JP7394952B2 - Slag amount measuring device and slag amount measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、出銑口から取り出された出銑滓流に含まれる溶滓の量を測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the amount of slag contained in a tap slag flow taken out from a tap hole.
竪型炉の一例として高炉がある。高炉内には、溶銑（溶けた状態の鉄）および溶滓（溶けた状態のスラグ）を含む高温溶融物がある。高炉の出銑口から取り出された高温溶融物は、出銑滓流と呼ばれている。出銑滓流は、出銑樋を流れ、ここで、溶銑と溶滓とに分離され、溶銑はトピードカーに移され、次の工程に送られる。溶滓は、水砕設備に送られ、水砕スラグにされる。水砕スラグは、セメント原料等として再利用される。 A blast furnace is an example of a vertical furnace. Inside the blast furnace, there is a high temperature melt that includes hot metal (molten iron) and slag (molten slag). The high-temperature molten material taken out from the taphole of a blast furnace is called tap slag stream. The tap slag stream flows through the tap runner where it is separated into hot metal and slag, and the hot metal is transferred to a torpedo car and sent to the next process. The slag is sent to a granulation facility and turned into granulated slag. Granulated slag is reused as raw material for cement, etc.
高炉内の高温溶融物の量が多すぎると、炉況が悪くなり、高炉の操業に支障が生じる。このため、高炉内の高温溶融物の量の管理が重要である。出銑滓流に含まれる溶銑および溶滓のそれぞれの量が分かれば、高炉内の高温溶融物の量が分かる。出銑滓流に含まれる溶銑の量は、溶銑が入っているトピードカーの重量と溶銑が入っていないトピードカーの重量とを用いて、正確に求めることができる。 If the amount of high-temperature molten material in the blast furnace is too large, the condition of the furnace will deteriorate and the operation of the blast furnace will be hindered. For this reason, it is important to control the amount of high-temperature melt in the blast furnace. If the amounts of hot metal and slag contained in the tap slag flow are known, the amount of high-temperature molten material in the blast furnace can be determined. The amount of hot metal contained in the tap slag stream can be accurately determined using the weight of the torpedo car containing hot metal and the weight of the torpedo car not containing hot metal.
出銑滓流に含まれる溶滓の量は、水砕スラグから求めることができるが、信頼性が高くない。そこで、特許文献１は、出銑滓流の速度および幅を画像処理で求め、速度および幅を変数として含む所定の式を用いて、出銑滓流に含まれる溶滓の量を高精度に測定する技術を開示している。出銑滓流の幅は、出銑滓流が流れる方向と交差する方向の出銑滓流のサイズであり、言い換えれば、出銑滓流が流れ方向に垂直な出銑滓流の断面の直径である。 The amount of slag contained in the tap slag can be determined from granulated slag, but it is not reliable. Therefore, Patent Document 1 calculates the speed and width of the tap slag flow through image processing, and uses a predetermined formula that includes the speed and width as variables to accurately calculate the amount of slag contained in the tap slag flow. Discloses the technology to measure. The width of the tap slag flow is the size of the tap slag in the direction that intersects the direction in which the tap slag flows, in other words, the width of the tap slag is the diameter of the cross section of the tap slag perpendicular to the direction in which the tap slag flows. It is.
出銑口から出銑滓流が取り出される際に、出銑口の下側部分に溶銑溶滓垂れが発生する。溶銑溶滓垂れは、出銑滓流の一部であるが、その速度は、出銑滓流の速度よりかなり遅く、出銑口の下側部分から滴り落ちる。特許文献１に開示された技術は、出銑口から出てきた出銑滓流（言い換えれば、出銑口から出た直後の出銑滓流）の画像を用いて、出銑滓流の幅を算出する。本発明者は、溶銑溶滓垂れが発生している場合、出銑滓流の幅が正確に算出されず、この結果、溶滓の量を正確に算出できないことを見出した。 When the tap slag flow is taken out from the tap hole, hot metal slag drips at the lower part of the tap hole. Hot metal slag dripping is part of the tap slag flow, but its velocity is much lower than the speed of the tap slag flow, and it drips from the lower part of the tap hole. The technology disclosed in Patent Document 1 uses an image of the tap slag flow coming out of the tap hole (in other words, the tap slag flow immediately after coming out of the tap hole) to determine the width of the tap slag flow. Calculate. The present inventor discovered that when hot metal slag dripping occurs, the width of the tap slag flow cannot be accurately calculated, and as a result, the amount of slag cannot be accurately calculated.
本発明の目的は、出銑滓流に含まれる溶滓の量を正確に算出できる溶滓量測定装置および溶滓量測定方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a slag amount measuring device and a slag amount measuring method that can accurately calculate the amount of slag contained in a tap slag flow.
本発明の第１局面に係る溶滓量測定装置は、竪型炉の出銑口から出てきた出銑滓流が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の第１画像を基にして、前記出銑滓流の速度および幅を算出し、前記速度および前記幅を変数として含む所定の式を用いて、前記出銑口から取り出された溶滓の量を算出する溶滓量測定装置であって、複数の前記第１画像を用いて、前記出銑滓流の表面に起こる波の像が除去された前記出銑滓流を示す像を含む第３画像を生成する生成部と、前記第３画像を用いて、前記幅を算出する算出部と、を備える。 The slag amount measuring device according to the first aspect of the present invention is based on a plurality of first images obtained by capturing images of a tap slag flow coming out of a taphole of a vertical furnace at a plurality of times. , the speed and width of the tap slag flow are calculated, and the amount of slag taken out from the tap hole is calculated using a predetermined formula including the speed and the width as variables. The measuring device is a generation unit that uses the plurality of first images to generate a third image including an image showing the tap slag flow from which an image of waves occurring on the surface of the tap slag flow has been removed. and a calculation unit that calculates the width using the third image.
本発明の第１局面に係る溶滓量測定装置は、竪型炉の出銑口から出てきた出銑滓流（竪型炉の出銑口から排出され、出銑口付近を流れる出銑滓流）が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の第１画像を基にして、出銑滓流の速度および幅を算出し、速度および幅を変数として含む所定の式を用いて、出銑口から取り出された溶滓の量を算出する。これは、例えば、特許文献１に開示された技術によって実現することができる。以下、溶滓の量の算出の仕方の一例について説明する。 The slag amount measuring device according to the first aspect of the present invention is a method for measuring the amount of slag flowing from the tap hole of the vertical furnace (the tap slag flow discharged from the tap hole of the vertical furnace and flowing near the tap hole). The speed and width of the tap iron slag flow are calculated based on a plurality of first images obtained by capturing images of the slag flow at multiple times, and a predetermined formula including the speed and width as variables is used. Then, calculate the amount of slag taken out from the taphole. This can be realized, for example, by the technique disclosed in Patent Document 1. An example of how to calculate the amount of slag will be described below.
算出部は、式（１）を用いて、単位時間当たりに出銑口から取り出される溶滓の量（溶滓量ｍｓ）を算出する。 The calculation unit calculates the amount of slag taken out from the taphole per unit time (slag amount m s ) using equation (1).
溶銑量ｍｆは、例えば、溶銑が入っているトピードカーの重量と溶銑が入っていないトピードカーの重量とを基にして、求めることができる。出銑滓流の半径ｒは、出銑滓流の流れ方向に垂直な出銑滓流の断面の半径であり、出銑滓流の幅の半分である。補正係数ｋは、例えば、０≦ｋ≦１である。 The amount of hot metal m f can be determined, for example, based on the weight of the torpedo car containing hot metal and the weight of the torpedo car not containing hot metal. The radius r of the tap slag flow is the radius of the cross section of the tap slag perpendicular to the flow direction of the tap slag, and is half the width of the tap slag. The correction coefficient k is, for example, 0≦k≦1.
算出部は、溶滓量ｍｓを時間積分することにより、溶滓量Ｍｓを算出する。 The calculation unit calculates the slag amount M s by integrating the slag amount M s over time.
