KR102514756B1

KR102514756B1 - System and method for measuring temperature of molten iron

Info

Publication number: KR102514756B1
Application number: KR1020200175559A
Authority: KR
Inventors: 김등열; 심상룡; 최지영
Original assignee: 주식회사 포스코; 주식회사 하나테크
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2023-03-29
Also published as: KR20220085472A

Abstract

본 개시는 고로의 용선 온도 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
용선 온도 측정 시스템은, 상기 고로의 출선구를 촬영하여 열화상 데이터를 출력하는 영상 촬영 장치, 상기 영상 촬영 장치를 틸팅시키거나, 회전 또는 이동시켜 상기 영상 촬영 장치의 촬영 영역을 조정하는 카메라 제어부, 그리고 상기 열화상 데이터를 구성하는 각 픽셀의 온도 값에 기초하여 상기 열화상 데이터로부터 용선 온도를 검출하기 위한 후보 영역을 설정하며, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값에 기초하여 상기 용선 온도 정보를 획득하는 모니터링부를 포함할 수 있다. 상기 모니터링부는, 상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 미만이면, 상기 촬영 영역을 동적으로 제어하기 위해 상기 카메라 제어부를 제어할 수 있다. The present disclosure relates to a system and method for measuring the temperature of molten pig iron in a blast furnace.
The molten iron temperature measuring system includes an image capturing device that photographs the outlet of the blast furnace and outputs thermal image data, a camera control unit that adjusts a capturing area of the image capturing device by tilting, rotating, or moving the image capturing device, Then, based on the temperature value of each pixel constituting the thermal image data, a candidate region for detecting the molten iron temperature is set from the thermal image data, and the molten iron temperature information is based on the temperature values of the pixels included in the candidate region. It may include a monitoring unit for obtaining. The monitoring unit may control the camera controller to dynamically control the capturing area when the number of pixels in the candidate area is less than a predetermined value.

Description

용선 온도 측정 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING TEMPERATURE OF MOLTEN IRON}Molten iron temperature measuring system and its method {SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING TEMPERATURE OF MOLTEN IRON}

실시 예는 용선 온도 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고로의 고로의 출선구로 출선되는 용선의 온도를 실시간으로 측정하기 위한 용선 온도 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. Embodiments relate to a molten pig iron temperature measuring system and method, and more particularly, to a molten pig iron temperature measuring system and method for measuring in real time the temperature of molten iron coming out of a blast furnace outlet.

고로(blast furnace)에서는 연료인 코크스(cokes)와 산소의 반응을 통해 생산된 일산화탄소를 이용하여 자연산의 철광석을 환원시킴으로써 용선이 만들어진다. 고로의 하부에서 코크스와 산소의 반응으로 발생한 환원가스는 노 내를 상승하면서 장입된 철광석과 접촉하고, 환원가스와의 접촉으로 열을 전달 받은 철광석은 용선(molten iron)으로 용융 및 환원된다.In a blast furnace, molten iron is made by reducing natural iron ore using carbon monoxide produced through the reaction of coke, which is a fuel, with oxygen. The reducing gas generated by the reaction between coke and oxygen at the bottom of the blast furnace rises in the furnace and contacts the charged iron ore, and the iron ore that receives heat from contact with the reducing gas is melted and reduced into molten iron.

고로 조업 중 노 내에서 발생하는 노열은 노 내에서 철광석을 승온 및 환원시키고, 환원된 철을 액상의 용선 상태로 유지하기 위한 에너지로 사용된다. 이러한 노열은 용선의 출선량에 영향을 끼치는 요인 중 하나이다. 또한, 고로 조업 초기에는 용선과 고로 간의 온도 차이로 인해 고로가 급격히 팽창하고, 이로 인해 사고가 발생할 위험이 있어 노열의 관리가 매우 중요하다. 따라서, 고로 조업의 효율 향상 및 안정성 확보를 위해서는 노 내의 노열 상태를 파악할 필요가 있다. During blast furnace operation, furnace heat generated in the furnace is used as energy to raise and reduce the temperature of iron ore in the furnace, and to maintain the reduced iron in the liquid phase of molten pig iron. This furnace heat is one of the factors that affect the amount of molten iron. In addition, in the early stage of blast furnace operation, the blast furnace rapidly expands due to the temperature difference between the molten iron and the blast furnace, and there is a risk of an accident due to this, so furnace heat management is very important. Therefore, in order to improve the efficiency of blast furnace operation and ensure stability, it is necessary to grasp the furnace heat state.

노열 상태를 파악하기 위한 기존의 방법으로는, 노 외로 배출되는 용선의 온도를 측정할 수 있는 위치에 온도 측정 설비를 배치하고, 조업자가 이를 통해 용선의 온도를 확인하여 노열 상태를 확인하는 방법이 있다. 이러한 방법에서, 온도 측정 설비는 안전성을 확보하기 위해 출선구로부터 소정 거리 이상(예를 들어, 20m 이상) 떨어진 위치에 배치된다. 따라서, 측정 설비에 의해 온도가 측정되는 용선은 탕도를 지나오면서 상당 부분 온도가 저하된 상태가 되고, 이로 인해 온도 측정 정확도가 저하되는 문제가 있다. As a conventional method for determining the furnace heat state, a method in which a temperature measuring facility is placed at a location where the temperature of the molten iron discharged out of the furnace can be measured, and an operator checks the temperature of the molten iron through this method to check the furnace heat state. there is. In this method, the temperature measuring facility is disposed at a location away from the outlet by a predetermined distance or more (eg, 20 m or more) to ensure safety. Therefore, the temperature of the molten iron whose temperature is measured by the measuring facility is reduced to a considerable extent as it passes through the runner, and as a result, there is a problem in that the temperature measurement accuracy is lowered.

