銑滓状態判定装置および銑滓状態判定方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pig slag state determination device and a pig slag state determination method for determining a mixed state of a tap slag flow flowing out from a tap port.
鉄鉱石を熱処理することによって鉄を取り出す高炉では、その操業管理等のために、高炉の出銑口から流出する銑滓混合物（以下、「出銑滓流」と適宜に略記する。）の温度が、しばしば測定される。このような出銑滓流の温度を測定する技術の一つが例えば特許文献１に開示されている。 In a blast furnace that takes out iron by heat-treating iron ore, the temperature of the mixture of slag (hereinafter, abbreviated as "deposit slag flow" as appropriate) flowing out from the tap hole of the blast furnace for the purpose of operation management. Is often measured. For example, Patent Document 1 discloses one of the techniques for measuring the temperature of such a tapped slag flow.
この特許文献１に開示された高炉出銑温度測定方法は、高炉に形成された出銑口から流出した溶融物を含む領域の熱放射輝度分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の濃度値を持つ各画素から構成される画像として撮像する撮像工程と、前記撮像工程により撮像された画像の画素毎の濃度と画素数との関係を示す濃度ヒストグラムとして、溶銑の濃度分布と、溶融スラグの濃度分布とを含む濃度ヒストグラムを作成する濃度ヒストグラム作成工程と、前記濃度ヒストグラム作成工程により作成された濃度ヒストグラムに対して、溶銑の濃度分布において画素数が最大となる濃度である溶銑濃度分布ピークの探索範囲を設定する溶銑濃度分布ピーク探索範囲設定工程と、前記溶銑濃度分布ピーク探索範囲設定工程により設定された溶銑濃度分布ピークの探索範囲内で、画素数が最大となる濃度を、前記溶銑濃度分布ピークの濃度として前記濃度ヒストグラムから抽出する溶銑濃度分布ピーク抽出工程と、前記溶銑濃度分布ピーク抽出工程により抽出された溶銑濃度分布ピークの濃度に基づいて、溶銑の温度を導出する溶銑温度導出工程と、を有する。そして、前記溶銑濃度分布ピーク探索範囲設定工程は、予め設定された、前記溶銑の濃度分布において画素数が最大となる濃度である溶銑濃度分布ピークの濃度と、前記溶融スラグの濃度分布における最高の濃度であるスラグ最高濃度と、の比である濃度比の上限値及び下限値と、前記濃度ヒストグラムにより作成された濃度ヒストグラムにおける前記スラグ最高濃度と、に基づいて、前記溶銑濃度分布ピークの探索範囲を導出する。 The blast furnace tapping temperature measurement method disclosed in Patent Document 1 uses a thermal radiance distribution of a region containing a melt flowing out from a tap hole formed in a blast furnace to obtain a concentration for each pixel corresponding to the thermal radiance. As a density histogram showing the relationship between the density of each pixel and the number of pixels of the image captured by the image capturing step, an image capturing step of capturing an image composed of each pixel having a value, and a molten pig metal concentration distribution and molten slag Density histogram creating step for creating a density histogram including the density distribution of the density distribution and the density histogram created by the density histogram creation step, the hot metal density distribution peak being the density at which the number of pixels is maximum in the hot metal density distribution. Hot metal concentration distribution peak search range setting step for setting the search range, and the hot metal concentration distribution set by the hot metal concentration distribution peak search range setting step In the peak search range, the concentration with the maximum number of pixels, the hot metal concentration distribution peak extraction step of extracting from the concentration histogram as the concentration of the hot metal concentration distribution peak, and the hot metal extracted by the hot metal concentration distribution peak extraction step A hot metal temperature deriving step of deriving the temperature of the hot metal based on the concentration of the concentration distribution peak. Then, the hot metal concentration distribution peak search range setting step is preset, the concentration of the hot metal concentration distribution peak, which is the concentration at which the number of pixels is maximum in the hot metal concentration distribution, and the highest in the molten slag concentration distribution. Based on the slag maximum concentration, which is the concentration, and the upper and lower limits of the concentration ratio, which is the ratio, and the slag maximum concentration in the concentration histogram created by the concentration histogram, based on the hot metal concentration distribution peak search range Derive.
ところで、前記特許文献１に開示された高炉出銑温度測定方法は、前記濃度ヒストグラムが２個のピークを備えて成る双峰性のプロファイルを持つ場合には、比較的良好に温度を測定できる。しかしながら、実際に測定すると、必ずしも、前記双峰性のプロファイルを持つ濃度ヒストグラムが得られるとは限らず、例えばなだらかに変化するプロファイルを持つ濃度ヒストグラムに成ってしまい、温度の測定が難しい場合があった。特に、出銑滓流は、溶銑と溶滓（溶融スラグ）とが混じり合い、溶銑上に、半透明な溶滓が乗るため、出銑滓流の表面から見た溶銑の放射率は、見かけの値となってしまう。しかも、通常、場所（領域）ごとに、溶銑上に乗る溶滓の厚さが異なるため、見かけの放射率も場所（領域）ごとに変化してしまい、一層、温度の測定が難しい。このため、出銑滓流の温度をより精度良く測定するためには、まず、出銑滓流の混合状態を判定することが重要である。 By the way, the blast furnace tapping temperature measuring method disclosed in Patent Document 1 can relatively well measure the temperature when the concentration histogram has a bimodal profile including two peaks. However, when actually measured, a concentration histogram having the above-mentioned bimodal profile is not always obtained, and for example, a concentration histogram having a gently changing profile is formed, which may make temperature measurement difficult. It was In particular, the molten pig iron flow is a mixture of molten pig metal and molten slag (molten slag), and the translucent molten slag rides on the molten pig iron, so the emissivity of the molten pig iron seen from the surface of the molten pig iron flow is apparent It becomes the value of. Moreover, since the thickness of the molten slag on the molten pig iron is usually different for each place (region), the apparent emissivity also changes for each place (region), and it is more difficult to measure the temperature. Therefore, in order to measure the temperature of the tapped slag stream with higher accuracy, it is important to first determine the mixed state of the tapped slag stream.
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、出銑滓流の混合状態を判定できる銑滓状態判定装置および銑滓状態判定方法を提供することである。 The present invention is an invention made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a pig slag state determination device and a pig slag state determination method that can determine a mixed state of a tap slag flow.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる銑滓状態判定装置は、出銑滓流の熱放射輝度分布を、当該熱放射輝度に対応する画素ごとの画素値を持つ各画素から構成される対象画像として撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された対象画像における前記出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域を設定する設定部と、前記設定部で設定された評価領域における最大画素値および最小画素値する抽出部と、前記抽出部で抽出した最大画素値と最小画素値との比に基づいて、前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定する状態判定部とを備える。好ましくは、上述の銑滓状態判定装置において、前記状態判定部は、前記最大画素値に対する前記最小画素値の比と、予め設定された所定の第１閾値（第１判定閾値）とを比較し、前記比が前記第１閾値以上である場合に、前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定する。前記溶滓リッチな状態とは、表面から見た場合、実質的に溶銑の影響を受けない溶滓ばかりに見え、銑滓状態判定装置の仕様に応じて許容される、見かけの放射率が溶滓の放射率とみなせる状態である。好ましくは、上述の銑滓状態判定装置において、前記状態判定部は、前記最大画素値に対する前記最小画素値の比と、予め設定された所定の第２閾値（第２判定閾値）とを比較し、前記比が前記第２閾値以下である場合に、前記混合状態として前記溶滓リッチな状態を除く他の状態（溶滓と溶銑とが入り混じった状態および溶銑リッチな状態のいずれかの状態）と判定する。前記溶銑リッチな状態とは、表面から見た場合、実質的に溶滓の影響を受けない溶銑ばかりに見え、銑滓状態判定装置の仕様に応じて許容される、見かけの放射率が溶銑の放射率とみなせる状態である。前記入り混じった状態とは、前記溶滓リッチな状態と前記溶銑リッチな状態との間の状態である。好ましくは、上述の銑滓状態判定装置において、前記状態判定部は、前記最大画素値に対する前記最小画素値の比と、予め設定された所定の第１範囲（第１判定範囲）とを比較し、前記比が前記第１範囲内である場合に、前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定する。好ましくは、上述の銑滓状態判定装置において、前記状態判定部は、前記最大画素値に対する前記最小画素値の比と、予め設定された所定の第２範囲（第２判定範囲）とを比較し、前記比が前記第２範囲内である場合に、前記混合状態として前記溶滓リッチな状態を除く他の状態（溶滓と溶銑とが入り混じった状態および溶銑リッチな状態のいずれかの状態）と判定する。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object can be achieved by the following invention. That is, the pig slag state determination device according to an aspect of the present invention, the thermal radiance distribution of the pig iron flow, as a target image composed of each pixel having a pixel value for each pixel corresponding to the thermal radiance An image capturing unit that captures an image, a setting unit that sets an evaluation region of a predetermined size in the image of the molten pig iron flow in the target image captured by the image capturing unit, and a maximum pixel in the evaluation region set by the setting unit A value and a minimum pixel value extraction unit, based on the ratio of the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted by the extraction unit, a state determination unit that determines the mixed state of the hot metal and the molten metal in the molten pig iron flow. Equipped with. Preferably, in the above-mentioned pig slag state determination device, the state determination unit compares a ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset first threshold value (first determination threshold value). When the ratio is equal to or more than the first threshold value, it is determined that the mixed state is rich in molten slag. The molten slag-rich state means that when viewed from the surface, it looks like molten slag that is substantially unaffected by the molten pig iron, and the apparent emissivity that is allowed according to the specifications of the molten smelt state determination device It is a state that can be regarded as the emissivity of slag. Preferably, in the above-mentioned pig slag state determination device, the state determination unit compares a ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset second threshold value (second determination threshold value). , When the ratio is less than or equal to the second threshold value, other states except the molten slag rich state as the mixed state (either a state in which molten slag and hot metal are mixed and a state in which molten metal is rich) ) Is determined. The hot metal rich state, when viewed from the surface, only looks like hot metal that is substantially unaffected by the molten metal, and is allowed according to the specifications of the molten metal state determination device, the apparent emissivity of the molten metal is It can be regarded as emissivity. The mixed state is a state between the molten slag rich state and the molten pig iron rich state. Preferably, in the above-mentioned pig slag state determination device, the state determination unit compares a ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset first range (first determination range). When the ratio is within the first range, it is determined that the mixed state is rich in slag. Preferably, in the above-mentioned pig slag state determination device, the state determination unit compares a ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset second range (second determination range). , When the ratio is within the second range, other states except the molten slag rich state as the mixed state (either a state in which molten slag and hot metal are mixed or a state in which the molten metal is rich) ) Is determined.