出銑滓流は乱流なので、出銑滓流の表面には常に波（表面波）が起きている。このため、時間軸で見ると、出銑滓流の幅は不規則に変化している。出銑滓流が示す像のエッジが、時間軸で見て、出銑滓流が常に存在する箇所を示すのではなく、出銑滓流が存在する期間と存在しない期間とがある箇所を示す場合を考える。このエッジを基にした出銑滓流の幅で溶滓の量が計算されると、出銑滓流の量が実際より多くなり、この結果、溶滓の量が実際より多くなる。 Since the tap slag flow is turbulent, waves (surface waves) are always occurring on the surface of the tap slag flow. Therefore, when viewed on the time axis, the width of the tap slag flow changes irregularly. The edge of the image shown by the tap slag flow does not indicate the location where the tap slag flow is always present, but rather indicates the location where there are periods where the tap slag flow exists and periods where it does not exist. Consider the case. If the amount of slag is calculated based on the width of the tap slag flow based on this edge, the amount of the tap slag flow will be larger than the actual amount, and as a result, the amount of slag will be larger than the actual amount.
第３画像に含まれる出銑滓流を示す像は、出銑滓流の表面に起こる波の像が除去されており、出銑滓流の表面の波の部分まで出銑滓流が示す像のエッジが拡がっていない。従って、本発明の第１局面に係る溶滓量測定装置によれば、溶滓の量を正確に計算することができる。 In the image showing the tap slag flow included in the third image, the image of the waves occurring on the surface of the tap slag flow has been removed, and the image shown by the tap slag flow up to the wave part on the surface of the tap slag flow. The edges of are not widened. Therefore, according to the slag amount measuring device according to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately calculate the amount of slag.
上記構成において、前記生成部は、複数の前記第１画像において、同じ位置の画素の値の最小値を、前記位置の画素の値とする前記第３画像を生成する。 In the above configuration, the generation unit generates the third image in which the value of the pixel at the position is a minimum value of the values of pixels at the same position in the plurality of first images.
この構成は、第３画像の生成方法の一例である。この方法で生成される第３画像は最小値画像である。同じ位置の画素とは、言い換えれば、同じ画素座標の画素である。 This configuration is an example of a method for generating the third image. The third image generated in this way is a minimum value image. In other words, pixels at the same position are pixels at the same pixel coordinates.
本発明の第２局面に係る溶滓量測定方法は、竪型炉の出銑口から出てきた出銑滓流が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の第１画像を基にして、前記出銑滓流の速度および幅を算出し、前記速度および前記幅を変数として含む所定の式を用いて、前記出銑口から取り出された溶滓の量を算出する溶滓量測定方法であって、複数の前記第１画像を用いて、前記出銑滓流の表面に起こる波の像が除去された前記出銑滓流を示す像を含む第３画像を生成する生成ステップと、前記第３画像を用いて、前記幅を算出する算出ステップと、を備える。 The method for measuring the amount of slag according to the second aspect of the present invention is based on a plurality of first images obtained by imaging the tap slag flow coming out of the taphole of a vertical furnace at a plurality of times. , the speed and width of the tap slag flow are calculated, and the amount of slag taken out from the tap hole is calculated using a predetermined formula including the speed and the width as variables. The measuring method includes a generation step of using a plurality of the first images to generate a third image including an image showing the tap slag flow from which an image of waves occurring on the surface of the tap slag flow has been removed. and a calculation step of calculating the width using the third image.
本発明の第２局面に係る溶滓量測定方法は、本発明の第３局面に係る溶滓量測定装置を方法の観点から規定しており、本発明の第１局面に係る溶滓量測定装置と同様の作用効果を有する。 The slag amount measuring method according to the second aspect of the present invention defines the slag amount measuring device according to the third aspect of the present invention from a method perspective, and the slag amount measuring method according to the first aspect of the present invention It has the same effect as the device.
本発明によれば、出銑滓流に含まれる溶滓の量を正確に算出できる。 According to the present invention, it is possible to accurately calculate the amount of slag contained in the tap slag flow.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. In each figure, components given the same reference numerals indicate the same components, and descriptions of the components that have already been described will be omitted.
実施形態では、竪型炉として、高炉を例にして説明する。図１は、高炉１０の出銑口１１から取り出された出銑滓流３０の処理を説明する説明図である。出銑口１１の下方には、出銑樋２０の端部２０ａが位置している。出銑口１１から取り出された出銑滓流３０（出銑口１１から出てきた出銑滓流３０）は、出銑樋２０の所定箇所に落ちて、出銑樋２０を流れる。この所定箇所には、出銑樋２０を覆う出銑樋カバー２１が配置されている。出銑樋カバー２１により、所定箇所に落ちた出銑滓流３０が外部に飛散することを防止する。出銑樋２０を流れる出銑滓流３０は、溶銑３１と溶滓３２とに分離される。溶銑３１は、トピードカーに送られる。溶滓３２は、水砕設備へ送られる。 In the embodiment, a blast furnace will be described as an example of the vertical furnace. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the processing of the tap slag flow 30 taken out from the tap hole 11 of the blast furnace 10. An end portion 20a of the tap hole 20 is located below the tap hole 11. The tap slag flow 30 taken out from the tap hole 11 (the tap slag flow 30 that came out from the tap hole 11) falls into a predetermined location of the tap hole 20 and flows through the tap hole 20. A tap trough cover 21 that covers the tap trough 20 is arranged at this predetermined location. The tap slag cover 21 prevents the tap slag 30 that has fallen at a predetermined location from scattering to the outside. The tap slag flow 30 flowing through the tap trough 20 is separated into hot metal 31 and molten slag 32. Hot metal 31 is sent to a torpedo car. The slag 32 is sent to a water fracking facility.
出銑口１１から取り出された出銑滓流３０が、出銑口１１から出銑樋２０に到達するまでの空間が、出銑滓流３０の撮像範囲に設定される。撮像範囲に出銑口１１を含めているが、出銑口１１が含まれていなくてもよい。出銑滓流３０の下側部分３０ａは、出銑口１１の下側部分付近１１ａを通る。 The space in which the tap slag 30 taken out from the tap hole 11 reaches the tap slag 20 from the tap hole 11 is set as the imaging range of the tap slag 30. Although the taphole 11 is included in the imaging range, the taphole 11 may not be included. The lower portion 30a of the tap slag flow 30 passes near the lower portion 11a of the tap hole 11.
図２は、実施形態に係る溶滓量測定装置１の構成を示すブロック図である。溶滓量測定装置１は、撮像部３と、制御処理部５と、表示部７と、入力部９と、を備える。これらのうち、制御処理部５、表示部７、および、入力部９は、オペレータ室（不図示）に配置されている。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the slag amount measuring device 1 according to the embodiment. The slag amount measuring device 1 includes an imaging section 3, a control processing section 5, a display section 7, and an input section 9. Of these, the control processing section 5, the display section 7, and the input section 9 are arranged in an operator's room (not shown).