일본 공개특허공보 특개2018-200199호(2018.12.20.)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-200199 (2018.12.20.) 등록특허공보 제10-1867715호(2018.06.14.)Registered Patent Publication No. 10-1867715 (2018.06.14.) 공개특허공보 제10-2005-0069300호(2005.07.05.)Publication No. 10-2005-0069300 (2005.07.05.)

실시 예를 통해 해결하려는 과제는 고로로부터 출선되는 용선의 온도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 용선 온도 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved through the embodiment is to provide a molten iron temperature measuring system and method capable of accurately measuring the temperature of molten iron coming out of a blast furnace in real time.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 용선 온도 측정 시스템은, 상기 고로의 출선구를 촬영하여 열화상 데이터를 출력하는 영상 촬영 장치, 상기 영상 촬영 장치를 틸팅시키거나, 회전 또는 이동시켜 상기 영상 촬영 장치의 촬영 영역을 조정하는 카메라 제어부, 그리고 상기 열화상 데이터를 구성하는 각 픽셀의 온도 값에 기초하여 상기 열화상 데이터로부터 용선 온도를 검출하기 위한 후보 영역을 설정하며, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값에 기초하여 상기 용선 온도 정보를 획득하는 모니터링부를 포함할 수 있다. 상기 모니터링부는, 상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 미만이면, 상기 촬영 영역을 동적으로 제어하기 위해 상기 카메라 제어부를 제어할 수 있다. A system for measuring the temperature of molten pig iron in a blast furnace according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is an image capturing device that photographs an outlet of the blast furnace and outputs thermal image data, and tilts, rotates, or rotates the image capturing device. A camera control unit for adjusting a photographing area of the image photographing apparatus by moving the image photographing device, and setting a candidate region for detecting a temperature of molten iron from the thermal image data based on the temperature value of each pixel constituting the thermal image data. A monitoring unit may be included to obtain the molten iron temperature information based on temperature values of pixels included in the region. The monitoring unit may control the camera controller to dynamically control the capturing area when the number of pixels in the candidate area is less than a predetermined value.

상기 모니터링부는, 상기 열화상 데이터를 구성하는 픽셀들 중 대응하는 온도 값이 제1 온도 값 이상인 픽셀들에 기초하여 상기 후보 영역을 설정하며, 제2 온도 값을 기준으로 상기 후보 영역을 용선 영역과 슬래그 영역으로 구분할 수 있다. The monitoring unit sets the candidate region based on pixels having a corresponding temperature value greater than or equal to a first temperature value among pixels constituting the thermal image data, and sets the candidate region based on the second temperature value to the molten iron region and the molten iron region. It can be divided into slag areas.

상기 모니터링부는, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중, 상기 용선의 온도 범위와 상기 슬래그의 온도 범위의 중첩 영역에 속하는 온도 값을 가지는 픽셀들의 평균 온도 값에 기초하여 상기 제2 온도 값을 설정할 수 있다. The monitoring unit may set the second temperature value based on an average temperature value of pixels having temperature values belonging to an overlapping region of the temperature range of the molten iron and the temperature range of the slag, among pixels included in the candidate region. there is.

상기 모니터링부는, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제1 온도 값 이상이고 상기 제2 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들에 기초하여 상기 용선 영역을 설정하고, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제2 온도 값 이상이고 제3 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들에 기초하여 상기 슬래그 영역을 설정할 수 있다. The monitoring unit sets the molten iron area based on pixels having a temperature value greater than or equal to the first temperature value and less than the second temperature value among pixels included in the candidate area, and the pixels included in the candidate area The slag area may be set based on pixels having a temperature value higher than the second temperature value and lower than the third temperature value among the pixels.

상기 모니터링부는, 상기 용선 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값에 기초하여 상기 용선의 출선 온도 정보를 획득할 수 있다. The monitoring unit may obtain outgoing temperature information of the molten iron based on temperature values of pixels included in the molten iron area.

상기 모니터링부는, 상기 열화상 데이터 내 상기 후보 영역의 위치에 기초하여 상기 촬영 영역의 이동 방향을 결정할 수 있다. The monitoring unit may determine a moving direction of the capturing area based on a location of the candidate area in the thermal image data.

상기 영상 촬영 장치는, 내부에 열화상 카메라가 위치하는 본체부, 그리고 상기 본체부에서 상기 열화상 카메라의 렌즈가 향하는 방향에 결합되는 경동부를 포함하며, 상기 경동부는 상기 경동부의 내부 공간에 에어 커튼이 형성되도록 상기 경동부의 내부 공간에 공기를 주입하는 적어도 하나의 노즐을 포함할 수 있다. The image photographing device includes a body portion in which a thermal imaging camera is located, and a tilting portion coupled to a direction in which a lens of the thermal imaging camera is directed in the body portion, wherein the tilting portion includes an air curtain in an internal space of the tilting portion. It may include at least one nozzle for injecting air into the inner space of the tilting part so as to form.