一般に、溶銑の放射率が約０．４程度であり、溶滓の放射率が約０．９〜０．９５程度であると考えられている。通常、出銑滓流は、溶銑と溶滓とが混じり合い、見かけの放射率も場所（領域）ごとに変化しているが、出銑滓流全体の中には、溶銑上に乗る溶滓でも、表面から充分な厚さを有する結果、表面から見た場合、実質的に前記溶銑の影響を受けない溶滓のみに見える領域（実効溶滓領域）が存在すると考えられ、対象画像の評価領域の中で最も明るい箇所を前記実効溶滓領域に比定することが最も確からしい。一方、出銑滓流全体の中には、溶銑上に溶滓が乗らない、あるいは、溶銑上に溶滓が乗っている場合でも、表面から見た場合、実質的に前記溶滓の影響を受けない溶銑のみに見える領域（実効溶銑領域）が存在すると考えられ、対象画像の評価領域の中で最も暗い箇所を前記実効溶銑領域に比定することが最も確からしい。このため、通常の、溶銑と溶滓とが混じり合って見かけの放射率も場所（領域）ごとに変化している出銑滓流では、最大画素値と最小画素値との比、例えば、最大画素値に対する最小画素値の比は、上記から、０．４を（０．９〜０．９５）で割った約０．４５前後に落ち着くと考えられる。その一方で、ときとして、出銑滓流が、表面から見た場合、実質的に溶銑の影響を受けない溶滓ばかりに見える状態（溶滓リッチな状態）になることがある。この場合では、最小画素値が最大画素値に近づき、最大画素値に対する最小画素値の比は、前記約０．４５前後より大きな値になると考えられる。このため、上記銑滓状態判定装置は、最大画素値と最小画素値との比に基づいて、出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定できる。 Generally, it is considered that the emissivity of molten pig iron is about 0.4 and the emissivity of molten slag is about 0.9 to 0.95. Normally, the molten pig iron and slag are mixed in the slag stream, and the apparent emissivity also changes from place to place (region). However, in the whole slag stream, the molten slag on the molten pig iron is included. However, as a result of having a sufficient thickness from the surface, when viewed from the surface, it is considered that there is a region (effective molten metal region) that can be seen only in the molten metal that is not substantially affected by the hot metal. It is most certain that the brightest part of the area is determined as the effective slag area. On the other hand, in the entire slag stream, no molten slag is found on the hot metal, or even when the molten slag is on the hot metal, when viewed from the surface, the effect of the slag is substantially It is considered that there is a region (effective hot metal region) that can be seen only by the hot metal that is not exposed, and it is most probable that the darkest part of the evaluation region of the target image is compared with the effective hot metal region. For this reason, in a normal hot metal flow in which the hot metal and the slag are mixed and the apparent emissivity changes for each place (area), the ratio of the maximum pixel value to the minimum pixel value, for example, the maximum From the above, it is considered that the ratio of the minimum pixel value to the pixel value settles at about 0.45 obtained by dividing 0.4 by (0.9 to 0.95). On the other hand, sometimes, the slag flow from the surface may be in a state where the slag stream is substantially unaffected by the hot metal (smelt-rich state) when viewed from the surface. In this case, it is considered that the minimum pixel value approaches the maximum pixel value, and the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value becomes a value larger than about 0.45. For this reason, the above-mentioned pig slag state determination device can determine the mixed state of the hot metal and the slag in the tap slag flow based on the ratio between the maximum pixel value and the minimum pixel value.
他の一態様では、上述の銑滓状態判定装置において、前記抽出部は、前記設定部で設定された評価領域における最小画素値から下位一定割合の画素値までを代表する下位画素代表値を前記最小画素値として求め、前記設定部で設定された評価領域における最大画素値から上位一定割合の画素値までを代表する上位画素代表値を前記最大画素値として求める。 In another aspect, in the above-described slag state determination device, the extraction unit is a lower pixel representative value representing from a minimum pixel value in the evaluation area set by the setting unit to a pixel value of a lower fixed ratio. The maximum pixel value is obtained as the minimum pixel value, and the upper pixel representative value representing from the maximum pixel value in the evaluation area set by the setting unit to the pixel value of the upper fixed ratio is obtained as the maximum pixel value.
このような銑滓状態判定装置は、下位画素代表値で前記最小画素値を求め、上位画素代表値で前記最大画素値を求めるので、ロバスト性を向上でき、ノイズ耐性が高く、より安定した判定結果を得ることができる。 Such a slag state determining device obtains the minimum pixel value with the lower pixel representative value and obtains the maximum pixel value with the upper pixel representative value, so that robustness can be improved, noise resistance is high, and more stable determination is possible. The result can be obtained.
他の一態様では、これら上述の銑滓状態判定装置において、前記状態判定部は、前記最大画素値に対する前記最小画素値の比と、予め設定された所定の閾値または範囲とを比較し、前記比が前記閾値以上または前記範囲内である場合に、前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定し、前記状態判定部が前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定した場合に、予め求めた、最大画素値と溶銑温度との対応関係と前記最大画素値とから、溶銑温度を求める温度演算部をさらに備える。 In another aspect, in these pig iron state determination devices, the state determination unit compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value, and a preset predetermined threshold value or range, When the ratio is equal to or more than the threshold value or within the range, it is determined that the mixed state is a molten-salt-rich state, and if the state determination unit determines that the mixed state is a molten-rich state, it is determined in advance. Further, it further comprises a temperature calculation unit for obtaining the hot metal temperature from the correspondence between the maximum pixel value and the hot metal temperature and the maximum pixel value.
発明者は、種々検討した結果、出銑滓流が溶滓リッチな状態である場合に、表面から見た場合に溶銑は見えないが、溶銑も溶滓とともに出銑滓流に含まれるため、最大画素値（最大画素値に基づいて求めることができる溶滓温度）と溶銑温度とに相関性があることを見出した。上記銑滓状態判定装置は、出銑滓流が溶滓リッチな状態である場合でも、予め求めた、互いに相関する最大画素値と溶銑温度との対応関係を用い、前記抽出部で抽出した最大画素値から溶銑温度を求めることができる。 The inventor, as a result of various examinations, when the molten pig iron flow is in a molten metal rich state, the molten iron is not visible when viewed from the surface, but since the molten iron is also included in the molten pig iron flow together with the molten metal, It was found that there is a correlation between the maximum pixel value (the molten slag temperature that can be obtained based on the maximum pixel value) and the hot metal temperature. The above-mentioned pig slag state determination device, even when the tap slag flow is in a slag rich state, previously obtained, using the corresponding relationship between the maximum pixel value and the hot metal temperature that are correlated with each other, the maximum extracted by the extraction unit The hot metal temperature can be obtained from the pixel value.
本発明の他の一態様にかかる出銑温度測定方法は、出銑滓流の熱放射輝度分布を、当該熱放射輝度に対応する画素ごとの画素値を持つ各画素から構成される対象画像として撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像された対象画像における前記出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域を設定する設定工程と、前記設定工程で設定された評価領域における最大画素値および最小画素値する抽出工程と、前記抽出工程で抽出した最大画素値と最小画素値との比に基づいて、前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定する状態判定工程とを備える。 A pig iron temperature measuring method according to another aspect of the present invention, a thermal radiance distribution of the pig iron slag flow as a target image composed of each pixel having a pixel value for each pixel corresponding to the thermal radiance An image capturing step of capturing an image, a setting step of setting an evaluation area of a predetermined size in the image of the pig-iron flow in the target image captured in the image capturing step, and a maximum pixel in the evaluation area set in the setting step. A value and a minimum pixel value extraction step, based on the ratio of the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted in the extraction step, a state determination step of determining the mixed state of the hot metal and the molten metal in the tapped slag flow, Equipped with.
通常の、溶銑と溶滓とが混じり合った状態の出銑滓流では、最大画素値と最小画素値との比、例えば、最大画素値に対する最小画素値の比は、０．４５前後に落ち着くと考えられる一方で、溶滓リッチな状態の出銑滓流は、最大画素値に対する最小画素値の比は、０．４５前後より大きな値になると考えられる。このため、上記銑滓状態判定方法は、最大画素値と最小画素値との比に基づいて、出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定できる。 In a normal molten pig iron flow in a state where hot metal and molten metal are mixed, the ratio between the maximum pixel value and the minimum pixel value, for example, the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value settles around 0.45. On the other hand, it is considered that the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value is larger than about 0.45 in the molten pig iron slag flow in the molten metal rich state. Therefore, the above-mentioned pig slag state determination method can determine the mixed state of the hot metal and the slag in the tap slag flow, based on the ratio of the maximum pixel value and the minimum pixel value.
本発明にかかる銑滓状態判定装置および銑滓状態判定方法は、出銑滓流の混合状態を判定できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The pig slag state determining apparatus and the pig slag state determining method according to the present invention can determine the mixed state of the discharged pig iron stream.
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that in each of the drawings, the components denoted by the same reference numerals indicate the same components, and the description thereof will be appropriately omitted. In the present specification, reference numerals without suffixes are used for generic names, and reference numerals with suffixes are used when referring to individual components.