撮像部３は、赤色波長以上または近赤外波長以上の光を透過するバンドパスフィルターを備え、図１に示す出銑口１１から出銑樋２０までの空間にある出銑滓流３０（出銑口１１の付近にある出銑滓流３０）の動画Ｖを撮像し、制御処理部５へ送る。このように、撮像部３は、高炉１０の出銑口１１の付近の出銑滓流３０を複数の時刻で撮像し、これにより得られた複数の第１画像Ｉｍ１を制御処理部５へ送る。撮像部３は、例えば、ＣＣＤイメージセンサーまたはＣＭＯＳイメージセンサーを備えるカメラである。 The imaging section 3 is equipped with a bandpass filter that transmits light of red wavelength or longer or near-infrared wavelength or longer, and captures the tap slag flow 30 (output A moving image V of the tap slag flow 30) near the pig hole 11 is captured and sent to the control processing section 5. In this way, the imaging unit 3 images the tap slag flow 30 near the taphole 11 of the blast furnace 10 at a plurality of times, and sends the plurality of first images Im1 obtained thereby to the control processing unit 5. . The imaging unit 3 is, for example, a camera equipped with a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
制御処理部５は、ハードウェアプロセッサである。詳しくは、制御処理部５は、機能ブロックとして、取得部５１と、生成部５２と、算出部５３と、表示制御部５４と、を備える。制御処理部５は、通信インターフェイス、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等のハードウェア、上記機能ブロックの機能を実行するためのプログラムおよびデータ等によって実現される。 The control processing unit 5 is a hardware processor. Specifically, the control processing section 5 includes an acquisition section 51, a generation section 52, a calculation section 53, and a display control section 54 as functional blocks. The control processing unit 5 executes the functions of the communication interface, CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), hardware such as HDD (Hard Disk Drive), and the above functional blocks. This is realized by programs, data, etc. for
図１および図２を参照して、取得部５１は、撮像部３から制御処理部５へ送られてきた動画Ｖを受信する。このように、取得部５１は、高炉１０の出銑口１１から出てきた出銑滓流３０（出銑口１１付近の出銑滓流３０）が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の第１画像Ｉｍ１を取得する。各第１画像Ｉｍ１は、動画Ｖの各フレームである。 Referring to FIGS. 1 and 2, acquisition section 51 receives moving image V sent from imaging section 3 to control processing section 5. In this way, the acquisition unit 51 obtains images of the tap slag flow 30 coming out of the tap hole 11 of the blast furnace 10 (the tap slag flow 30 near the tap hole 11) at a plurality of times. A plurality of first images Im1 are acquired. Each first image Im1 is each frame of the video V.
生成部５２は、取得部５１が取得した複数の第１画像Ｉｍ１を用いて、第２画像Ｉｍ２を生成する。第２画像Ｉｍ２は、複数の第１画像Ｉｍ１を用いて、出銑滓流を示す像のエッジと溶銑溶滓垂れを示す像との明暗比（コントラスト）を大きくする画像処理がされて生成された画像である。例えば、第２画像Ｉｍ２は、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値のばらつきを示す値を、この位置の画素の値とする画像である。ばらつきを示す値は、例えば、標準偏差、分散である。標準偏差を例にして、第２画像Ｉｍ２について詳しく説明する。 The generation unit 52 generates a second image Im2 using the plurality of first images Im1 acquired by the acquisition unit 51. The second image Im2 is generated by performing image processing using the plurality of first images Im1 to increase the brightness ratio (contrast) between the edge of the image showing the tap iron slag flow and the image showing the hot metal slag dripping. This is an image. For example, the second image Im2 is an image in which the value of the pixel at the same position is a value indicating the variation in the values of the pixels at the same position in the plurality of first images Im1. Values indicating variation are, for example, standard deviation and variance. The second image Im2 will be explained in detail using the standard deviation as an example.
図３は、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２との関係を説明する説明図である。複数の第１画像Ｉｍ１が、Ｎ枚の第１画像Ｉｍ１とする（Ｎは整数）。各第１画像Ｉｍ１を構成する画素数がＭとする（Ｍは整数）。１番目の第１画像Ｉｍ１‐１～Ｎ番目の第１画像Ｉｍ１‐Ｎにおいて、１番目の画素の値の標準偏差が、第２画像Ｉｍ２を構成する１番目の画素の値となり、２番目の画素の値の標準偏差が、第２画像Ｉｍ２を構成する２番目の画素の値となり、・・・、Ｍ番目の画素の値の標準偏差が、第２画像Ｉｍ２を構成するＭ番目の画素の値となる。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the first image Im1 and the second image Im2. It is assumed that the plurality of first images Im1 are N first images Im1 (N is an integer). It is assumed that the number of pixels constituting each first image Im1 is M (M is an integer). In the first image Im1-1 to Im1-N, the standard deviation of the value of the first pixel becomes the value of the first pixel constituting the second image Im2, and The standard deviation of the pixel value is the value of the second pixel constituting the second image Im2, and..., the standard deviation of the value of the Mth pixel is the value of the Mth pixel constituting the second image Im2. value.
図１および図２を参照して、算出部５３は、取得部５１が取得した複数の第１画像Ｉｍ１を用いて、出銑滓流３０の速度を算出し、生成部５２が生成した第２画像Ｉｍ２を用いて、出銑滓流３０の幅を算出する。そして、算出部５３は、速度および幅を変数として含む所定の式を用いて、出銑口１１から取り出された溶滓３２の量を算出する。式（１）を例にして、溶滓量ｍｓの算出の仕方を説明する。溶滓量ｍｓとは、単位時間当たりに出銑口１１から取り出された溶滓３２の量である。 1 and 2, the calculation unit 53 calculates the speed of the tap iron slag flow 30 using the plurality of first images Im1 acquired by the acquisition unit 51, and calculates the speed of the tap iron slag flow 30 using the plurality of first images Im1 acquired by the acquisition unit The width of the tap slag flow 30 is calculated using the image Im2. Then, the calculation unit 53 calculates the amount of slag 32 taken out from the taphole 11 using a predetermined formula including the speed and width as variables. Using equation (1) as an example, a method of calculating the slag amount m s will be explained. The slag amount m s is the amount of slag 32 taken out from the tap hole 11 per unit time.
出銑滓流３０の半径ｒは、出銑滓流３０が流れ方向に垂直な出銑滓流３０の断面の半径であり、出銑滓流３０の幅の半分である。溶銑量ｍｆは、例えば、溶銑３１が入っているトピードカーの重量と溶銑３１が入っていないトピードカーの重量とを基にして、求めることができる。補正係数ｋは、例えば、０≦ｋ≦１である。 The radius r of the tap slag flow 30 is the radius of the cross section of the tap slag flow 30 perpendicular to the flow direction of the tap slag flow 30, and is half the width of the tap slag flow 30. The amount of hot metal mf can be determined, for example, based on the weight of the torpedo car containing the hot metal 31 and the weight of the torpedo car not containing the hot metal 31. The correction coefficient k is, for example, 0≦k≦1.
算出部５３は、溶滓量ｍｓを時間積分することにより、出銑口１１から取り出された溶滓量Ｍｓを算出する。 The calculation unit 53 calculates the amount M s of slag taken out from the tap hole 11 by integrating the amount M s of slag over time.
表示制御部５４は、所定の情報を示す画像を表示部７に表示させる。例えば、表示制御部５４は、溶滓量測定装置１によって測定された溶滓量を示す画像を表示部７に表示させる。 The display control section 54 causes the display section 7 to display an image indicating predetermined information. For example, the display control unit 54 causes the display unit 7 to display an image showing the amount of slag measured by the slag amount measuring device 1.
表示部７は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）等によって実現される。 The display unit 7 is realized by a liquid crystal display, an organic EL display (Organic Light Emitting Diode display), or the like.
入力部９は、ユーザーが溶滓量測定装置１に命令（例えば、溶滓量の測定開始、溶滓量の測定終了）等を入力するための装置である。入力部９は、キーボード、マウス、タッチパネル等によって実現される。 The input unit 9 is a device for a user to input commands (for example, start measuring the amount of slag, end measuring the amount of slag), etc. to the slag amount measuring device 1 . The input unit 9 is realized by a keyboard, a mouse, a touch panel, etc.