상기 영상 촬영 장치는, 상기 열화상 데이터에 포함된 픽셀들 중 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수에 기초하여, 상기 출선구의 출선 개시 또는 출선 중단을 판단할 수 있다. The image photographing device may determine whether to start or stop drawing the outlet, based on the number of pixels having a temperature value equal to or greater than the first temperature value among pixels included in the thermal image data.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 용선 온도 측정 방법은, 상기 고로의 출선구를 촬영하는 열화상 카메라를 통해 열화상 데이터를 획득하는 단계, 상기 열화상 데이터를 구성하는 각 픽셀의 온도 값에 기초하여 상기 열화상 데이터로부터 용선 온도를 검출하기 위한 후보 영역을 설정하는 단계, 상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 이상이면, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값에 기초하여 상기 용선 온도 정보를 획득하는 단계, 그리고 상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 미만이면, 상기 촬영 영역을 동적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the method for measuring the temperature of molten iron in a blast furnace according to an embodiment of the present invention includes the steps of acquiring thermal image data through a thermal imaging camera that photographs the outlet of the blast furnace, and the temperature value of each pixel constituting the thermal image data. setting a candidate region for detecting the molten iron temperature from the thermal image data based on the temperature of the molten iron based on the temperature values of the pixels included in the candidate region when the number of pixels in the candidate region is greater than or equal to a predetermined value; The method may include acquiring information, and dynamically controlling the capturing area when the number of pixels in the candidate area is less than a predetermined value.

상기 후보 영역을 설정하는 단계에서, 상기 후보 영역은, 상기 열화상 데이터를 구성하는 픽셀들 중 대응하는 온도 값이 제1 온도 값 이상인 픽셀들에 기초하여 설정될 수 있다. In the setting of the candidate region, the candidate region may be set based on pixels having a corresponding temperature value greater than or equal to the first temperature value among pixels constituting the thermal image data.

상기 용선 온도 정보를 획득하는 단계는, 제2 온도 값을 기준으로 상기 후보 영역을 용선 영역과 슬래그 영역으로 구분하는 단계, 그리고 상기 용선 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값에 기초하여 상기 용선의 출선 온도 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. The obtaining of the molten iron temperature information may include dividing the candidate region into a molten iron region and a slag region based on a second temperature value, and an outgoing temperature of the molten iron based on the temperature values of pixels included in the molten iron region. It may include acquiring information.

상기 용선 온도 정보를 획득하는 단계는, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중, 상기 용선의 온도 범위와 상기 슬래그의 온도 범위의 중첩 영역에 속하는 온도 값을 가지는 픽셀들의 평균 온도 값에 기초하여 상기 제2 온도 값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The obtaining of the molten iron temperature information may include the first step based on an average temperature value of pixels having a temperature value belonging to an overlapping region of the temperature range of the molten iron and the temperature range of the slag, among pixels included in the candidate region. 2 The step of setting the temperature value may be further included.

상기 후보 영역을 용선 영역과 슬래그 영역으로 구분하는 단계는, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제1 온도 값 이상이고 상기 제2 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들에 기초하여 상기 용선 영역을 설정하는 단계, 그리고 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제2 온도 값 이상이고 제3 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들에 기초하여 상기 슬래그 영역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다. In the step of dividing the candidate region into a molten iron region and a slag region, the molten iron region is determined based on pixels having a temperature value greater than or equal to the first temperature value and less than the second temperature value among pixels included in the candidate region. The method may include setting the slag region based on pixels included in the candidate region having a temperature value equal to or greater than the second temperature value and less than a third temperature value among pixels included in the candidate region.

상기 촬영 영역을 동적으로 제어하는 단계는, 상기 열화상 데이터 내 상기 후보 영역의 위치에 기초하여 상기 촬영 영역의 이동 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The dynamically controlling the capturing area may include determining a movement direction of the capturing area based on a location of the candidate region in the thermal image data.

상기 용선 온도 측정 방법은, 고로 조업 개시 후 또는 상기 출선구의 출선 작업 중단 이후에, 상기 열화상 데이터에 포함된 픽셀들 중 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수가 임계치 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 상기 출선이 개시된 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for measuring the temperature of molten iron is a state in which the number of pixels having a temperature value equal to or greater than a first temperature value among pixels included in the thermal image data is equal to or greater than a threshold value after operation of the blast furnace is started or after the extraction operation of the outlet is stopped. If it lasts longer than the time, it may further include determining that the outgoing has started.

상기 용선 온도 측정 방법은, 출선 개시 이후에, 상기 열화상 데이터에 포함된 픽셀들 중 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수가 임계치 미만인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 상기 출선구의 출선이 중단된 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for measuring the temperature of molten iron is, after starting the drawing, when the state in which the number of pixels having a temperature value equal to or higher than the first temperature value among the pixels included in the thermal image data is less than a threshold value continues for a predetermined time or longer, the drawing of the drawing hole is performed. A step of determining that the process is stopped may be further included.