図１は、実施形態における銑滓状態判定装置の構成を示すブロック図である。図２は、前記銑滓状態判定装置によって判定される出銑滓流が流出する様子を説明するための図である。図３は、溶滓リッチな状態において、最大画素値と溶銑温度との関係を示す図である。図３の横軸は、最大画素値であり、その縦軸は、温度である。図４は、出銑滓流の対象画像の一例を示す図である。図４Ａは、溶滓リッチな状態での出銑滓流の対象画像を示し、図４Ｂは、通常の、溶銑と溶滓とが混じり合った状態での出銑滓流の対象画像を示す。図５は、出銑滓流における最小画素値と最大画素値との意義を説明するために、出銑滓流の一部断面を模式的に示す図である。図６は、一例として、出銑滓流における最大画素値に対する最小画素値の比を示す図である。図７は、他の一例として、出銑滓流における最大画素値に対する最小画素値の比を示す図である。図６および図７における各横軸は、時間であり、それら各縦軸は、最大画素値に対する最小画素値の比である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pig-slag state determination device according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining how the discharged pig iron stream determined by the pig iron state determination device flows out. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the maximum pixel value and the hot metal temperature in the molten metal rich state. The horizontal axis of FIG. 3 is the maximum pixel value, and the vertical axis thereof is the temperature. FIG. 4 is a diagram showing an example of a target image of the pig-iron flow. FIG. 4A shows a target image of the tap slag flow in a state where the slag is rich, and FIG. 4B shows a target image of the tap slag flow in a state where normal molten pig metal and slag are mixed. FIG. 5 is a diagram schematically showing a partial cross section of the tap slag flow in order to explain the significance of the minimum pixel value and the maximum pixel value in the tap slag flow. FIG. 6 is a diagram showing, as an example, a ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value in the pig-iron flow. FIG. 7 is a diagram showing, as another example, the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value in the pig-iron flow. Each horizontal axis in FIGS. 6 and 7 is time, and each vertical axis thereof is a ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value.
本実施形態における銑滓状態判定装置Ｄは、高炉の出銑口から流出する銑滓混合物（以下、「出銑滓流」と適宜に略記する。）を撮像することによって得られた前記出銑滓流の対象画像に基づいて前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定する装置である。そして、本実施形態では、銑滓状態判定装置Ｄは、出銑滓流を溶滓リッチな状態と判定した場合に、さらに、最大画素値に基づいて溶銑温度を求める。前記銑滓混合物（出銑滓流）は、溶銑と溶滓（溶融スラグ）との混合物であり、高炉の出銑口から高温の流体状で流出される。このような銑滓状態判定装置Ｄは、例えば、図１に示すように、撮像部１と、制御処理部２と、記憶部３とを備え、本実施形態では、さらに、入力部４と、出力部５と、インターフェース部（ＩＦ部）６とを備える。 The pig iron state determination device D in the present embodiment obtains the pig iron mixture obtained by capturing an image of the pig iron mixture flowing from the tap hole of the blast furnace (hereinafter, abbreviated as "deposit pig stream" as appropriate). An apparatus for determining a mixed state of hot metal and slag in the tapped slag flow based on a target image of the slag flow. Then, in the present embodiment, the pig iron state determination device D further obtains the pig iron temperature based on the maximum pixel value when the pig iron slag flow is determined to be in the molten pig rich state. The above-mentioned pig slag mixture (a tap slag stream) is a mixture of hot metal and slag (molten slag), and is discharged in a high temperature fluid form from the tap hole of a blast furnace. Such a pig slag state determination device D includes, for example, as shown in FIG. 1, an imaging unit 1, a control processing unit 2, and a storage unit 3, and in the present embodiment, further an input unit 4 and An output unit 5 and an interface unit (IF unit) 6 are provided.
撮像部１は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、出銑滓流の熱放射輝度分布を、当該熱放射輝度に対応する画素ごとの画素値を持つ各画素から構成される対象画像として撮像する装置である。撮像部１は、出銑滓流の対象画像を制御処理部２へ出力する。撮像部１は、例えば、被写体における光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記被写体における光学像を電気的な信号に変換するエリアイメージセンサ、および、エリアイメージセンサの出力を画像処理することで前記被写体における画像を表すデータである画像データを生成する画像処理回路等を備えるデジタルカメラ等である。撮像部１は、静止画を生成するスチルカメラであって良く、また、動画像を生成するビデオカメラ（ムービーカメラ）であって良い。 The imaging unit 1 is connected to the control processing unit 2 and, under the control of the control processing unit 2, configures the thermal radiance distribution of the pig-iron flow from each pixel having a pixel value for each pixel corresponding to the thermal radiance. It is a device that captures a target image to be captured. The imaging unit 1 outputs the target image of the pig-iron flow to the control processing unit 2. The image pickup unit 1 is, for example, an imaging optical system that forms an optical image of a subject on a predetermined image forming surface, and is arranged with the light receiving surface aligned with the image forming surface. The digital camera and the like include an area image sensor for converting into a signal and an image processing circuit for generating image data that is data representing an image of the subject by performing image processing on the output of the area image sensor. The image pickup unit 1 may be a still camera that produces a still image, or a video camera (movie camera) that produces a moving image.
撮像部１は、例えば、図２に示すように、高炉ＳＦに形成された出銑口ＰＨから、出銑樋カバーＣＶを備える出銑樋ＳＧへ、流出する出銑滓流ＰＳを撮像できるように適宜に配設される。出銑滓流ＰＳは、比較的高速に出銑口ＰＨから流出するので、撮像部１は、この出銑滓流ＰＳの流出速度に応じた速度で撮像可能に構成される。撮像部１は、銑滓状態判定装置Ｄにおける他の各部２〜６とともに図略の筐体に収容され、前記他の各部２〜６と一体に構成されて良いが、本実施形態では、撮像部１は、前記他の各部２〜６とは、別体に構成され、撮像部１は、前記出銑滓流ＰＳを撮像できるように、前記他の各部２〜６から遠隔に配置され、有線または無線によって制御処理部２と通信可能に接続される。 For example, as shown in FIG. 2, the imaging unit 1 can capture an image of the tapped metal flow PS flowing out from the tapped hole PH formed in the blast furnace SF to the tapped metal SG SG provided with the tapped gutter cover CV. Are appropriately arranged. Since the tapped slag flow PS flows out from the tapped hole PH at a relatively high speed, the imaging unit 1 is configured to be able to image at a speed according to the outflow speed of the tapped slag flow PS. The image pickup unit 1 may be housed in a casing (not shown) together with the other units 2 to 6 in the pig-iron condition determination device D, and may be configured integrally with the other units 2 to 6, but in the present embodiment, the image pickup is performed. The unit 1 is configured separately from each of the other units 2 to 6, and the imaging unit 1 is arranged remotely from each of the other units 2 to 6 so as to be able to capture an image of the pig iron slag flow PS. It is communicably connected to the control processing unit 2 by wire or wirelessly.
図１に戻って、入力部４は、制御処理部２に接続され、例えば、混合状態の判定や温度の測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば評価領域の設定入力等の混合状態の判定や温度を測定する上で必要な各種データを銑滓状態判定装置Ｄに入力する装置であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。出力部５は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、入力部４から入力されたコマンドやデータ、および、当該銑滓状態判定装置Ｄによって判定された混合状態やその求められた温度等を出力する装置であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示装置）および有機ＥＬディスプレイ等の表示部（表示装置）や、プリンタ等の印刷装置等である。 Returning to FIG. 1, the input unit 4 is connected to the control processing unit 2 and, for example, various commands such as a command for instructing the determination of the mixed state and the start of the temperature measurement, and the mixed input such as the setting input of the evaluation area. It is a device for inputting various data necessary for state determination and temperature measurement to the pig-iron state determination device D, and is, for example, a plurality of input switches to which predetermined functions are assigned, a keyboard and a mouse. The output unit 5 is connected to the control processing unit 2, and under the control of the control processing unit 2, the command and data input from the input unit 4, and the mixed state determined by the pig-slag state determination device D and the determination thereof. The device is a device that outputs the obtained temperature and the like, and is, for example, a display unit (display device) such as a CRT display, an LCD (liquid crystal display device) and an organic EL display, or a printing device such as a printer.
ＩＦ６は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、例えば、外部の機器との間でデータを入出力する回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。また、ＩＦ部６は、例えば、データ通信カードや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路等の、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であっても良い。 The IF 6 is a circuit that is connected to the control processing unit 2 and that inputs and outputs data to and from an external device under the control of the control processing unit 2, for example, an interface circuit of RS-232C that is a serial communication system. , An interface circuit using the Bluetooth (registered trademark) standard, an interface circuit using the USB (Universal Serial Bus) standard, and the like. Further, the IF unit 6 may be, for example, a communication interface circuit that transmits and receives a communication signal to and from an external device, such as a data communication card or a communication interface circuit conforming to the IEEE 802.11 standard.
記憶部３は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、銑滓状態判定装置Ｄの各部１、３〜６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、撮像部１で撮像された対象画像における出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域ＲＯＩを設定する設定プログラムや、前記設定プログラムで設定された評価領域ＲＯＩにおける最大画素値（最も明るい画素値、最大輝度値）および最小画素値（最も暗い画素値、０より大きい値での最小輝度値）を抽出する抽出プログラムや、前記抽出プログラムで抽出した最大画素値と最小画素値との比に基づいて、出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定する状態判定プログラムや、前記状態判定プログラムが後述のように前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定した場合に、予め求めた、最大画素値と溶銑温度との対応関係と前記抽出プログラムで抽出した最大画素値とから、溶銑温度を求める温度演算プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。本実施形態では、温度演算プログラムは、さらに、前記状態判定プログラムが後述のように前記混合状態として溶滓リッチな状態を除く他の状態と判定した場合に、前記抽出プログラムで抽出した最大画素値に基づいて、出銑滓流に含まれる溶滓の溶滓温度を求め、前記抽出プログラムで抽出した最小画素値に基づいて、出銑滓流に含まれる溶銑の溶銑温度を求める。前記各種の所定のデータには、例えば対象画像や校正情報や温度変換情報等の、各プログラムを実行する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部３は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。記憶部３は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部２のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。なお、記憶部３は、比較的大きな記憶容量を持つハードディスク装置を備えても良い。 The storage unit 3 is a circuit which is connected to the control processing unit 2 and stores various predetermined programs and various predetermined data under the control of the control processing unit 2. The various predetermined programs include, for example, a control program for controlling each of the units 1, 3 to 6 of the pig-slag state determination device D according to the function of each unit, and an output in the target image captured by the image capturing unit 1. A setting program for setting an evaluation area ROI of a predetermined size in the image of the slag and a maximum pixel value (brightest pixel value, maximum brightness value) and minimum pixel value (in the evaluation area ROI set by the setting program) Based on the extraction program for extracting the darkest pixel value, the minimum brightness value at a value greater than 0, and the ratio of the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted by the extraction program, the hot metal and the molten metal in the molten pig iron stream are melted. A state determination program for determining the mixed state with the slag, and the state determination program, if it is determined as a molten slag-rich state as the mixed state as described below, determined in advance, And a maximum pixel value extracted in correspondence to the extracted program with a large pixel value and the hot metal temperature, include control processing program temperature calculation programs for obtaining the molten iron temperature. In the present embodiment, the temperature calculation program further includes the maximum pixel value extracted by the extraction program when the state determination program determines that the mixed state is other than the molten slag-rich state as described below. On the basis of the above, the molten metal temperature of the molten metal contained in the molten pig iron flow is obtained, and the molten metal temperature of the molten pig iron contained in the molten pig iron flow is calculated based on the minimum pixel value extracted by the extraction program. The various types of predetermined data include, for example, target images, calibration information, temperature conversion information, and other data necessary for executing each program. The storage unit 3 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) which is a non-volatile storage element and an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) which is a rewritable non-volatile storage element. The storage unit 3 includes a RAM (Random Access Memory) or the like serving as a working memory of a so-called control processing unit 2 that stores data and the like generated during execution of the predetermined program. The storage unit 3 may include a hard disk device having a relatively large storage capacity.