出銑滓流３０の速度の算出について、図１および図２を参照して、詳しく説明する。算出部５３は、取得部５１が受信した動画Ｖの中から、連続する２つの第１画像Ｉｍ１（フレーム）を選択する。図４は、連続する２つの第１画像Ｉｍ１のうち、先に撮像された第１画像Ｉｍ１の例を示す第１画像Ｉｍ１‐ａの画像図である。図５は、連続する２つの第１画像Ｉｍ１のうち、後に撮像された第１画像Ｉｍ１の例を示す第１画像Ｉｍ１‐ｂの画像図である。第１画像Ｉｍ１‐ａ，Ｉｍ１‐ｂにおいて、ｘ方向は水平方向を示し、ｙ方向は鉛直方向を示す。ｙ方向を出銑滓流３０の幅方向とする。第１画像Ｉｍ１‐ａ，Ｉｍ１‐ｂには、出銑滓流３０を示す像（以下、出銑滓流像３００）が写されている。出銑滓流３０の撮像範囲は、上述したように、出銑口１１から取り出された出銑滓流３０が、出銑口１１から出銑樋２０に到達するまでの空間である。 Calculation of the speed of the tap slag flow 30 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. The calculation unit 53 selects two consecutive first images Im1 (frames) from the video V received by the acquisition unit 51. FIG. 4 is an image diagram of the first image Im1-a showing an example of the first image Im1 that is captured first among the two consecutive first images Im1. FIG. 5 is an image diagram of the first image Im1-b showing an example of the first image Im1 captured later among the two consecutive first images Im1. In the first images Im1-a and Im1-b, the x direction indicates the horizontal direction, and the y direction indicates the vertical direction. The y direction is the width direction of the tap slag flow 30. An image showing a tap slag flow 30 (hereinafter referred to as a tap slag flow image 300) is captured in the first images Im1-a and Im1-b. As described above, the imaging range of the tap slag flow 30 is the space from which the tap slag flow 30 taken out from the tap hole 11 reaches the tap flute 20 from the tap hole 11.
算出部５３は、第１画像Ｉｍ１‐ａに写された出銑滓流像３００の中に関心領域ＲＯＩを設定する。出銑滓流３０は、流れているので、関心領域ＲＯＩ内の像は、出銑滓流３０が流れている方向に移動する。算出部５３は、関心領域ＲＯＩ内の像について、図５に示す第１画像Ｉｍ１‐ｂに写された出銑滓流像３００上での位置を特定する。これは、例えば、パターンマッチングによって実現できる。算出部５３は、第１画像Ｉｍ１‐ａと第１画像Ｉｍ１‐ｂとにおいて、関心領域ＲＯＩ内の像の移動量を算出し、これを基にして、出銑滓流３０の速度を算出する。出銑滓流３０の速度を算出するために、撮像部３が撮像する動画Ｖのフレームレートは、１００ｆｐｓ以上（例えば、１８０ｆｐｓ）が好ましい。 The calculation unit 53 sets a region of interest ROI in the tap iron slag image 300 captured in the first image Im1-a. Since the tap slag flow 30 is flowing, the image within the region of interest ROI moves in the direction in which the tap slag flow 30 is flowing. The calculation unit 53 specifies the position of the image within the region of interest ROI on the tap iron slag flow image 300 shown in the first image Im1-b shown in FIG. This can be achieved, for example, by pattern matching. The calculation unit 53 calculates the amount of image movement within the region of interest ROI in the first image Im1-a and the first image Im1-b, and calculates the speed of the tap iron slag flow 30 based on this. . In order to calculate the speed of the tap slag flow 30, the frame rate of the moving image V captured by the imaging unit 3 is preferably 100 fps or more (for example, 180 fps).
出銑滓流３０の幅の算出について、詳しく説明する。まず、第１画像Ｉｍ１を用いて出銑滓流３０の幅が算出されると、出銑滓流３０の幅が正確に算出できないことを説明する。 Calculation of the width of the tap slag flow 30 will be explained in detail. First, it will be explained that when the width of the tap slag flow 30 is calculated using the first image Im1, the width of the tap slag flow 30 cannot be calculated accurately.
図１および図２を参照して、撮像部３は、赤外線カメラであるので、撮像部３が撮像した複数の第１画像Ｉｍ１（動画Ｖ）は、赤外画像である。溶銑溶滓垂れが発生している状態の下で、第１画像Ｉｍ１（赤外画像）を用いて、出銑滓流の幅が算出されると、算出された幅は出銑滓流の実際の幅より大きくなる。図６は、第１画像Ｉｍ１の例である第１画像Ｉｍ１‐ｃの画像図である。ｘ方向は水平方向を示し、ｙ方向は鉛直方向を示す。ｙ方向を出銑滓流３０の幅方向とする。第１画像Ｉｍ１‐ｃには、出銑滓流像３００と、溶銑溶滓垂れを示す像（以下、溶銑溶滓垂れ像３０１）と、背景４００と、が写されている。溶銑溶滓垂れは、出銑口１１の下側部分付近１１ａ（図１）に発生している。楕円５００で囲む範囲内に、溶銑溶滓垂れ像３０１がある。 Referring to FIGS. 1 and 2, since the imaging unit 3 is an infrared camera, the plurality of first images Im1 (video V) captured by the imaging unit 3 are infrared images. When the width of the tap slag flow is calculated using the first image Im1 (infrared image) under the condition where hot metal slag drips, the calculated width is the actual width of the tap slag flow. be larger than the width of FIG. 6 is an image diagram of the first image Im1-c, which is an example of the first image Im1. The x direction indicates the horizontal direction, and the y direction indicates the vertical direction. The y direction is the width direction of the tap slag flow 30. The first image Im1-c includes a tap iron slag flow image 300, an image showing hot metal slag dripping (hereinafter referred to as hot metal slag dripping image 301), and a background 400. Hot metal slag dripping occurs near the lower portion 11a of the tap hole 11 (FIG. 1). A hot metal slag dripping image 301 is within the range surrounded by the ellipse 500.
図７は、図６に示す第１画像Ｉｍ１‐ｃにおいて、ｙ方向に延びる矢印６０１上に位置する画素の輝度プロファイル７０１を示すグラフである。矢印６０１は、背景４００、出銑滓流像３００、溶銑溶滓垂れ像３０１、背景４００を通過している。横軸は、ｙ方向の画素の位置を示す。縦軸は、各画素の輝度を示す。 FIG. 7 is a graph showing a brightness profile 701 of a pixel located on an arrow 601 extending in the y direction in the first image Im1-c shown in FIG. The arrow 601 passes through the background 400, the tap iron slag flow image 300, the hot metal slag dripping image 301, and the background 400. The horizontal axis indicates the pixel position in the y direction. The vertical axis indicates the brightness of each pixel.
図１、図６および図７を参照して、出銑滓流３０は高温であり、出銑滓流３０の背景は常温（室温）であるので、第１画像Ｉｍ１‐ｃでは、出銑滓流像３００が明るく写り、背景４００が暗く写る。溶銑溶滓垂れの温度は、出銑滓流３０の温度に近いので、明るく写る。このため、第１画像Ｉｍ１‐ｃにおいて、出銑滓流像３００と溶銑溶滓垂れ像３０１との区別が困難であるので、出銑滓流像３００に溶銑溶滓垂れ像３０１が加えられた像の幅が、出銑滓流像３００の幅として算出されてしまう。すなわち、出銑滓流３０に溶銑溶滓垂れが加えられた物体の幅が、出銑滓流３０の幅として算出されてしまう。従って、式（１）を用いて算出される溶滓量は、実際の値より多くなる。この結果、高炉１０内の高温溶融物の量が実際の量よりも少なく算出されるので、高炉１０内の高温溶融物の量が多すぎる事象が発生する（これは高炉１０の炉況を悪くする原因となる）。 Referring to FIGS. 1, 6, and 7, the tap slag flow 30 is at a high temperature, and the background of the tap slag flow 30 is at normal temperature (room temperature), so in the first image Im1-c, the tap slag The flowing image 300 appears bright and the background 400 appears dark. The temperature of the hot metal slag dripping is close to the temperature of the tap iron slag flow 30, so it appears bright. Therefore, in the first image Im1-c, it is difficult to distinguish between the tap slag flow image 300 and the hot metal slag dripping image 301, so the hot metal slag dripping image 301 is added to the tap slag flow image 300. The width of the image is calculated as the width of the tap slag flow image 300. That is, the width of the object in which the hot metal slag dripping is added to the tap slag flow 30 is calculated as the width of the tap slag flow 30. Therefore, the amount of slag calculated using equation (1) is greater than the actual value. As a result, the amount of high-temperature molten material in the blast furnace 10 is calculated to be less than the actual amount, so an event occurs in which the amount of high-temperature molten material in the blast furnace 10 is too large (this may worsen the condition of the blast furnace 10). ).