실시 예에 따르면, 고로로부터 출선되는 용선의 온도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다. According to the embodiment, the temperature of molten iron coming out of the blast furnace can be accurately measured in real time.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고로 설비의 용선 온도 측정 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 하우징을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 온도 측정 방법을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 온도 측정 시스템에서 용선 영역과 슬래그 영역을 구분하기 위한 온도 범위를 설정하는 일 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 온도 측정 시스템에서 촬영 영역을 동적으로 조정하는 일 예를 도시한 것이다. 1 schematically shows a system for measuring the temperature of molten iron in a blast furnace facility according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically illustrating a housing of an image capturing device according to an embodiment of the present invention.
3 schematically illustrates a method for measuring the temperature of molten iron according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates an example of setting a temperature range for distinguishing a molten iron area and a slag area in the molten iron temperature measuring system according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates an example of dynamically adjusting a photographing area in the molten iron temperature measurement system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the embodiments of the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고로 설비의 용선 온도 측정 시스템을 개략적으로 도시한다. 1 schematically shows a system for measuring the temperature of molten iron in a blast furnace facility according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 고로(blast furnace, 5)는 원료인 철광석이 장입되어 용선으로 용융 환원되는 노(爐)다.Referring to FIG. 1, a blast furnace (5) is a furnace in which iron ore as a raw material is charged and smelted and reduced into molten iron.

고로(5)로 장입되는 장입물 즉, 철광석과 코크스(cokes)는 장입 컨베이어 벨트를 통해 고로(5) 상부로 이동하여 고로(5) 내부로 장입된다. 고로(5) 하부에서는 송풍관(미도시)을 통해 공급되는 고온의 열풍 및 산소가 고로(5) 내부로 유입된다. 고로(5) 내로 장입된 코크스는 노 내로 유입된 고온의 열풍 및 산소와의 반응으로 연소하여 고온의 환원 가스를 발생시킨다. 이렇게 발생한 고온의 환원가스는 노 내를 상승하면서 고로(5)로 장입된 철광석과 접촉하고, 고온의 환원가스와의 접촉으로 열을 전달 받은 철광석은 용선으로 용융 및 환원된다. 고로(5) 내에서 용융 환원된 용선은 노 하부에 저장되었다가, 일정 간격으로 출선구(tap hole, 2)를 통해 노 외로 배출된다. The charges charged into the blast furnace 5, that is, iron ore and cokes, move to the top of the blast furnace 5 through a charging conveyor belt and are charged into the blast furnace 5. In the lower part of the blast furnace 5, high-temperature hot air and oxygen supplied through a blast pipe (not shown) are introduced into the blast furnace 5. The coke charged into the blast furnace 5 is combusted by a reaction between the high-temperature hot air and oxygen introduced into the furnace to generate a high-temperature reducing gas. The high-temperature reducing gas thus generated comes into contact with the iron ore charged into the blast furnace 5 while rising in the furnace, and the iron ore that receives heat through contact with the high-temperature reducing gas is melted and reduced into molten iron. The molten iron melted and reduced in the blast furnace 5 is stored in the lower part of the furnace and discharged out of the furnace through a tap hole 2 at regular intervals.

본 발명의 실시 예에 따른 용선 온도 측정 시스템은 출선구(2)를 통해 고로(5) 외부로 배출되는 용선의 온도를 측정하기 위한 것으로서, 영상 촬영 장치(10), 및 모니터링 시스템(20)을 포함할 수 있다. The molten iron temperature measurement system according to an embodiment of the present invention is for measuring the temperature of molten iron discharged to the outside of the blast furnace 5 through the outlet 2, and includes an image photographing device 10 and a monitoring system 20. can include

영상 촬영 장치(10)는 고로(5)의 출선구(2)를 연속으로 촬영할 수 있다. 영상 촬영 장치(10)는 용선의 온도에 대응하는 근적외선 영역(예를 들어, 0.8 μm ~ 1.4 μm의 파장 영역)에서의 영상 촬영이 가능한 열화상 영상 카메라를 포함할 수 있다. 0.8 μm ~ 1.4 μm의 장파장 영역에서는 용선의 복사율이 0.3이고 슬래그(slag)의 복사율이 0.8이므로, 복사율 차이가 매우 커 용선과 슬래그의 식별이 용이할 수 있다. 따라서, 영상 촬영 장치(10)는 추후 용선 내 용선과 슬래그의 식별이 용이하도록, 0.8 μm ~ 1.4 μm의 장파장 영역에서 용선의 영상을 촬영할 수 있다. The video recording device 10 may continuously photograph the outlet 2 of the blast furnace 5 . The image capture device 10 may include a thermal imaging camera capable of capturing images in a near-infrared region corresponding to the temperature of molten iron (for example, a wavelength range of 0.8 μm to 1.4 μm). Since the emissivity of molten iron is 0.3 and the emissivity of slag is 0.8 in the long-wavelength region of 0.8 μm to 1.4 μm, the difference in emissivity is very large, making it easy to identify molten iron and slag. Accordingly, the image capturing device 10 may capture an image of molten iron in a long wavelength region of 0.8 μm to 1.4 μm so that molten iron and slag in molten iron can be easily identified later.