そして、記憶部３は、前記校正情報を記憶する校正情報記憶部３１および前記温度変換情報を記憶する温度変換情報記憶部３２を機能的に備える。 The storage unit 3 functionally includes a calibration information storage unit 31 that stores the calibration information and a temperature conversion information storage unit 32 that stores the temperature conversion information.
前記校正情報は、いわゆる黒体炉を前記撮像部１で撮像することによって得られた画像の画素値と前記黒体炉の黒体放射輝度の輝度値との第１対応関係であり、例えば、互いに異なる複数の温度それぞれで、前記黒体炉を前記撮像部１で撮影することによって予め作成される。前記黒体放射輝度の輝度値は、温度の関数であるので、前記校正情報は、黒体炉を前記撮像部１で撮像することによって得られた画像の画素値と前記黒体炉の温度との対応関係となる。例えば、前記対象画像における各画素の各画素値を、前記校正情報によって、各輝度値へ変換することによって、熱放射輝度の輝度画像、すなわち、温度画像が生成できる。前記校正情報は、前記第１対応関係を表す関係式の形式で校正情報記憶部３１に記憶されて良く、あるいは、前記第１対応関係を表すテーブルの形式で校正情報記憶部３１に記憶されて良い。 The calibration information is a first correspondence relationship between a pixel value of an image obtained by capturing an image of a so-called black body furnace by the image capturing unit 1 and a brightness value of a black body radiance of the black body furnace, for example, It is created in advance by imaging the black body furnace with the imaging unit 1 at each of a plurality of different temperatures. Since the brightness value of the black body radiance is a function of temperature, the calibration information includes the pixel value of an image obtained by capturing an image of the black body furnace by the image capturing unit 1 and the temperature of the black body furnace. It becomes the correspondence of. For example, by converting each pixel value of each pixel in the target image into each brightness value by the calibration information, a brightness image of thermal radiance, that is, a temperature image can be generated. The calibration information may be stored in the calibration information storage unit 31 in the form of a relational expression representing the first correspondence relationship, or may be stored in the calibration information storage unit 31 in the form of a table representing the first correspondence relationship. good.
前記温度変換情報は、出銑滓流が溶滓リッチな状態である場合における、最大画素値と溶銑温度との第２対応関係であり、複数のサンプルを用いることによって予め求められる。出銑滓流が溶滓リッチな状態である場合、表面から見た場合に溶銑は見えないが、溶銑も溶滓とともに出銑滓流に含まれるため、最大画素値（最大画素値に基づいて求めることができる溶滓温度）と溶銑温度とに相関性があるとの知見から、後述の温度演算部２５で出銑滓流が溶滓リッチな状態である場合に溶銑温度を求めるために、前記温度変換情報を予め求め、記憶部３に記憶しておくものである。前記温度変換情報の一例が図３に示されている。図３に示す例では、最大画素値ｘと溶銑温度ｙとは、線形回帰直線によれば、相関係数Ｒとして、ｙ＝０．６２２４ｘ＋１４０４．６、Ｒ２＝０．９５６７の関係にある。前記温度変換情報は、このように前記第２対応関係を表す関係式の形式で温度変換情報記憶部３２に記憶されて良く、あるいは、前記第２対応関係を表すテーブルの形式で温度変換情報記憶部３２に記憶されて良い。 The temperature conversion information is a second correspondence relationship between the maximum pixel value and the hot metal temperature when the molten pig iron flow is in a molten metal rich state, and is obtained in advance by using a plurality of samples. When the molten pig iron stream is in a molten metal rich state, the molten pig iron cannot be seen from the surface, but since the molten pig iron is also included in the molten pig iron stream together with the molten metal, the maximum pixel value (based on the maximum pixel value From the knowledge that there is a correlation between the hot metal temperature and the hot metal temperature that can be obtained, in order to obtain the hot metal temperature in the temperature calculation unit 25, which will be described later, when the tap hot metal flow is in a hot metal rich state, The temperature conversion information is obtained in advance and stored in the storage unit 3. An example of the temperature conversion information is shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the maximum pixel value x and the hot metal temperature y have a correlation coefficient R of y = 0.6224x + 1404.6 and R 2 = 0.9567 according to the linear regression line. The temperature conversion information may be stored in the temperature conversion information storage unit 32 in the form of a relational expression representing the second correspondence relationship as described above, or may be stored in the form of a table representing the second correspondence relationship. It may be stored in the unit 32.
制御処理部２は、銑滓状態判定装置Ｄの各部１、３〜６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、出銑滓流の混合状態を判定し、溶銑の温度や溶滓の温度を求めるための回路である。制御処理部２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部２は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部２１、設定部２２、抽出部２３、状態判定部２４および温度演算部２５を機能的に備える。 The control processing unit 2 controls each of the units 1, 3 to 6 of the pig slag state determination device D according to the function of each unit, determines the mixed state of the tap slag flow, and determines the temperature of the hot metal and the temperature of the slag. Is a circuit for obtaining. The control processing unit 2 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits. The control processing unit 2 functionally includes a control unit 21, a setting unit 22, an extraction unit 23, a state determination unit 24, and a temperature calculation unit 25 by executing the control processing program.
制御部２１は、銑滓状態判定装置Ｄの各部１、３〜６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、銑滓状態判定装置Ｄ全体の制御を司るものである。 The control unit 21 controls each of the units 1, 3 to 6 of the pig-iron state determination device D in accordance with the function of each unit, and controls the entire pig-iron state determination device D.
設定部２２は、撮像部１で撮像された対象画像における出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域ＲＯＩを設定するものである。設定部２２は、例えば、対象画像を出力部５に出力し、ユーザによる設定操作を入力部４で受け付けて、対象画像における出銑滓流の画像中に評価領域ＲＯＩを設定して良い。あるいは、設定部２２は、例えば、対象画像における出銑滓流の画像中に評価領域ＲＯＩを自動的に設定して良い。より具体的には、例えば、設定部２２は、まず、エッジフィルタを用いることによって対象画像における出銑滓流の画像領域のエッジを検出し、これによって対象画像における出銑滓流の画像領域を抽出する。そして、設定部２２は、この抽出した対象画像における出銑滓流の画像領域内に前記所定のサイズの評価領域ＲＯＩを設定する。例えば、高炉の操業管理等を目的に出銑滓流ＰＳの温度を測定している観点や、出銑口ＰＨから離れるに従って生じる煙等によって出銑滓流ＰＳの撮像が妨害される観点等から、設定部２２は、前記出銑滓流の画像において、出銑口付近のスラグ堆積や煙等の影響のなるべく少ない位置に、評価領域ＲＯＩを設定する。評価領域ＲＯＩのサイズは、複数のサンプルを用いて適宜に設定されるが、例えば、前記出銑滓流の画像領域の幅（前記流出方向に略直交する幅方向の長さ）の約２／３や約１／２の長さを持つ正方形や矩形等で設定される。 The setting unit 22 sets an evaluation region ROI of a predetermined size in the image of the pig-iron flow in the target image captured by the image capturing unit 1. For example, the setting unit 22 may output the target image to the output unit 5, accept the setting operation by the user at the input unit 4, and set the evaluation region ROI in the image of the pigtail flow in the target image. Alternatively, for example, the setting unit 22 may automatically set the evaluation region ROI in the image of the pig-iron flow in the target image. More specifically, for example, the setting unit 22 first detects the edge of the image area of the molten pig iron flow in the target image by using the edge filter, and thereby detects the image area of the molten pig iron flow in the target image. Extract. Then, the setting unit 22 sets the evaluation area ROI of the predetermined size in the image area of the tap-iron flow in the extracted target image. For example, from the viewpoint of measuring the temperature of the tap slag flow PS for the purpose of operation management of the blast furnace, and from the viewpoint that imaging of the tap slag flow PS is obstructed by smoke or the like generated as the distance from the tap hole PH increases. The setting unit 22 sets the evaluation region ROI in the image of the taphole slag flow at a position where the influence of slag accumulation, smoke, etc. near the taphole is as small as possible. The size of the evaluation area ROI is appropriately set by using a plurality of samples, and is, for example, about 2 / of the width of the image area of the taphole flow (the length in the width direction substantially orthogonal to the outflow direction). It is set as a square or a rectangle having a length of 3 or about ½.
抽出部２３は、設定部２２で設定された評価領域ＲＯＩにおける最大画素値（最も明るい画素値、最大輝度値）および最小画素値（最も暗い画素値、０より大きい値での最小輝度値）を抽出するものである。 The extraction unit 23 determines the maximum pixel value (the brightest pixel value, the maximum luminance value) and the minimum pixel value (the darkest pixel value, the minimum luminance value greater than 0) in the evaluation area ROI set by the setting unit 22. To extract.
状態判定部２４は、抽出部２３で抽出した最大画素値と最小画素値との比に基づいて、出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定するものである。 The state determination unit 24 determines the mixed state of the hot metal and the molten metal in the molten pig iron flow based on the ratio between the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted by the extraction unit 23.