そこで、実施形態では、第２画像Ｉｍ２を用いて、出銑滓流像３００の幅（すなわち、出銑滓流３０の幅）を算出する。図８は、これを説明するフローチャートである。図１および図２を参照して、生成部５２は、撮像部３が撮像した動画Ｖから、連続する複数のフレーム（第１画像Ｉｍ１）を取り出す（図８のステップＳ１）。これは、複数の時刻で撮像された複数の第１画像Ｉｍ１である（言い換えれば、時系列に並ぶ複数の第１画像Ｉｍ１）。複数の第１画像Ｉｍ１の中には、出銑滓流３０の速度の算出に用いた２つの第１画像Ｉｍ１が含まれる。出銑滓流３０の幅の算出に用いた第１画像Ｉｍ１の撮像時点と出銑滓流３０の速度の算出に用いた第１画像Ｉｍ１の撮像時点とを同じにするためである。これらの撮像時点が同じでないと、溶滓３２の量は正確に測定できない。 Therefore, in the embodiment, the width of the tap slag flow image 300 (that is, the width of the tap slag flow 30) is calculated using the second image Im2. FIG. 8 is a flowchart explaining this. Referring to FIGS. 1 and 2, the generation unit 52 extracts a plurality of consecutive frames (first image Im1) from the video V captured by the imaging unit 3 (step S1 in FIG. 8). This is a plurality of first images Im1 captured at a plurality of times (in other words, a plurality of first images Im1 arranged in chronological order). The plurality of first images Im1 include two first images Im1 used for calculating the speed of the tap slag flow 30. This is to make the imaging time of the first image Im1 used for calculating the width of the tap slag flow 30 and the imaging time of the first image Im1 used for calculating the speed of the tap iron slag 30 the same. If these imaging times are not the same, the amount of slag 32 cannot be measured accurately.
生成部５２は、複数の第１画像Ｉｍ１を用いて、第２画像Ｉｍ２を生成する（図８のステップＳ２）。 The generation unit 52 generates a second image Im2 using the plurality of first images Im1 (step S2 in FIG. 8).
図９は、図６に示す第１画像Ｉｍ１‐ｃを含む複数の第１画像Ｉｍ１を基にして生成された第２画像Ｉｍ２の例を示す画像図である。複数の第１画像Ｉｍ１は、例えば、３０秒間に撮像された１４枚の第１画像Ｉｍ１である。ｘ方向、ｙ方向は、図６のｘ方向、ｙ方向と同じである。第２画像Ｉｍ２には、出銑滓流像３００と、溶銑溶滓垂れ像３０１と、背景４００と、出銑滓流像３００の上側のエッジ（上側エッジ３０２）と、出銑滓流像３００の下側のエッジ（下側エッジ３０３）と、が写されている。 FIG. 9 is an image diagram showing an example of a second image Im2 generated based on a plurality of first images Im1 including the first image Im1-c shown in FIG. The plurality of first images Im1 are, for example, 14 first images Im1 captured in 30 seconds. The x direction and y direction are the same as the x direction and y direction in FIG. The second image Im2 includes a tap slag image 300, a hot metal slag hanging image 301, a background 400, an upper edge (upper edge 302) of the tap slag flow image 300, and a tap slag image 300. The lower edge (lower edge 303) of is shown.
図１０は、図９に示す第２画像Ｉｍ２において、ｙ方向に延びる矢印６０２上に位置する画素の輝度プロファイル７０２と、図７に示す輝度プロファイル７０１とを示すグラフである。矢印６０２は、背景４００、上側エッジ３０２、出銑滓流像３００、下側エッジ３０３、溶銑溶滓垂れ像３０１、背景４００を通過している。横軸、縦軸は、図７の横軸、縦軸と同じである。 FIG. 10 is a graph showing the brightness profile 702 of the pixel located on the arrow 602 extending in the y direction in the second image Im2 shown in FIG. 9, and the brightness profile 701 shown in FIG. 7. The arrow 602 passes through the background 400, the upper edge 302, the tap slag flow image 300, the lower edge 303, the hot metal slag dripping image 301, and the background 400. The horizontal and vertical axes are the same as those in FIG. 7.
図１、図９および図１０を参照して、第２画像Ｉｍ２を構成する各画素の値は、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置にある画素の値の標準偏差である。すなわち、第２画像Ｉｍ２を構成する各画素の値は、複数の第１画像Ｉｍ１の各位置の画素について、時間軸上のばらつき示す値である。出銑滓流３０は、溶銑３１の放射率と溶滓３２の放射率との差が主な原因で、時間軸上で温度の変動が大きい。出銑滓流３０の背景は、時間軸上で温度の変動が小さい。よって、第１画像Ｉｍ１‐ｃと同様に、第２画像Ｉｍ２では、出銑滓流像３００が明るく写り、背景４００が暗く写る。 Referring to FIGS. 1, 9, and 10, the value of each pixel constituting the second image Im2 is the standard deviation of the values of pixels located at the same position in the plurality of first images Im1. That is, the value of each pixel constituting the second image Im2 is a value indicating the variation on the time axis for the pixel at each position of the plurality of first images Im1. The tap iron slag flow 30 has a large temperature fluctuation on the time axis, mainly due to the difference between the emissivity of the hot metal 31 and the emissivity of the hot metal 32. The background of the tap iron slag flow 30 has small temperature fluctuations on the time axis. Therefore, similarly to the first image Im1-c, in the second image Im2, the tap iron slag image 300 appears bright and the background 400 appears dark.
溶銑溶滓垂れは、高温であるが、流れる速度が遅いので、時間軸上で温度の変動が小さい。よって、第１画像Ｉｍ１‐ｃと異なり、第２画像Ｉｍ２では、溶銑溶滓垂れ像３０１が暗く写る。このため、輝度プロファイル７０２に示すように、第２画像Ｉｍ２では、下側エッジ３０３（出銑滓流像３００のエッジ）と溶銑溶滓垂れ像３０１と明暗比が大きくされている。従って、第２画像Ｉｍ２では、出銑滓流像３００と溶銑溶滓垂れ像３０１との区別が可能であるので、出銑滓流３０の幅を正確に算出することができる。 Hot metal slag drips have a high temperature, but the flowing speed is slow, so the temperature fluctuations on the time axis are small. Therefore, unlike the first image Im1-c, the hot metal slag dripping image 301 appears dark in the second image Im2. Therefore, as shown in the brightness profile 702, in the second image Im2, the contrast ratio between the lower edge 303 (the edge of the tap iron slag flow image 300) and the hot metal slag hanging image 301 is increased. Therefore, in the second image Im2, it is possible to distinguish between the tap slag flow image 300 and the hot metal slag hanging image 301, so that the width of the tap iron slag flow 30 can be calculated accurately.