영상 촬영 장치(10)는 틸팅(tilting), 좌/우 방향 회전, 상/하 방향 이동 등이 가능하게 설치될 수 있다. 고로(5)의 출선구(2)는 그 구조적인 특성 상 동일한 출선구(2)일지라도 출선 시마다 출선된 용선이 그리는 궤적이나 방향이 상이할 수 있다. 또한, 출선 중 작업자 등 장애물에 의해 출선구(2)의 일부가 가려지는 상황이 발생할 수도 있다. 따라서, 영상 촬영 장치(10)는 용선의 출선 궤적이나 장애물의 위치와 상관 없이 용선 온도 측정에 충분한 측정 영역을 확보하기 위해 최적의 각도 및 위치에서 촬영이 가능하도록, 틸팅, 좌/우 방향 회전, 상/하 방향 이동 등에 의해 촬영 영역 및 촬영 각도가 동적으로 조절될 수 있다. 영상 촬영 장치(10)의 상/하 방향 이동은 승하강 장치(12)에 의해 이루어질 수 있다. 승하강 장치(12)는, 분진에 의한 고장을 방지하기 위해 체인(chain) 또는 볼 스크루(ball screw) 방식에 의해 이동이 제어될 수 있다. The image capture device 10 may be installed to allow tilting, left/right rotation, up/down movement, and the like. Even if the outlet 2 of the blast furnace 5 is the same outlet 2 due to its structural characteristics, the trajectory or direction drawn by the molten iron drawn each time may be different. In addition, a situation may occur in which a part of the outlet 2 is covered by an obstacle such as a worker during the extraction. Therefore, the image capturing device 10 tilts, rotates left/right, A photographing area and a photographing angle may be dynamically adjusted by upward/downward movement. Up/down movement of the image capture device 10 may be performed by the elevating device 12 . The movement of the lifting and lowering device 12 may be controlled by a chain or ball screw method in order to prevent malfunction due to dust.

영상 촬영 장치(10)는 고로(5) 외부에 배치되므로, 출선구(2) 뿐만 아니라, 고로(5)의 외벽 상태를 촬영하도록 촬영 각도나 위치가 제어될 수도 있다. 고로(5) 외벽의 냉각수 누수는 심각한 사고로 이어질 수 있다. 따라서, 영상 촬영 장치(10)는 출선이 중단된 구간에서는 각도 및 위치 조정을 통해 고로(5)의 외벽을 촬영하고, 촬영된 영상을 모니터링 시스템(20)으로 전달함으로써, 고로(5) 외부의 냉각수 누수를 실시간으로 감지할 수 있도록 한다. Since the video recording device 10 is disposed outside the blast furnace 5, the shooting angle or position may be controlled so as to photograph the outer wall state of the blast furnace 5 as well as the outlet 2. Cooling water leakage on the outer wall of the blast furnace 5 can lead to serious accidents. Therefore, the video recording device 10 takes pictures of the outer wall of the blast furnace 5 through angle and position adjustment in the section where the line is stopped, and transmits the captured image to the monitoring system 20, so that the outside of the blast furnace 5 It enables real-time detection of coolant leakage.

영상 촬영 장치(10)는 출선구(2)의 촬영을 위해 고로(5)로부터 소정 거리(예를 들어, 6m) 이내에 설치되어야 하므로, 고로(5)로부터 발생되는 고온의 열과 분진으로부터 카메라의 렌즈를 보호하기 위한 하우징(11)을 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 하우징을 개략적으로 도시한 단면도이다. Since the video recording device 10 must be installed within a predetermined distance (for example, 6 m) from the blast furnace 5 for taking pictures of the outlet 2, the lens of the camera is protected from high-temperature heat and dust generated from the blast furnace 5. It may include a housing 11 for protecting. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a housing of an image capturing device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 하우징(11)은 경동부(110) 및 본체부(120)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the housing 11 may include a tilt portion 110 and a body portion 120 .

경동부(110)는 카메라(130)를 고열 및 분진으로부터 보호하기 위한 구조물로서, 본체부(120)에서 카메라(130)의 렌즈가 향하는 방향에 결합될 수 있다. 경동부(110)는 원통 형상의 경동(111), 및 경동(111)의 내부 공간으로 공기를 주입하는 적어도 하나의 노즐(112)을 포함할 수 있다. 노즐(112)을 통해 경동(111) 내부로 주입된 공기는 에어 커튼을 형성하여 냉각 및 분진으로부터의 보호 기능을 수행할 수 있다. The tilt portion 110 is a structure for protecting the camera 130 from high heat and dust, and may be coupled to a direction in which a lens of the camera 130 faces in the body portion 120 . The tilt unit 110 may include a cylindrical tilt tube 111 and at least one nozzle 112 for injecting air into an inner space of the tilt tube 111 . The air injected into the inclined copper 111 through the nozzle 112 forms an air curtain to perform cooling and protection from dust.

본체부(120)는 내부 공간에 카메라(130)가 위치하는 본체(121), 및 본체(121)를 승강 장치(12)에 지지하기 위한 지지 구조물(122)을 포함할 수 있다. 본체(121)는 카메라(130)가 위치하는 내부 공간이 외부로부터 밀봉되도록 구성될 수 있다. The main body 120 may include a main body 121 in which a camera 130 is positioned in an internal space, and a support structure 122 for supporting the main body 121 to the elevating device 12 . The main body 121 may be configured to seal an internal space where the camera 130 is located from the outside.