一般に、溶銑の放射率が約０．４程度であり、溶滓の放射率が約０．９〜０．９５程度であると考えられている。出銑滓流は、溶銑と溶滓とが混じり合い、例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、溶銑上に、半透明な溶滓が乗るため、出銑滓流の表面から見た溶銑の放射率は、見かけの値となってしまう。しかも、通常、場所（領域）ごとに、溶銑上に乗る溶滓の厚さＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２が異なるため、見かけの放射率も場所（領域）ごとに変化してしまい、出銑滓流の画像は、一例では、図４Ｂに示すように、マーブル模様の画像となる。なお、出銑滓流ＰＨの流速から、対象画像の各画素間で時間的に１０ｍｓ以下しか異ならないので、この微小時間で急激にその温度が低下するとは考え難く、この輝度差は、溶銑上に乗る溶滓の厚さが異なり、前記溶滓の影響が異なると考えられる。 Generally, it is considered that the emissivity of molten pig iron is about 0.4 and the emissivity of molten slag is about 0.9 to 0.95. The molten pig iron stream is a mixture of molten pig iron and molten pig iron. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a semi-transparent molten metal is placed on the molten pig iron, so that the molten pig iron seen from the surface of the molten pig iron stream. The emissivity of will be an apparent value. Moreover, since the thicknesses D11, D12, and D2 of the molten slag on the molten pig iron differ from place to place (region), the apparent emissivity also changes from place to place (region), and the slag stream In one example, the image is a marble pattern image as shown in FIG. 4B. It should be noted that, since there is a temporal difference of 10 ms or less between the pixels of the target image from the flow velocity of the pig iron slag flow PH, it is unlikely that the temperature will suddenly drop in this minute time. It is considered that the thickness of the molten slag that rides on the slag is different and the influence of the slag is different.
しかしながら、出銑滓流全体の中には、図５Ｂに示すように、溶銑上に乗る溶滓でも、表面から充分な厚さを有する結果、表面から見た場合、実質的に前記溶銑の影響を受けない溶滓のみに見える領域（実効溶滓領域）が存在すると考えられ、対象画像の評価領域の中で最も明るい箇所を前記実効溶滓領域に比定することが最も確からしい。一方、出銑滓流全体の中には、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、溶銑上に溶滓が乗らない、あるいは、溶銑上に溶滓が乗っている場合でも、表面から見た場合、実質的に前記溶滓の影響を受けない溶銑のみに見える領域（実効溶銑領域）が存在すると考えられ、対象画像の評価領域の中で最も暗い箇所を前記実効溶銑領域に比定することが最も確からしい。このため、図４Ｂに示すように、通常の、溶銑と溶滓とが混じり合って見かけの放射率も場所（領域）ごとに変化している出銑滓流では、最大画素値と最小画素値との比、例えば、最大画素値に対する最小画素値の比は、上記から、０．４を（０．９〜０．９５）で割った約０．４５前後に落ち着くと考えられる。その一方で、ときとして、図４Ａに示すように、出銑滓流が、表面から見た場合、実質的に溶銑の影響を受けない溶滓ばかりに見える状態（溶滓リッチな状態）になることがある。この場合では、最小画素値が最大画素値に近づき、最大画素値に対する最小画素値の比は、前記約０．４５前後より大きな値になると考えられる。 However, as shown in FIG. 5B, even if the molten metal on the molten pig iron has a sufficient thickness from the surface in the entire molten pig iron flow, as a result, when viewed from the surface, the influence of the molten pig iron is substantially exerted. It is considered that there is a region (effective slag region) that can be seen only in the slag that does not receive the image, and it is most certain that the brightest part of the evaluation region of the target image is determined as the effective slag region. On the other hand, as shown in FIG. 5A and FIG. 5B, when the molten metal is not on the hot metal, or when the molten metal is on the hot metal, as seen from the surface, , It is considered that there exists a region (effective hot metal region) that is substantially visible only to the hot metal that is not affected by the molten slag, and the darkest part of the evaluation region of the target image can be compared to the effective hot metal region. Most likely. For this reason, as shown in FIG. 4B, in the case of the normal molten pig iron flow in which the molten pig iron and the molten slag are mixed and the apparent emissivity also changes from place to place (region), the maximum pixel value and the minimum pixel value are From the above, it is considered that the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value and the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value settle down to about 0.45 obtained by dividing 0.4 by (0.9 to 0.95). On the other hand, as shown in FIG. 4A, on the other hand, as shown in FIG. 4A, when viewed from the surface, the molten pig iron stream is in a state in which it appears as if it is substantially unaffected by the molten pig iron (smelt rich state). Sometimes. In this case, it is considered that the minimum pixel value approaches the maximum pixel value, and the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value becomes a value larger than about 0.45.
実際に、図６に示す一実施例において、時刻１００以降のマーブル模様に見える出銑滓流の対象画像では、最大画素値に対する最小画素値の比は、０．５８±０．０３（標準偏差１σ＝０．０３）の範囲で変動しており、出銑（時刻０）から時刻５０までの溶滓リッチな状態の出銑滓流の対象画像では、最大画素値に対する最小画素値の比は、０．８０±０．０５（標準偏差１σ＝０．０５）の範囲で変動している。また、図７に示す他の一実施例において、時刻６５以降のマーブル模様に見える出銑滓流の対象画像では、最大画素値に対する最小画素値の比は、０．５５±０．０６（標準偏差１σ＝０．０６）の範囲で変動しており、出銑（時刻０）から時刻６５までの溶滓リッチな状態の出銑滓流の対象画像では、最大画素値に対する最小画素値の比は、０．８５±０．０７（標準偏差１σ＝０．０７）の範囲で変動している。図６に示すデータと図７に示すデータとの相違は、実際に用いられた撮像部１の個体差や撮像部１の設置態様のバラツキ等の実験系の微差に起因しているものと、発明者は、推察している。 In fact, in the embodiment shown in FIG. 6, in the target image of the pig-iron flow that looks like a marble pattern after time 100, the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value is 0.58 ± 0.03 (standard deviation). 1σ = 0.03), and the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value in the target image of the molten pig iron flow in the molten metal rich state from the tapping (time 0) to time 50 is , 0.80 ± 0.05 (standard deviation 1σ = 0.05). In addition, in another embodiment shown in FIG. 7, in the target image of the tap stream flowing that looks like a marble pattern after time 65, the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value is 0.55 ± 0.06 (standard The deviation is 1σ = 0.06) and the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value in the target image of the molten pig iron flow in the molten metal rich state from the tapping (time 0) to the time 65. Fluctuates within the range of 0.85 ± 0.07 (standard deviation 1σ = 0.07). The difference between the data shown in FIG. 6 and the data shown in FIG. 7 is due to a slight difference in the experimental system such as individual differences of the image pickup unit 1 actually used and variations in the installation mode of the image pickup unit 1. The inventor speculates.
このことから、例えば、最大画素値に対する最小画素値の比と、予め設定された所定の閾値とを比較することによって、前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態が判定できる。より具体的には、状態判定部２４は、最大画素値に対する最小画素値の比と、予め設定された所定の第１閾値（第１判定閾値）とを比較し、前記比が前記第１閾値以上である場合に、前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定する。前記溶滓リッチな状態とは、一例では図４Ａに示すように、表面から見た場合、実質的に溶銑の影響を受けない溶滓ばかりに見え、銑滓状態判定装置の仕様に応じて許容される、見かけの放射率が溶滓の放射率とみなせる状態である。前記第１判定閾値は、図６および図７に示す実施例から、例えば、０．６５や０．７や０．７５等に適宜に設定される。状態判定部２４は、最大画素値に対する最小画素値の比と、予め設定された所定の第２閾値（第２判定閾値）とを比較し、前記比が前記第２閾値以下である場合に、前記混合状態として前記溶滓リッチな状態を除く他の状態（溶滓と溶銑とが入り混じった状態および溶銑リッチな状態のいずれかの状態）と判定する。前記溶銑リッチな状態とは、表面から見た場合、実質的に溶滓の影響を受けない溶銑ばかりに見え、銑滓状態判定装置の仕様に応じて許容される、見かけの放射率が溶銑の放射率とみなせる状態である。前記入り混じった状態とは、一例では図４Ｂに示すように、溶滓と溶銑とが入り混じった、前記溶滓リッチな状態と前記溶銑リッチな状態との間の状態である。前記第２判定閾値は、図６および図７に示す実施例から、例えば、０．７や０．６５等に適宜に設定される。前記第２判定閾値は、前記第１判定閾値と同値であって良く、上述の趣旨を満たす限りにおいて異なっていても良い。 From this, for example, by comparing the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a predetermined threshold value that is set in advance, it is possible to determine the mixed state of the hot metal and the molten metal in the molten pig iron flow. More specifically, the state determination unit 24 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value and a preset first threshold value (first determination threshold value), and the ratio is the first threshold value. When the above is the case, it is determined that the mixed state is rich in slag. As shown in FIG. 4A, in one example, the molten slag-rich state looks like a molten slag that is substantially unaffected by the molten pig iron when viewed from the surface, and is allowed according to the specifications of the molten pig smelt state determination device. The apparent emissivity can be regarded as the emissivity of the molten slag. The first determination threshold value is appropriately set to, for example, 0.65, 0.7, 0.75 or the like from the embodiments shown in FIGS. 6 and 7. The state determination unit 24 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset second threshold value (second determination threshold value), and when the ratio is equal to or less than the second threshold value, The mixed state is determined to be a state other than the molten slag-rich state (either a mixed state of molten slag and molten pig iron or a molten pig iron rich state). The hot metal rich state, when viewed from the surface, looks like only hot metal that is substantially unaffected by the slag, and is allowed according to the specifications of the hot metal condition determination device, the apparent emissivity of the hot metal is It can be regarded as emissivity. The mixed state is, for example, as shown in FIG. 4B, a state between the molten slag-rich state and the molten pig iron-rich state in which molten slag and hot metal are mixed. The second determination threshold value is appropriately set to, for example, 0.7 or 0.65 from the embodiments shown in FIGS. 6 and 7. The second determination threshold may be the same value as the first determination threshold, and may be different as long as the above-mentioned purpose is satisfied.