上側エッジ３０２と下側エッジ３０３との距離が、出銑滓流像３００の幅である。出銑滓流３０は、出銑口１１から勢いよく流れ出すので、出銑滓流３０のエッジの位置には、常に、出銑滓流３０があるのでなく、出銑滓流３０があったり、なかったりする。このため、出銑滓流３０のエッジは、時間軸上で温度の変動が極めて大きい。よって、第２画像Ｉｍ２では、出銑滓流像３００のエッジ（上側エッジ３０２、下側エッジ３０３）が、出銑滓流像３００の残りの部分および溶銑溶滓垂れ像３０１よりも明るく写る。出銑滓流像３００と溶銑溶滓垂れ像３０１との境界が、下側エッジ３０３である。 The distance between the upper edge 302 and the lower edge 303 is the width of the tap slag flow image 300. The tap slag flow 30 flows out from the tap hole 11 with great force, so there is not always a tap slag flow 30 at the edge of the tap slag flow 30, but there is sometimes a tap slag flow 30, There may be none. Therefore, the edge of the tap slag flow 30 has extremely large temperature fluctuations on the time axis. Therefore, in the second image Im2, the edges (upper edge 302, lower edge 303) of the tap slag flow image 300 appear brighter than the remaining parts of the tap slag flow image 300 and the hot metal slag hanging image 301. The boundary between the tap iron slag flow image 300 and the hot metal slag dripping image 301 is a lower edge 303 .
算出部５３は、上側エッジ３０２および下側エッジ３０３の位置を特定するために、出銑滓流像３００の輝度より大きい所定のしきい値８００を予め記憶している。算出部５３は、しきい値８００を用いて、輝度プロファイル７０２を分けることにより、上側エッジ３０２の位置と下側エッジ３０３の位置とを決定する（図８のステップＳ３）。 The calculation unit 53 stores in advance a predetermined threshold value 800 that is larger than the brightness of the tap slag flow image 300 in order to specify the positions of the upper edge 302 and the lower edge 303. The calculation unit 53 determines the position of the upper edge 302 and the position of the lower edge 303 by dividing the brightness profile 702 using the threshold value 800 (step S3 in FIG. 8).
算出部５３は、これらの位置を用いて、上側エッジ３０２と下側エッジ３０３との間の画素数を算出する。算出部５３は、第２画像Ｉｍ２の１画素に相当する出銑滓流３０の部分の長さを予め記憶している。算出部５３は、この長さと画素数とを乗算することにより、出銑滓流３０の幅を算出する（図８のステップＳ４）。算出部５３は、第２画像Ｉｍ２を用いて、出銑滓流３０の幅を算出する。第２画像Ｉｍ２は、複数の第１画像Ｉｍ１を用いて生成されるので（図８のステップＳ２）、出銑滓流３０の幅は、複数の第１画像Ｉｍ１を基にして算出されることになる。 The calculation unit 53 uses these positions to calculate the number of pixels between the upper edge 302 and the lower edge 303. The calculation unit 53 stores in advance the length of the portion of the tap slag flow 30 that corresponds to one pixel of the second image Im2. The calculation unit 53 calculates the width of the tap iron slag flow 30 by multiplying this length by the number of pixels (step S4 in FIG. 8). The calculation unit 53 calculates the width of the tap slag flow 30 using the second image Im2. Since the second image Im2 is generated using the plurality of first images Im1 (step S2 in FIG. 8), the width of the tap slag flow 30 is calculated based on the plurality of first images Im1. become.
実施形態の主な効果を説明する。図９を参照して、第２画像Ｉｍ２によれば、出銑滓流像３００と溶銑溶滓垂れ像３０１とを区別できる。従って、実施形態によれば、出銑滓流像３００の幅を正確に算出できるので、出銑滓流３０の幅を正確に算出することができる。 The main effects of the embodiment will be explained. Referring to FIG. 9, according to the second image Im2, a tap iron slag flow image 300 and a hot metal slag dripping image 301 can be distinguished. Therefore, according to the embodiment, since the width of the tap slag flow image 300 can be calculated accurately, the width of the tap slag flow 30 can be calculated accurately.
第１変形例について、実施形態と相違する点を中心に説明する。実施形態の第２画像Ｉｍ２は、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値の標準偏差を、その位置の画素の値とする画像である（標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄ）。同じ位置の画素は、言い換えれば、同じ画素座標の画素である。画素の値は、輝度のような明るさを示す指標値である。 The first modified example will be explained focusing on the points that are different from the embodiment. The second image Im2 of the embodiment is an image in which the standard deviation of the values of pixels at the same position in the plurality of first images Im1 is the value of the pixel at that position (standard deviation image Im-std). In other words, pixels at the same position are pixels at the same pixel coordinates. The pixel value is an index value indicating brightness such as luminance.
第１変形例の第２画像Ｉｍ２は、差分画像Ｉｍ‐ｄである。差分画像Ｉｍ‐ｄは、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値の最大値、最小値、平均値、中央値をそれぞれ、その位置の画素の値とする最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘ、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎ、平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅ、中央値画像Ｉｍ‐ｍｅｄのうち、２つ以上を組み合わせて生成される。 The second image Im2 of the first modification is a difference image Im-d. The difference image Im-d is a maximum value image Im-max in which the maximum value, minimum value, average value, and median value of the pixel values at the same position are respectively the values of the pixel at the same position in the plurality of first images Im1. , the minimum value image Im-min, the average value image Im-ave, and the median value image Im-med.
図３を参照して、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘ、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎ、平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅ、および、中央値画像Ｉｍ‐ｍｅｄの生成方法について簡単に説明する。図示はしていないが、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘ、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎ、平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅ、中央値画像Ｉｍ‐ｍｅｄは、それぞれ、第２画像Ｉｍ２の位置にある。最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘは、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値の最大値を、その位置の画素の値とする画像である。最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎは、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値の最小値を、その位置の画素の値とする画像である。平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅは、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値の平均値を、その位置の画素の値とする画像である。中央値画像Ｉｍ‐ｍｅｄは、複数の第１画像Ｉｍ１において、同じ位置の画素の値の中央値を、その位置の画素の値とする画像である。 With reference to FIG. 3, a method for generating the maximum value image Im-max, the minimum value image Im-min, the average value image Im-ave, and the median value image Im-med will be briefly described. Although not shown, the maximum value image Im-max, the minimum value image Im-min, the average value image Im-ave, and the median value image Im-med are each located at the position of the second image Im2. The maximum value image Im-max is an image in which the maximum value of the values of pixels at the same position in the plurality of first images Im1 is the value of the pixel at that position. The minimum value image Im-min is an image in which the minimum value of the values of pixels at the same position in the plurality of first images Im1 is the value of the pixel at that position. The average value image Im-ave is an image in which the average value of the values of pixels at the same position in the plurality of first images Im1 is the value of the pixel at that position. The median image Im-med is an image in which the median value of the values of pixels at the same position in the plurality of first images Im1 is the value of the pixel at that position.
これらの２つを組み合わせて生成される差分画像Ｉｍ‐ｄについて、最大値画像Ｉｍｍａｘと最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎを例にして説明する。図２に示す生成部５２は、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘおよび最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎを生成し、これらの画像を用いて差分画像Ｉｍ‐ｄを生成する。差分画像Ｉｍ‐ｄは、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎにおいて、同じ位置の画素の値の差分を、その位置の画素の値とする画像である。 The difference image Im-d generated by combining these two images will be explained using the maximum value image Immax and the minimum value image Im-min as examples. The generation unit 52 shown in FIG. 2 generates a maximum value image Im-max and a minimum value image Im-min, and uses these images to generate a difference image Im-d. The difference image Im-d is an image in which the value of the pixel at the same position is the difference between the values of the pixels at the same position in the maximum value image Im-max and the minimum value image Im-min.
図１１は、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎと差分画像Ｉｍ‐ｄとの関係を説明する説明図である。各画像を構成する画素数がＭとする（Ｍは整数）。最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎにおいて、１番目の画素の値の差分が、差分画像Ｉｍ‐ｄを構成する１番目の画素の値となり、２番目の画素の値の差分が、差分画像Ｉｍ‐ｄを構成する２番目の画素の値となり、・・・、Ｍ番目の画素の値の差分が、差分画像Ｉｍ‐ｄを構成するＭ番目の画素の値となる。 FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the maximum value image Im-max, the minimum value image Im-min, and the difference image Im-d. Assume that the number of pixels constituting each image is M (M is an integer). Between the maximum value image Im-max and the minimum value image Im-min, the difference in the value of the first pixel is the value of the first pixel that constitutes the difference image Im-d, and the difference in the value of the second pixel is , becomes the value of the second pixel forming the difference image Im-d, and..., the difference between the values of the M-th pixel becomes the value of the M-th pixel forming the difference image Im-d.