본체부(120)는 냉각 매체를 순환시킴으로써 본체(121) 내부의 카메라(130)를 냉각시키기 위한 냉각 장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 냉각 장치는 본체(121)의 내면에 배치된 냉각관을 포함하며, 냉각관을 따라 냉각수를 순환시킴으로써 카메라(130)를 냉각하는 수랭식으로 동작하도록 구성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 냉각 장치는 팬 등의 순환장치(미도시)를 포함하며, 이를 통해 본체(121) 내부의 공기를 순환시킴으로써 카메라(130)를 냉각시키거나, 본체(121) 외부의 공기로 본체(121)를 냉각하여 카메라(130)를 냉각시키는 공랭식으로 동작하도록 구성될 수도 있다. 냉각 장치의 동작 방식(수랭식 또는 공랭식)은 영상 촬영 장치(10)가 설치되는 주변 환경에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 필요한 경우 공랭식 방식과 수랭식 방식을 동시에 사용하여 냉각 기능을 수행하도록 냉각 장치를 구성할 수도 있다. The body unit 120 may further include a cooling device (not shown) for cooling the camera 130 inside the body 121 by circulating a cooling medium. For example, the cooling device may include a cooling pipe disposed on an inner surface of the main body 121 and may be configured to operate in a water-cooled manner to cool the camera 130 by circulating cooling water along the cooling pipe. In addition, for example, the cooling device includes a circulator (not shown) such as a fan, and cools the camera 130 by circulating air inside the main body 121 or air outside the main body 121. It may also be configured to operate in an air-cooled manner in which the camera 130 is cooled by cooling the furnace body 121 . An operation method (water cooling type or air cooling type) of the cooling device may vary depending on the surrounding environment in which the image photographing device 10 is installed. In addition, if necessary, the cooling device may be configured to perform a cooling function by simultaneously using an air-cooling method and a water-cooling method.

다시, 도 1을 보면, 모니터링 시스템(20)은 영상 촬영 장치(10)를 제어하여 촬영 각도를 조절하거나, 영상 촬영 장치(10)로부터 수신되는 영상을 분석하여 출선구(2)를 통해 출선되는 용선의 상태(온도, 용선과 슬래그의 비율 등)를 모니터링할 수 있다. 이를 위해, 모니터링 시스템(20)는 카메라 제어부(21), 모니터링부(22), 및 디스플레이(23)를 포함할 수 있다. Again, referring to FIG. 1 , the monitoring system 20 controls the image capturing device 10 to adjust the photographing angle, or analyzes the image received from the image capturing device 10 and outputs the output through the outlet 2. The condition of the molten iron (temperature, ratio of molten iron to slag, etc.) can be monitored. To this end, the monitoring system 20 may include a camera controller 21 , a monitoring unit 22 , and a display 23 .

카메라 제어부(21)는 유선 또는 무선 방식으로 영상 촬영 장치(10)와 통신하며, 영상 촬영 장치(10)의 촬영 각도 및 촬영 영역을 동적으로 제어할 수 있다. 카메라 제어부(21)는 또한 영상 촬영 장치(10)에 의해 촬영된 영상 데이터를 실시간으로 수신하고, 이를 모니터링부(22)로 전달할 수 있다. The camera controller 21 communicates with the image capturing device 10 in a wired or wireless manner, and can dynamically control a capturing angle and a capturing area of the image capturing device 10 . The camera controller 21 may also receive image data photographed by the image capturing device 10 in real time and transmit it to the monitoring unit 22 .

모니터링부(22)는 카메라 제어부(21)로부터 영상 데이터가 수신되면, 이를 처리하여 디스플레이(23)를 통해 운전 화면 상에 디스플레이할 수 있다. When video data is received from the camera controller 21, the monitoring unit 22 may process and display the video data on the driving screen through the display 23.

모니터링부(22)는 카메라 제어부(21)로부터 수신된 영상 데이터가 출선구(2)를 촬영한 열화상 데이터인 경우, 이를 분석하여 용선 온도 정보를 획득할 수도 있다. When the image data received from the camera control unit 21 is thermal image data obtained by photographing the outlet 2, the monitoring unit 22 may obtain molten iron temperature information by analyzing it.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 용선 온도 측정 시스템에서 용선 온도를 측정하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for measuring the temperature of molten iron in the molten iron temperature measuring system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용선 온도 측정 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 도 3의 용선 온도 측정 방법은, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 용선 온도 측정 시스템에 의해 수행될 수 있다. 3 schematically illustrates a method for measuring the temperature of molten iron according to an embodiment of the present invention. The molten iron temperature measuring method of FIG. 3 may be performed by the molten iron temperature measuring system described with reference to FIGS. 1 and 2 .

도 3을 참조하면, 용선 온도 측정 시스템은 고로 조업이 시작됨에 따라 용선 온도 측정 영역에 대한 설정 정보(이하, '초기 설정 영역 정보'이라 칭함)를 메모리(미도시)로부터 로딩한다(S10). Referring to FIG. 3 , as the blast furnace operation starts, the molten iron temperature measurement system loads setting information (hereinafter, referred to as 'initial setting area information') on a molten iron temperature measurement area from a memory (not shown) (S10).