上述のことから、あるいは、例えば、最大画素値に対する最小画素値の比と、予め設定された所定の範囲とを比較することによって、前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態が判定できる。状態判定部２４は、最大画素値に対する最小画素値の比と、予め設定された所定の第１範囲（第１判定範囲）とを比較し、前記比が前記第１範囲内である場合に、前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定する。前記第１判定範囲は、図６および図７に示す実施例から、例えば、０．９２から０．７８までの範囲や、０．８５から０．７５までの範囲や、０．８９から０．７７までの範囲（（０．９２＋０．８５）／２≒０．８９、（０．７８＋０．７５）／２≒０．７７）等に適宜に設定される。状態判定部２４は、最大画素値に対する最小画素値の比と、予め設定された所定の第２範囲（第２判定範囲）とを比較し、前記比が前記第２範囲内である場合に、前記混合状態として前記溶滓リッチな状態を除く他の状態（溶滓と溶銑とが入り混じった状態および溶銑リッチな状態のいずれかの状態）と判定する。前記第２判定範囲は、図６および図７に示す実施例から、例えば、０．６１から０．５５までの範囲や、０．６１から０．４９までの範囲や、０．６１から０．５２までの範囲（（０．６１＋０．６１）／２＝０．６１、（０．５５＋０．４９）／２＝０．５２）等に適宜に設定される。 From the above, or, for example, by comparing the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value, and a predetermined range set in advance, the mixed state of the hot metal and the molten metal in the tap hot metal flow is determined. it can. The state determination unit 24 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset first range (first determination range), and when the ratio is within the first range, It is determined that the mixed state is rich in slag. The first determination range is, for example, the range from 0.92 to 0.78, the range from 0.85 to 0.75, the range from 0.89 to 0. The range up to 77 ((0.92 + 0.85) /2≈0.89, (0.78 + 0.75) /2≈0.77) is appropriately set. The state determination unit 24 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset second range (second determination range), and when the ratio is within the second range, The mixed state is determined to be a state other than the molten slag-rich state (either a mixed state of molten slag and molten pig iron or a molten pig iron rich state). 6 and 7, the second determination range is, for example, a range of 0.61 to 0.55, a range of 0.61 to 0.49, or a range of 0.61 to 0. The range up to 52 ((0.61 + 0.61) /2=0.61, (0.55 + 0.49) /2=0.52) is appropriately set.
温度演算部２５は、状態判定部２４が混合状態として溶滓リッチな状態と判定した場合に、予め求めて温度変換情報記憶部３２に記憶された、最大画素値と溶銑温度との第２対応関係と、抽出部２３で抽出した最大画素値とから、溶銑温度を求めるものである。本実施形態では、温度演算部２５は、さらに、抽出部２３で抽出した最大画素値に基づいて、出銑滓流に含まれる溶滓の溶滓温度を求める。より具体的には、温度演算部２５は、抽出部２３によって抽出した最大画素値を、前記校正情報を用いることによって、熱放射輝度の輝度値に変換し、その温度を前記溶滓温度として求める。そして、本実施形態では、温度演算部２５は、さらに、状態判定部２４が混合状態として、溶滓リッチな状態を除く他の状態（溶滓と溶銑とが入り混じった状態および溶銑リッチな状態のいずれかの状態）と判定した場合に、抽出部２３で抽出した最小画素値に基づいて、出銑滓流に含まれる溶銑の溶銑温度を求め、抽出部２３で抽出した最大画素値に基づいて、出銑滓流に含まれる溶滓の溶滓温度を求める。より具体的には、温度演算部２５は、抽出部２３で抽出した最小画素値を、記憶部３の校正情報記憶部３１に記憶された校正情報を用いることによって、熱放射輝度の輝度値に変換し、その温度を前記溶銑温度として求める。同様に、温度演算部２５は、抽出部２３で抽出した最大画素値を、前記校正情報を用いることによって、熱放射輝度の輝度値に変換し、その温度を前記溶滓温度として求める。 When the state determination unit 24 determines that the mixed state is rich in molten slag, the temperature calculation unit 25 determines the second correspondence between the maximum pixel value and the hot metal temperature, which is obtained in advance and stored in the temperature conversion information storage unit 32. The hot metal temperature is obtained from the relationship and the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23. In the present embodiment, the temperature calculation unit 25 further obtains the slag temperature of the slag contained in the molten pig iron flow based on the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23. More specifically, the temperature calculation unit 25 converts the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23 into a brightness value of thermal radiance by using the calibration information, and obtains the temperature as the melt temperature. . Then, in the present embodiment, the temperature calculation unit 25 further sets the state determination unit 24 as a mixed state other than the molten metal rich state (a state in which the molten metal and the molten metal are mixed and a molten metal rich state. If any of the above) is determined), the hot metal temperature of the hot metal contained in the molten pig iron slag is obtained based on the minimum pixel value extracted by the extraction unit 23, and based on the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23. Then, the slag temperature of the slag contained in the slag stream is obtained. More specifically, the temperature calculation unit 25 uses the minimum pixel value extracted by the extraction unit 23 as the brightness value of the thermal radiance by using the calibration information stored in the calibration information storage unit 31 of the storage unit 3. The temperature is converted and the temperature is determined as the hot metal temperature. Similarly, the temperature calculator 25 converts the maximum pixel value extracted by the extractor 23 into a brightness value of thermal radiance by using the calibration information, and obtains the temperature as the melt temperature.
なお、前記校正情報は、上述したように、黒体炉を用いることによって得られた値である。実施の出銑滓流は、黒体ではないので、その分、誤差を有する。このため、温度演算部２５は、例えば、前記特許文献１に開示されているように、前記誤差を補正して溶銑温度や溶滓温度を求めても良い。 The calibration information is a value obtained by using a black body furnace as described above. Since the slag flow of the implementation is not a black body, it has an error accordingly. Therefore, the temperature calculation unit 25 may obtain the hot metal temperature or the molten metal temperature by correcting the error, as disclosed in Patent Document 1, for example.
これら制御処理部２、記憶部３、入力部４、出力部５およびＩＦ部６は、例えば、デスクトップ型やノード型等のコンピュータによって構成可能である。 The control processing unit 2, the storage unit 3, the input unit 4, the output unit 5, and the IF unit 6 can be configured by, for example, a desktop type or node type computer.
次に、本実施形態の動作について説明する。図８は、前記銑滓状態判定装置における動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an operation in the pig-slag state determination device.
このような構成の銑滓状態判定装置Ｄは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部２には、制御部２１、設定部２２、抽出部２３、状態判定部２４および温度演算部２５が機能的に構成される。 When the power is turned on, the pig slag state determining device D having such a configuration initializes necessary parts and starts its operation. By executing the control processing program, the control processing unit 2 functionally includes a control unit 21, a setting unit 22, an extraction unit 23, a state determination unit 24, and a temperature calculation unit 25.
そして、出銑滓流における混合状態や温度を評価するにあたって、図８において、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２によって、撮像部１で、高炉ＳＦに形成された出銑口ＰＨから流出する出銑滓流ＰＳを撮像し、前記出銑滓流ＰＳの画像を含む対象画像を取得する（Ｓ１１）。 Then, in evaluating the mixing state and temperature in the tap slag flow, in FIG. 8, the pig slag state determination device D is controlled by the control processing unit 2 from the tap hole PH formed in the blast furnace SF in the imaging unit 1 by the control processing unit 2. An image of the outgoing pigtail flow PS is captured, and a target image including the image of the pigtail flow PS is acquired (S11).
次に、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の設定部２２によって、前記処理Ｓ１１において撮像部１で撮像された対象画像における出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域を設定する（Ｓ１２）。前記評価領域の設定は、上述したように、ユーザ（オペレータ）の設定操作を入力部４で受け付けて、あるいは、自動的に、実施される。 Next, the pig-slag state determination device D causes the setting unit 22 of the control processing unit 2 to set an evaluation region of a predetermined size in the image of the pig-iron flow in the target image captured by the image capturing unit 1 in the process S11. Set (S12). As described above, the setting of the evaluation area is performed by accepting the setting operation of the user (operator) by the input unit 4 or automatically.
一例では、処理Ｓ１１の実行によって、図４Ａに示す対象画像ＰＯａが取得され、処理Ｓ１２の実行によって、対象画像ＰＯａにおける出銑滓流の画像ＰＰａ中に、正方形で示す評価領域ＲＯＩａが設定される。対象画像ＰＯａにおける出銑滓流の画像ＰＰａは、溶滓リッチな状態により、大多数が輝度の高い領域となっている。また、他の一例では、処理Ｓ１１の実行によって、図４Ｂに示す対象画像ＰＯｂが取得され、処理Ｓ１２の実行によって、対象画像ＰＯｂにおける出銑滓流の画像ＰＰｂ中に、正方形で示す評価領域ＲＯＩｂが設定される。対象画像ＰＯｂにおける出銑滓流の画像ＰＰｂは、溶銑の放射率と溶滓の放射率との差およびこれらの混合状態により、いわゆるマーブル模様となっている。 In one example, the target image POa shown in FIG. 4A is acquired by executing the process S11, and the evaluation region ROIa indicated by a square is set in the image PPa of the pig-iron flow in the target image POa by executing the process S12. . In the target image POa, the image PPa of the molten pig iron slag flow is mostly a high-luminance region due to the molten slag rich state. In another example, the target image POb shown in FIG. 4B is acquired by performing the process S11, and the evaluation region ROIb indicated by a square is included in the image PPb of the piggyback stream in the target image POb by performing the process S12. Is set. The image PPb of the molten pig iron flow in the target image POb has a so-called marble pattern due to the difference between the emissivity of the molten pig iron and the emissivity of the molten pig iron and the mixed state thereof.
次に、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の抽出部２３によって、前記処理Ｓ１２において設定部２２で設定された評価領域ＲＯＩ（ＲＯＩａ、ＲＯＩｂ）における最大画素値（最も明るい画素値、最大輝度値）および最小画素値（最も暗い画素値、０より大きい値での最小輝度値）それぞれを抽出する（Ｓ１３）。 Next, in the pig iron state determination device D, the extraction unit 23 of the control processing unit 2 causes the maximum pixel value (the brightest pixel value, the brightest pixel value, The maximum brightness value) and the minimum pixel value (darkest pixel value, minimum brightness value greater than 0) are extracted (S13).