図１２は、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎを用いて生成された差分画像Ｉｍ‐ｄの例を示す画像図である。最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘおよび最小値画像Ｉｍｍｉｎの生成に用いられた複数の第１画像Ｉｍ１は、例えば、３０秒間に撮像された１４枚の第１画像Ｉｍ１である。ｘ方向、ｙ方向は、図４のｘ方向、ｙ方向と同じである。差分画像Ｉｍ‐ｄには、図９に示す第２画像Ｉｍ２（標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄ）と同様に、出銑滓流像３００と、溶銑溶滓垂れ像３０１と、背景４００と、出銑滓流像３００の上側のエッジ（上側エッジ３０２）と、出銑滓流像３００の下側のエッジ（下側エッジ３０３）と、が写されている。 FIG. 12 is an image diagram showing an example of a difference image Im-d generated using the maximum value image Im-max and the minimum value image Im-min. The plurality of first images Im1 used to generate the maximum value image Im-max and the minimum value image Immin are, for example, 14 first images Im1 captured in 30 seconds. The x direction and y direction are the same as the x direction and y direction in FIG. Similar to the second image Im2 (standard deviation image Im-std) shown in FIG. The upper edge (upper edge 302) of the slag flow image 300 and the lower edge (lower edge 303) of the tap iron slag flow image 300 are shown.
３つ以上を組み合わせて生成される差分画像Ｉｍ‐ｄについて、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘ、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎ、平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅを例にして説明する。図２に示す生成部５２は、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘ、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎおよび平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅを生成し、同じ位置の画素において、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘの画素の値と平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅの画素の値の差分、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの画素の値と平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅの画素の値の差分のうち、大きい方を差分画像Ｉｍ‐ｄの画素の値にする。 Difference images Im-d generated by combining three or more images will be explained using a maximum value image Im-max, a minimum value image Im-min, and an average value image Im-ave as examples. The generation unit 52 shown in FIG. 2 generates a maximum value image Im-max, a minimum value image Im-min, and an average value image Im-ave, and at the same pixel position, the value of the pixel of the maximum value image Im-max and the value of the pixel of the maximum value image Im-max are The larger of the differences between the pixel values of the average value image Im-ave and the differences between the pixel values of the minimum value image Im-min and the pixel values of the average value image Im-ave is calculated as the difference between the pixel values of the difference image Im-d. value.
図１３は、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎと平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅと差分画像Ｉｍ‐ｄとの関係を説明する説明図である。各画像を構成する画素数がＭとする（Ｍは整数）。最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅにおける１番目の画素の値の差分と最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎと平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅにおける１番目の画素の値の差分のうち、大きい方が差分画像Ｉｍ‐ｄの１番目画素の値となり、・・・、最大値画像Ｉｍ‐ｍａｘと平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅにおけるＭ番目の画素の値の差分と最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎと平均値画像Ｉｍ‐ａｖｅにおけるＭ番目の画素の値の差分のうち、大きい方が差分画像Ｉｍ‐ｄのＭ番目画素の値となる。 FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the maximum value image Im-max, the minimum value image Im-min, the average value image Im-ave, and the difference image Im-d. Assume that the number of pixels constituting each image is M (M is an integer). The larger of the difference between the value of the first pixel between the maximum value image Im-max and the average value image Im-ave and the difference between the value of the first pixel between the minimum value image Im-min and the average value image Im-ave. is the value of the first pixel of the difference image Im-d, ..., the difference between the value of the M-th pixel between the maximum value image Im-max and the average value image Im-ave, the minimum value image Im-min, and the average value Among the differences in the values of the M-th pixel in the image Im-ave, the larger one becomes the value of the M-th pixel in the difference image Im-d.
図１２に示すように、差分画像Ｉｍ‐ｄも図９に示す第２画像Ｉｍ２と同様の画像になる。図２に示す算出部は、差分画像Ｉｍ‐ｄに対して、第２画像Ｉｍ２と同様の処理をして、出銑滓流３０の幅を算出する。 As shown in FIG. 12, the difference image Im-d also becomes an image similar to the second image Im2 shown in FIG. The calculation unit shown in FIG. 2 calculates the width of the tap iron slag flow 30 by performing the same processing as the second image Im2 on the difference image Im-d.
第２変形例について、実施形態と相違する点を中心に説明する。第２変形例では、出銑滓流３０の幅の算出に用いられる画像が、第３画像である。第３画像は、出銑滓流３０の表面に起こる波の像が除去された出銑滓流像３００を含む。 The second modification will be described with a focus on points that are different from the embodiment. In the second modification, the image used to calculate the width of the tap slag flow 30 is the third image. The third image includes a tap slag image 300 from which images of waves occurring on the surface of the tap slag flow 30 have been removed.
図５を参照して、出銑滓流３０は乱流なので、出銑滓流３０の表面には常に波（表面波）が起きている。このため、時間軸で見ると、出銑滓流３０の幅は不規則に変化している。上述したように、出銑滓流３０の幅の算出には、出銑滓流像３００のエッジが用いられる。エッジが、時間軸で見て、出銑滓流３０が常に存在する箇所を示すのではなく、出銑滓流３０が存在する期間と存在しない期間とが混在する箇所を示す場合を考える。このエッジを基にした出銑滓流３０の幅を用いて、溶滓３２の量が計算されると、出銑滓流３０の量が実際より多くなり、この結果、溶滓３２の量が実際より多くなる。第２変形例では、これを防止できる。 Referring to FIG. 5, since the tap slag flow 30 is a turbulent flow, waves (surface waves) are always generated on the surface of the tap slag flow 30. Therefore, when viewed on the time axis, the width of the tap slag flow 30 changes irregularly. As described above, the edge of the tap slag flow image 300 is used to calculate the width of the tap slag flow 30. Consider a case where the edge does not indicate a location where the tap slag flow 30 always exists, but indicates a location where periods in which the tap slag flow 30 exists and periods in which it does not exist coexist when viewed on the time axis. If the amount of slag 32 is calculated using the width of the tap slag flow 30 based on this edge, the amount of the tap slag flow 30 will be larger than the actual amount, and as a result, the amount of slag 32 will be more than it actually is. In the second modification, this can be prevented.
図２に示す生成部５２は、複数の第１画像Ｉｍ１を用いて、出銑滓流３０の表面に起こる波の像が除去された出銑滓流像３００を含む第３画像Ｉｍ３を生成する。第３画像Ｉｍ３として、例えば、第１変形例で説明した最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎがある。図１４は、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの例を示す画像図である。最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの生成に用いられた複数の第１画像Ｉｍ１は、例えば、３０秒間に撮像された１４枚の第１画像Ｉｍ１である。図１４に示す最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの比較となる標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄを説明する。図１５は、標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄの例を示す画像図である。この標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄは、図１４に示す最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの生成に用いられた複数の第１画像Ｉｍ１を用いて生成されている。標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄは、図３および図９で説明した第２画像Ｉｍ２のことである。 The generation unit 52 shown in FIG. 2 uses the plurality of first images Im1 to generate a third image Im3 including a tap iron slag flow image 300 from which images of waves occurring on the surface of the tap iron slag flow 30 have been removed. . As the third image Im3, for example, there is the minimum value image Im-min described in the first modification. FIG. 14 is an image diagram showing an example of the minimum value image Im-min. The plurality of first images Im1 used to generate the minimum value image Im-min are, for example, 14 first images Im1 captured in 30 seconds. A standard deviation image Im-std, which is a comparison of the minimum value image Im-min shown in FIG. 14, will be explained. FIG. 15 is an image diagram showing an example of the standard deviation image Im-std. This standard deviation image Im-std is generated using the plurality of first images Im1 used to generate the minimum value image Im-min shown in FIG. The standard deviation image Im-std is the second image Im2 described in FIGS. 3 and 9.