S10 단계에서, 설정 영역 정보는 디폴트로 설정된 정보일 수 있다. In step S10, the setting area information may be information set as a default.

S10 단계에서, 설정 영역 정보는, 사용자 입력 장치(미도시)를 통해 관리자에 의해 설정될 수도 있다. 이 경우, 관리자는 디스플레이(23)를 통해 표시되는 열화상 데이터를 확인하고, 마우스 등의 사용자 입력 장치를 통해 용선 온도를 측정하고자 하는 측정 영역을 설정할 수 있다. In step S10, setting area information may be set by an administrator through a user input device (not shown). In this case, the manager can check the thermal image data displayed through the display 23 and set a measurement area to measure the molten iron temperature through a user input device such as a mouse.

용선 온도 측정 시스템의 카메라 제어부(21)는 전술한 바와 같이 설정된 초기 설정 영역 정보가 로딩되면, 초기 설정 영역 정보에 대응하여 촬영 영역이 설정되도록 영상 촬영 장치(10)의 위치, 촬영 각도, 줌인/줌아웃 등을 제어할 수 있다. When the initial setting area information set as described above is loaded, the camera control unit 21 of the molten iron temperature measurement system sets the position of the image capturing device 10, the shooting angle, zoom-in/zoom-in/ You can control zooming, etc.

이후, 모니터링부(22)는 영상 촬영 장치(10)로부터 출선구(2)를 촬영한 열화상 데이터를 수신하고, 이를 토대로 대응하는 출선구(2)의 출선 개시 여부를 판정한다(S11). Thereafter, the monitoring unit 22 receives the thermal image data of the outlet 2 taken from the image capturing device 10, and determines whether or not the corresponding outlet 2 starts wiring based on the received thermal image data (S11).

영상 촬영 장치(10)의 카메라(130)를 통해 촬영되는 열화상 데이터는, 각 픽셀의 픽셀 값이 대응하는 위치에서의 온도 값에 대응할 수 있다. 따라서, 모니터링부(22)는 열화상 데이터를 구성하는 각 픽셀의 픽셀 값을 확인하여 각 픽셀에 대응하는 온도 값을 식별할 수 있다. 또한, 모니터링부(22)는 영상 촬영 장치(10)로부터 열화상 데이터가 수신될 때마다 각 픽셀의 온도 값을 확인하여, 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수를 식별할 수 있다. 여기서, 제1 온도 값은 용선 온도로 판정 가능한 온도 값들의 범위에 대응하는 용선 온도 범위의 하한치에 대응할 수 있다. 따라서, 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수는, 열화상 데이터 내에서 용선으로 판정될 가능성이 있는 픽셀들의 개수에 대응한다. Thermal image data photographed by the camera 130 of the image capturing apparatus 10 may correspond to a temperature value at a location corresponding to a pixel value of each pixel. Accordingly, the monitoring unit 22 may identify a temperature value corresponding to each pixel by checking the pixel value of each pixel constituting the thermal image data. In addition, the monitoring unit 22 may check the temperature value of each pixel whenever thermal image data is received from the imaging device 10 and identify the number of pixels having a temperature value equal to or greater than the first temperature value. Here, the first temperature value may correspond to the lower limit of the molten iron temperature range corresponding to the range of temperature values that can be determined as the molten iron temperature. Accordingly, the number of pixels having a temperature value equal to or greater than the first temperature value corresponds to the number of pixels that may be determined to be molten iron in the thermal image data.

상기 S11 단계에서, 모니터링부(22)는 수신되는 열화상 데이터에서 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수가 임계치 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 대응하는 출선구(2)에서 출선이 개시된 것으로 판단할 수 있다. In step S11, if the number of pixels having a temperature value equal to or higher than the first temperature value in the received thermal image data is equal to or greater than a threshold value and continues for a predetermined time or longer, the corresponding outlet 2 outputs an output line. It can be judged that it has been disclosed.

상기 S11 단계를 통해 출선이 개시된 것으로 판단된 후, 모니터링부(22)는 용선 온도 측정을 위해 영상 촬영 장치(10)로부터 지속적으로 열화상 데이터를 수신한다(S12). 그리고, 수신된 열화상 데이터로부터 용선 온도 검출을 위한 후보 영역을 설정한다(S13). After it is determined that the outgoing has started through step S11, the monitoring unit 22 continuously receives thermal image data from the image photographing device 10 to measure the temperature of molten iron (S12). Then, a candidate region for molten iron temperature detection is set from the received thermal image data (S13).

상기 S13 단계에서, 모니터링부(22)는 열화상 데이터로부터 용선 온도 범위의 하한치에 해당하는 상기 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들을 추출하고, 이들의 위치에 기초하여 열화상 데이터에서 용선 온도 검출을 위한 후보 영역을 설정할 수 있다. In step S13, the monitoring unit 22 extracts pixels having a temperature value equal to or greater than the first temperature value corresponding to the lower limit of the molten iron temperature range from the thermal image data, and extracts pixels having a temperature value equal to or higher than the first temperature value in the molten iron temperature data from the thermal image data based on their positions. A candidate region for detection can be set.