次に、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、前記処理Ｓ１３において抽出部２３で抽出した最大画素値と最小画素値との比を求める。より具体的には、本実施形態では、状態判定部２４は、最大画素値に対する最小画素値の比を求める（比＝最小画素値／最大画素値）。 Next, in the pig slag state determination device D, the state determination unit 24 of the control processing unit 2 obtains the ratio between the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted by the extraction unit 23 in the process S13. More specifically, in this embodiment, the state determination unit 24 obtains the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value (ratio = minimum pixel value / maximum pixel value).
次に、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、最大画素値に対する最小画素値の比と、前記第１判定範囲とを比較し、前記比が前記第１判定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１５）。なお、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、最大画素値に対する最小画素値の比と、前記第１判定閾値とを比較し、前記比が前記第１判定閾値以上であるか否かを判定しても良い。 Next, in the pig iron state determination device D, the state determination unit 24 of the control processing unit 2 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with the first determination range, and the ratio is the first determination. It is determined whether it is within the range (S15). In the pig-slag state determination device D, the state determination unit 24 of the control processing unit 2 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with the first determination threshold value, and the ratio is the first determination threshold value. You may determine whether it is above.
この判定の結果、前記比が前記第１判定範囲内である場合（Ｙｅｓ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、次に、処理Ｓ１６および処理Ｓ１７の各処理を順次に実行した後に、処理Ｓ１８を実行する。なお、前記比と前記第１判定閾値とを比較する場合では、前記比が前記第１判定閾値以上である場合（Ｙｅｓ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、次に、処理Ｓ１６および処理Ｓ１７の各処理を順次に実行した後に、処理Ｓ１８を実行する。 As a result of this determination, if the ratio is within the first determination range (Yes), the pig-slag state determination device D then sequentially performs the processes of process S16 and process S17, and then performs the process. Execute S18. In the case of comparing the ratio with the first determination threshold value, if the ratio is equal to or more than the first determination threshold value (Yes), the pig-slag state determination device D then performs the process S16 and the process. After sequentially executing the processes of S17, the process S18 is executed.
この処理Ｓ１６では、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、前記混合状態を溶滓リッチな状態と判定する。 In this process S16, the pig slag state determination device D determines the mixed state to be a slag rich state by the state determination unit 24 of the control processing unit 2.
そして、前記処理Ｓ１７では、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の温度演算部２５によって、温度変換情報記憶部３２に記憶された、最大画素値と溶銑温度との第２対応関係と、処理Ｓ１３で抽出部２３によって抽出した最大画素値とから、溶銑温度を求める。より具体的には、温度演算部２５は、前記第２対応関係から、処理Ｓ１３で抽出部２３によって抽出した最大画素値に対応する溶銑温度を求める。そして、温度演算部２５は、処理Ｓ１３で抽出部２３によって抽出した最大画素値を、前記校正情報を用いることによって、熱放射輝度の輝度値に変換し、その温度を前記溶滓温度として求める。 Then, in the processing S17, the pig-slag state determination device D has the second correspondence relationship between the maximum pixel value and the hot metal temperature stored in the temperature conversion information storage unit 32 by the temperature calculation unit 25 of the control processing unit 2. The hot metal temperature is obtained from the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23 in step S13. More specifically, the temperature calculation unit 25 obtains the hot metal temperature corresponding to the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23 in the process S13 from the second correspondence relationship. Then, the temperature calculation unit 25 converts the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23 in the process S13 into a brightness value of thermal radiance by using the calibration information, and obtains the temperature as the melt temperature.
一方、前記処理Ｓ１５における判定の結果、前記比が前記第１判定範囲内ではない場合（Ｎｏ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、前記混合状態を、溶滓リッチな状態を除く他の状態と判定し（Ｓ２１）、次に、処理Ｓ２２を実行する。なお、前記比と前記第１判定閾値とを比較する場合では、前記比が前記第１判定閾値以上ではない場合（Ｎｏ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、前記処理Ｓ２１を実行した後に、処理Ｓ２２を実行する。 On the other hand, as a result of the determination in the process S15, if the ratio is not within the first determination range (No), the pig-slag state determination device D causes the state determination unit 24 of the control processing unit 2 to perform the mixed state. Is determined to be any other state except the molten slag rich state (S21), and then the process S22 is executed. In the case of comparing the ratio with the first determination threshold value, if the ratio is not equal to or more than the first determination threshold value (No), the pig-slag state determination device D performs the process S21 after performing the process S21. , Process S22 is executed.
この処理Ｓ２２では、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、最大画素値に対する最小画素値の比と、前記第２判定範囲とを比較し、前記比が前記第２判定範囲内であるか否かを判定する。なお、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の状態判定部２４によって、最大画素値に対する最小画素値の比と、前記第２判定閾値とを比較し、前記比が前記第２判定閾値以下であるか否かを判定しても良い。 In this processing S22, the pig-slag state determination device D compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with the second determination range by the state determination unit 24 of the control processing unit 2, and the ratio is the first 2 It is determined whether it is within the determination range. In the pig-slag state determination device D, the state determination unit 24 of the control processing unit 2 compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with the second determination threshold value, and the ratio is the second determination threshold value. It may be determined whether or not the following.
この判定の結果、前記比が前記第２判定範囲内である場合（Ｙｅｓ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、次に、処理Ｓ２３を実行した後に、処理Ｓ１８を実行する。一方、前記判定の結果、前記比が前記第２判定範囲内ではない場合（Ｎｏ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、本処理を終了する。なお、前記比と前記第２判定閾値とを比較する場合では、前記比が前記第２判定閾値以下である場合（Ｙｅｓ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、次に、処理Ｓ２３を実行した後に、処理Ｓ１８を実行し、前記比が前記第２判定閾値以下ではない場合（Ｎｏ）には、銑滓状態判定装置Ｄは、本処理を終了する。 As a result of this determination, when the ratio is within the second determination range (Yes), the pig-slag state determination device D next performs the process S23 and then the process S18. On the other hand, as a result of the determination, if the ratio is not within the second determination range (No), the pig-slag state determination device D ends this process. In the case of comparing the ratio with the second determination threshold value, if the ratio is equal to or less than the second determination threshold value (Yes), the pig-slag state determination device D then executes a process S23. After that, the process S18 is executed, and when the ratio is not equal to or less than the second determination threshold value (No), the pig-slag state determination device D ends the present process.
この処理Ｓ２３では、銑滓状態判定装置Ｄは、制御処理部２の温度演算部２５によって、前記処理Ｓ１３で抽出部２３によって抽出した最大画素値および最小画素値それぞれに基づいて、出銑滓流に含まれる溶滓および溶銑それぞれの溶滓温度および溶銑温度それぞれを求める。より具体的には、温度演算部２５は、前記処理Ｓ１３で抽出部２３によって抽出した最大画素値を、記憶部３の校正情報記憶部３１に記憶された校正情報を用いることによって、熱放射輝度の輝度値に変換し、その温度を前記溶滓温度として求める。そして、温度演算部２５は、前記処理Ｓ１３で抽出部２３によって抽出した最小画素値を、前記校正情報を用いることによって、熱放射輝度の輝度値に変換し、その温度を前記溶銑温度として求める。 In this processing S23, the pig-slag state determination device D causes the temperature calculation unit 25 of the control processing unit 2 to output the pig-iron flow based on each of the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted by the extraction unit 23 in the processing S13. The molten slag temperature and the molten pig iron temperature of the molten slag and the molten pig iron respectively contained in are obtained. More specifically, the temperature calculation unit 25 uses the calibration information stored in the calibration information storage unit 31 of the storage unit 3 as the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23 in the process S13 to calculate the thermal radiance. Is converted into a brightness value of, and the temperature is obtained as the molten slag temperature. Then, the temperature calculation unit 25 converts the minimum pixel value extracted by the extraction unit 23 in the process S13 into a brightness value of thermal radiance by using the calibration information, and obtains the temperature as the hot metal temperature.
そして、前記処理Ｓ１８では、銑滓状態判定装置Ｄは、制御部２１によって、前記混合状態（溶滓リッチな状態、または、他の状態）、溶銑温度および溶滓温度それぞれを出力部５から外部へ出力し、本処理を終了する。なお、必要に応じて、制御部２１は、これら前記混合状態、溶銑温度および溶滓温度それぞれをＩＦ部６から外部の機器へ出力しても良い。 Then, in the process S18, the pig iron state determination device D causes the control unit 21 to output the mixed state (a molten pig rich state or another state), the molten pig iron temperature, and the molten tin temperature from the output unit 5 to the outside. Output to and end this processing. Note that the control unit 21 may output each of the mixed state, the hot metal temperature, and the molten metal temperature from the IF unit 6 to an external device, if necessary.
このような出銑滓流における混合状態、溶銑温度および溶滓温度それぞれを求める上述の各処理が、高炉ＳＦの操業中、所定の時間間隔で、例えば撮像部１が動画像を生成する場合に複数のフレームおきに、繰り返し実行され、出銑滓流における混合状態、溶銑温度および溶滓温度がモニタ（監視）される。 When the above-described respective processes for obtaining the mixed state, the molten pig iron temperature, and the molten slag temperature in the tapped slag flow are performed at predetermined time intervals during the operation of the blast furnace SF, for example, when the imaging unit 1 generates a moving image. It is repeatedly executed every several frames, and the mixing state, the hot metal temperature and the slag temperature in the tap slag flow are monitored.
以上説明したように、本実施形態における銑滓状態判定装置Ｄおよびこれに実装された銑滓状態判定方法は、最大画素値と最小画素値との比に基づいて、出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定できる。 As described above, the pig slag state determination device D and the pig slag state determination method implemented in the present embodiment are based on the ratio between the maximum pixel value and the minimum pixel value, and detect the molten pig iron in the tap slag flow. The mixed state with the molten slag can be judged.
上記銑滓状態判定装置Ｄおよび銑滓状態判定方法は、出銑滓流が溶滓リッチな状態である場合でも、予め求めた、互いに相関する最大画素値と溶銑温度との第２対応関係を用い、抽出部２３で抽出した最大画素値から溶銑温度を求めることができる。 The above-mentioned pig slag state determination device D and the pig slag state determination method, even when the tap slag flow is in a slag rich state, have a second correspondence relationship between the maximum pixel value and the hot metal temperature, which are obtained in advance and are correlated with each other. By using this, the hot metal temperature can be obtained from the maximum pixel value extracted by the extraction unit 23.