図１４および図１５を参照して、ｘ方向、ｙ方向は、図４のｘ方向、ｙ方向と同じである。最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎ、標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄのそれぞれには、出銑滓流像３００と、背景４００と、出銑滓流像３００の上側のエッジ（上側エッジ３０２）と、出銑滓流像３００の下側のエッジ（下側エッジ３０３）と、が写されている。 Referring to FIGS. 14 and 15, the x direction and y direction are the same as the x direction and y direction in FIG. 4. The minimum value image Im-min and the standard deviation image Im-std each include a tap slag image 300, a background 400, an upper edge (upper edge 302) of the tap slag flow image 300, and a tap slag image 300, a background 400, an upper edge (upper edge 302) of the tap slag flow image 300, The lower edge (lower edge 303) of the flow image 300 is photographed.
図１６は、図１４に示す最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎおよび図１５に示す標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄにおいて、ｙ方向に延びる矢印６０３上に位置する画素の輝度プロファイル７０３および輝度プロファイル７０４を示すグラフである。横軸、縦軸は、図７の横軸、縦軸と同じである。最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの出銑滓流像３００の幅（最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの出銑滓流像３００における上側エッジ３０２と下側エッジ３０３との距離）は、標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄの出銑滓流像３００の幅（標準偏差画像Ｉｍ‐ｓｔｄの出銑滓流像３００における上側エッジ３０２と下側エッジ３０３との距離）より、小さい。これは、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎの出銑滓流像３００が、出銑滓流３０の表面に起こる波の像が除去されているからである。 FIG. 16 is a graph showing the brightness profile 703 and brightness profile 704 of the pixel located on the arrow 603 extending in the y direction in the minimum value image Im-min shown in FIG. 14 and the standard deviation image Im-std shown in FIG. be. The horizontal and vertical axes are the same as those in FIG. 7. The width of the tap slag image 300 of the minimum value image Im-min (the distance between the upper edge 302 and the lower edge 303 in the tap slag image 300 of the minimum value image Im-min) is the standard deviation image Im-std. is smaller than the width of the tap slag image 300 (the distance between the upper edge 302 and the lower edge 303 in the tap slag image 300 of the standard deviation image Im-std). This is because the image of waves occurring on the surface of the tap slag flow 30 is removed from the tap slag image 300 of the minimum value image Im-min.
図２に示す算出部５３は、第３画像を用いて、出銑滓流３０の幅を算出する。算出の仕方は第２画像Ｉｍ２と同様である。 The calculation unit 53 shown in FIG. 2 calculates the width of the tap slag flow 30 using the third image. The calculation method is the same as that for the second image Im2.
第３画像は、最小値画像Ｉｍ‐ｍｉｎに限定されない。詳しく説明する。複数の第１画像Ｉｍ１に関して、同じ位置の画素の中で、例えば、２番目や３番目に小さい値であっても、出銑滓流３０の表面に起こる波の像が除去された出銑滓流像３００を含む画像を生成できるのであれば、この画像でもよい。また、複数の第１画像Ｉｍ１に関して、同じ位置の画素の中で、下位一定割合以内の画素値を示す画素が抽出され、抽出された画素が示す画素値の平均値や中央値であっても、出銑滓流３０の表面に起こる波の像が除去された出銑滓流像３００を含む画像を生成できるのであれば、この画像でもよい。 The third image is not limited to the minimum value image Im-min. explain in detail. Regarding the plurality of first images Im1, even if the value is the second or third smallest among the pixels at the same position, the image of the wave occurring on the surface of the tap slag flow 30 is removed. If an image including the flow image 300 can be generated, this image may be used. In addition, regarding the plurality of first images Im1, among the pixels at the same position, pixels exhibiting pixel values within a certain lower rank are extracted, and even if the pixel values indicated by the extracted pixels are the average value or median value, , as long as it is possible to generate an image including the tap slag flow image 300 from which the image of waves occurring on the surface of the tap slag flow 30 has been removed, this image may be used.
１ 溶滓量測定装置
１０ 高炉
１１ 出銑口
１１ａ 出銑口の下側部分付近
２０ 出銑樋
２０ａ 出銑樋の端部
２１ 出銑樋カバー
３０ 出銑滓流
３０ａ 出銑滓流の下側部分
３１ 溶銑
３２ 溶滓
３００ 出銑滓流像
３０１ 溶銑溶滓垂れ像
３０２ 上側エッジ
３０３ 下側エッジ
４００ 背景
５００ 楕円
６０１，６０２，６０３ 矢印
７０１，７０２，７０３，７０４ 輝度プロファイル
８００ しきい値
Ｉｍ１‐ａ，Ｉｍ１‐ｂ，Ｉｍ１‐ｃ，Ｉｍ１‐１～Ｉｍ１‐Ｎ 第１画像
Ｉｍ２ 第２画像
Ｉｍ‐ｄ 差分画像（第２画像）
Ｉｍ‐ｍａｘ 最大値画像
Ｉｍ‐ｍｉｎ 最小値画像
Ｉｍ‐ａｖｅ 平均値画像
Ｉｍ‐ｓｔｄ 標準偏差画像
ＲＯＩ 関心領域
Ｖ 動画
1 Slag amount measuring device 10 Blast furnace 11 Tap hole 11a Lower part of tap hole 20 Tap hole 20a End of tap hole 21 Tap hole cover 30 Tap slag flow 30a Lower side of tap slag flow Portion 31 Hot metal 32 Molten slag 300 Tap iron slag flow image 301 Hot metal slag hanging image 302 Upper edge 303 Lower edge 400 Background 500 Ellipse 601, 602, 603 Arrows 701, 702, 703, 704 Brightness profile 800 Threshold Im1- a, Im1-b, Im1-c, Im1-1 to Im1-N First image Im2 Second image Im-d Difference image (second image)
Im-max Maximum value image Im-min Minimum value image Im-ave Average value image Im-std Standard deviation image ROI Region of interest V Video
Claims (3)
複数の前記第１画像を用いて、前記出銑滓流の表面に起こる波の像が除去された前記出銑滓流を示す像を含む第３画像を生成する生成部と、
前記第３画像を用いて、前記幅を算出する算出部と、を備える、
溶滓量測定装置。 The speed and width of the tap slag flow are calculated based on a plurality of first images obtained by capturing images of the tap slag flow coming out of the tap hole of the vertical furnace at a plurality of times. , a slag amount measuring device that calculates the amount of slag taken out from the taphole using a predetermined formula including the speed and the width as variables,
a generation unit that uses the plurality of first images to generate a third image including an image showing the tap slag flow from which an image of waves occurring on the surface of the tap slag flow has been removed;
a calculation unit that calculates the width using the third image;
Slag amount measuring device.
請求項１に記載の溶滓量測定装置。 The generation unit generates the third image in which the value of the pixel at the position is the minimum value of the values of pixels at the same position in the plurality of first images.
The slag amount measuring device according to claim 1.
複数の前記第１画像を用いて、前記出銑滓流の表面に起こる波の像が除去された前記出銑滓流を示す像を含む第３画像を生成する生成ステップと、
前記第３画像を用いて、前記幅を算出する算出ステップと、を備える、
溶滓量測定方法。 Calculate the speed and width of the tap slag flow based on a plurality of first images obtained by capturing images of the tap slag flow coming out of the tap hole of the vertical furnace at a plurality of times. , a slag amount measuring method for calculating the amount of slag taken out from the taphole using a predetermined formula including the speed and the width as variables,
a generation step of using the plurality of first images to generate a third image including an image showing the tap slag flow from which an image of waves occurring on the surface of the tap slag flow has been removed;
a calculation step of calculating the width using the third image;
Method for measuring slag amount.
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