なお、上述の実施形態では、１個の撮像部１で出銑滓流を１方向から撮像して出銑滓流における混合状態や温度が測定されたが、出銑滓流に対し互いに直交する水平方向および鉛直方向の２方向から２個の撮像部１それぞれで撮像してこれら２方向から観測した出銑滓流における各混合状態や各温度が測定されても良い。 In addition, in the above-mentioned embodiment, although the imaging state of the tapped slag flow was imaged from one direction by one imaging part 1 and the mixing state and temperature in the tapped slag flow were measured, it is orthogonal to the tapped slag flow. Each mixing state and each temperature in the tap slag flow observed by the two imaging units 1 from the two directions of the horizontal direction and the vertical direction may be measured.
また、上述の実施形態において、抽出部２３は、設定部２２で設定された評価領域ＲＯＩ（ＲＯＩａ、ＲＯＩｂ）における最小画素値から下位一定割合の画素値までを代表する下位画素代表値を前記最小画素値として求め、設定部２２で設定された評価領域ＲＯＩ（ＲＯＩａ、ＲＯＩｂ）における最大画素値から上位一定割合の画素値までを代表する上位画素代表値を前記最大画素値として求めても良い。状態判定部２４は、このように求められた最大画素値および最小画素値に基づいて前記混合状態を判定し、温度演算部２５は、このように求められた最大画素値および最小画素値に基づいて出銑滓流における溶銑温度および溶滓温度それぞれを求める。 Further, in the above-described embodiment, the extraction unit 23 sets the lower pixel representative value representing the minimum pixel value to the pixel value of the lower fixed ratio in the evaluation area ROI (ROIa, ROIb) set by the setting unit 22 to the minimum. A pixel value may be obtained, and an upper pixel representative value representing from a maximum pixel value in the evaluation area ROI (ROIa, ROIb) set by the setting unit 22 to a pixel value of a certain upper proportion may be obtained as the maximum pixel value. The state determination unit 24 determines the mixed state based on the maximum pixel value and the minimum pixel value thus obtained, and the temperature calculation unit 25 based on the maximum pixel value and the minimum pixel value thus obtained. To determine the hot metal temperature and the hot metal temperature in the tap slag flow.
図９は、前記銑滓状態判定装置の変形形態を説明するための図である。図９の横軸は、画素値（明るさ）であり、その縦軸は、度数である。評価領域ＲＯＩにおける各画素の画素値の度数をグラフ化すると、一例では、図９に示すグラフとなる。上述の実施形態では、図９に示す例では、最小画素値ｍｉｎのみが用いられたが、この変形形態では、最小画素値ｍｉｎから下位一定割合の画素値Ｘ１までを代表する下位画素代表値が最小画素値とみなされる。下位一定割合は、例えば、１０％、７％、５％、３％、１％、下位１０位までに対応する割合、下位５位までに対応する割合、および、下位３位までに対応する割合等であり、適宜に、設定される。前記下位画素代表値は、下位一定割合での画素値Ｘ１そのものや、最小画素値ｍｉｎから下位一定割合以内の画素値に対して、度数を考慮した加重平均値や時間的な変動を考慮した算術平均値等の統計学的な値である。同様に、上述の実施形態では、図９に示す例では、最大画素値ｍａｘのみが用いられたが、この変形形態では、最大画素値ｍａｎから上位一定割合の画素値Ｘ２までを代表する上位画素代表値が最大素値とみなされる。上位一定割合は、例えば、１０％、７％、５％、３％、１％、上位１０位までに対応する割合、上位５位までに対応する割合、および、上位３位までに対応する割合等であり、適宜に、設定される。前記上位画素代表値は、上位一定割合での画素値Ｘ２そのものや、最大画素値ｍａｎから上位一定割合以内の画素値に対して、度数を考慮した加重平均値や時間的な変動を考慮した算術平均値等の統計学的な値である。 FIG. 9: is a figure for demonstrating the modification of the said pig-iron state determination device. The horizontal axis of FIG. 9 is the pixel value (brightness), and the vertical axis thereof is the frequency. When the frequency of the pixel value of each pixel in the evaluation area ROI is graphed, the graph shown in FIG. 9 is obtained as an example. In the above-described embodiment, in the example shown in FIG. 9, only the minimum pixel value min is used, but in this modification, the lower pixel representative value representing the minimum pixel value min to the pixel value X1 of the lower fixed ratio is Considered to be the minimum pixel value. The lower fixed ratio is, for example, 10%, 7%, 5%, 3%, 1%, the ratio corresponding to the lower 10th place, the ratio corresponding to the lower 5th place, and the ratio corresponding to the lower 3rd place. Etc., and is set appropriately. The lower pixel representative value is a weighted average value in consideration of the frequency or an arithmetic operation in consideration of temporal variation with respect to the pixel value X1 itself at a lower fixed ratio or the pixel value within the lower fixed ratio from the minimum pixel value min. It is a statistical value such as an average value. Similarly, in the above-described embodiment, only the maximum pixel value max is used in the example shown in FIG. 9, but in this modification, the upper pixel representing the maximum pixel value man to the pixel value X2 of the upper fixed ratio is used. The representative value is regarded as the maximum prime value. The top fixed ratio is, for example, 10%, 7%, 5%, 3%, 1%, the ratio corresponding to the top ten, the ratio corresponding to the top five, and the ratio corresponding to the top three. Etc., and is set appropriately. The upper pixel representative value is a pixel value X2 itself at a constant upper ratio, or a pixel value within a constant upper ratio from the maximum pixel value man, a weighted average value in consideration of frequency, or an arithmetic operation considering temporal variation. It is a statistical value such as an average value.
このような変形形態における銑滓状態判定装置Ｄおよびその方法は、各代表値を用いるので、ロバスト性を向上でき、ノイズ耐性が高く、より安定した測定結果を得ることができる。 Since the pig slag state determination device D and the method thereof in such a modified embodiment use respective representative values, robustness can be improved, noise resistance is high, and more stable measurement results can be obtained.
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to represent the present invention, the present invention has been adequately and sufficiently described through the embodiments with reference to the drawings, but those skilled in the art can easily modify and / or improve the above embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless a modification or improvement performed by a person skilled in the art is at a level that departs from the scope of rights of the claims recited in the claims, the modification or the improvement is covered by the scope of rights of the claims. Is understood to be included in.
Ｄ 銑滓状態判定装置
ＲＯＩａ、ＲＯＩｂ 評価領域
１ 撮像部
２ 制御処理部
３ 記憶部
２１ 制御部
２２ 設定部
２３ 抽出部
２４ 状態判定部
２５ 温度演算部
３１ 校正情報記憶部
３２ 温度変換情報記憶部
D Pigment state determination device ROIa, ROIb Evaluation area 1 Imaging unit 2 Control processing unit 3 Storage unit 21 Control unit 22 Setting unit 23 Extraction unit 24 State determination unit 25 Temperature calculation unit 31 Calibration information storage unit 32 Temperature conversion information storage unit
Claims (4)
前記撮像部で撮像された対象画像における前記出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域を設定する設定部と、
前記設定部で設定された評価領域における最大画素値および最小画素値する抽出部と、
前記抽出部で抽出した最大画素値と最小画素値との比に基づいて、前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定する状態判定部とを備える、
銑滓状態判定装置。 An imaging unit that captures the thermal radiance distribution of the pig iron slag flow as a target image composed of each pixel having a pixel value for each pixel corresponding to the thermal radiance,
A setting unit that sets an evaluation area of a predetermined size in the image of the pig-iron flow in the target image captured by the image capturing unit;
An extraction unit that sets the maximum pixel value and the minimum pixel value in the evaluation area set by the setting unit;
Based on the ratio of the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted by the extraction unit, a state determination unit for determining a mixed state of the molten pig iron and the molten metal in the molten pig iron flow,
Pigment condition determination device.
請求項１に記載の銑滓状態判定装置。 The extraction unit obtains a lower pixel representative value representing from a minimum pixel value in the evaluation region set by the setting unit to a pixel value of a lower fixed ratio as the minimum pixel value, and the evaluation region set by the setting unit. The upper pixel representative value representing from the maximum pixel value in the above to the pixel value of the upper fixed ratio is obtained as the maximum pixel value,
The pig iron state determination device according to claim 1.
前記状態判定部が前記混合状態として溶滓リッチな状態と判定した場合に、予め求めた、最大画素値と溶銑温度との対応関係と前記最大画素値とから、溶銑温度を求める温度演算部をさらに備える、
請求項１または請求項２に記載の銑滓状態判定装置。 The state determination unit compares the ratio of the minimum pixel value to the maximum pixel value with a preset predetermined threshold value or range, and when the ratio is equal to or more than the threshold value or within the range, the mixing is performed. The state is judged to be rich in molten slag,
When the state determination unit determines that the mixture is rich in molten slag, it is determined in advance, from the maximum pixel value and the corresponding relationship between the maximum pixel value and the hot metal temperature, a temperature calculation unit for obtaining the hot metal temperature. To prepare further,
The pig iron state determination device according to claim 1 or 2.
前記撮像工程で撮像された対象画像における前記出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域を設定する設定工程と、
前記設定工程で設定された評価領域における最大画素値および最小画素値する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出した最大画素値と最小画素値との比に基づいて、前記出銑滓流における溶銑と溶滓との混合状態を判定する状態判定工程とを備える、
銑滓状態判定方法。
An imaging step of imaging the thermal radiance distribution of the tap slag flow as a target image composed of each pixel having a pixel value for each pixel corresponding to the thermal radiance,
A setting step of setting an evaluation area of a predetermined size in the image of the pig-iron flow in the target image captured in the imaging step;
An extraction step of obtaining the maximum pixel value and the minimum pixel value in the evaluation area set in the setting step;
Based on the ratio of the maximum pixel value and the minimum pixel value extracted in the extraction step, comprising a state determination step of determining the mixed state of the hot metal and the molten metal in the molten pig iron flow,
Pigment state determination method.
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