한편, 영상 촬영 장치(10)의 촬영 방향에 작업자 등 장애물이 위치하는 경우, 모니터링 시스템(20)이 용선 온도 측정을 위해 충분한 양의 데이터를 확보하지 못할 수 있다. 또한, 고로(5)의 출선구(2)는 그 구조적인 특성 상 동일한 출선구(2)일지라도 출선 시 출선된 용선이 그리는 궤적이나 방향이 동적으로 변동되며, 이에 따라 용선의 출선 궤적이 카메라(130)의 촬영 영역을 벗어나는 상황이 발생할 수도 있다. On the other hand, when an obstacle such as a worker is located in the photographing direction of the image photographing device 10, the monitoring system 20 may not be able to secure a sufficient amount of data to measure the temperature of molten iron. In addition, even if the outlet 2 of the blast furnace 5 is the same outlet 2 due to its structural characteristics, the trajectory or direction drawn by the molten iron drawn at the time of tapping dynamically changes, and accordingly, the trajectory of the molten iron is displayed by the camera ( 130) may occur.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 온도 측정 방법에서는, 상기 S13 단계를 통해 설정된 후보 영역이 열화상 데이터를 분석하여 용선 온도 정보를 획득하기에 충분한 크기인지를 확인한다. 즉, 모니터링부(22)는 후보 영역 내 픽셀의 개수가 임계치 이상인지를 확인한다(S14). Therefore, in the method for measuring the temperature of molten iron according to an embodiment of the present invention, it is checked whether the candidate region set through the step S13 is of sufficient size to acquire molten iron temperature information by analyzing the thermal image data. That is, the monitoring unit 22 checks whether the number of pixels in the candidate area is greater than or equal to a threshold value (S14).

그리고, 후보 영역에 포함된 픽셀의 개수가 임계치 이상이면, 모니터링부(22)는 후보 영역 중에서 용선 영역과 슬래그(slag) 영역을 설정한다(S14). And, if the number of pixels included in the candidate region is greater than or equal to the threshold value, the monitoring unit 22 sets a molten iron region and a slag region among the candidate regions (S14).

도 4는 상기 S14 단계에서 용선 영역과 슬래그 영역을 구분하기 위한 온도 범위를 설정하는 일 예를 도시한다. 4 shows an example of setting a temperature range for distinguishing a molten iron region and a slag region in the step S14.

도 4에서, T1은 용선 온도 범위의 하한치에 대응하는 온도 값이고, T2는 용선 온도 범위의 상한치에 대응하는 온도 값이다. 또한, T3는 슬래그 온도 범위의 하한치에 대응하는 온도 값이고, T4는 슬래그 온도 범위의 상한치에 대응하는 온도 값이다. 여기서, T1은 전술한 제1 온도 값 또는 제2 온도 값과 동일한 온도 값일 수 있다. In Fig. 4, T1 is a temperature value corresponding to the lower limit of the molten iron temperature range, and T2 is a temperature value corresponding to the upper limit of the molten iron temperature range. In addition, T3 is a temperature value corresponding to the lower limit of the slag temperature range, and T4 is a temperature value corresponding to the upper limit of the slag temperature range. Here, T1 may be the same temperature value as the above-described first temperature value or second temperature value.

T1 내지 T4는 고정된 온도 값이 사용될 수 있다. Fixed temperature values may be used for T1 to T4.

T1 내지 T4는 관리자에 의해 설정된 값이 사용될 수도 있다. Values set by an administrator may be used for T1 to T4.

T1 내지 T3는 T4가 결정되면, 아래의 수학식 1과 같이 자동으로 결정될 수도 있다. 즉, 모니터링부(22)는 관리자에 의해 T4가 설정되면, 아래의 수학식 1을 통해 T1 내지 T3를 자동으로 결정할 수 있다. T1 to T3 may be automatically determined as shown in Equation 1 below when T4 is determined. That is, when T4 is set by the manager, the monitoring unit 22 may automatically determine T1 to T3 through Equation 1 below.

[수학식 1] [Equation 1]

T1 = a1 × T4 + b1T1 = a1 × T4 + b1

T2 = a4 × T4 + b2T2 = a4 × T4 + b2

T3 = a3 × T4 + b3T3 = a3 × T4 + b3

위 수학식 1에서, (a1, b1), (a2, b2), 및 (a3, b3)은 가중치 변수들로서, 고정된 값이 사용될 수도 있고 관리자에 의해 설정될 수도 있다. In Equation 1 above, (a1, b1), (a2, b2), and (a3, b3) are weight variables, and fixed values may be used or may be set by a manager.

도 4에 도시된 바와 같이, 용선 온도 범위 및 슬래그 온도 범위는 일부 온도 범위(T3~T2)에서 서로 중첩될 수 있다. 모니터링부(22)는 이와 같이 중첩되는 온도 범위(이하, '중첩 온도 범위(R1)'라 칭함)에 속하는 픽셀들을 용선 또는 슬래그로 구분하기 위해, 중첩 온도 범위(R1)에 속하는 픽셀들의 평균 온도 값을 이용할 수 있다. As shown in FIG. 4 , the molten iron temperature range and the slag temperature range may overlap each other in some temperature ranges T3 to T2. The monitoring unit 22 determines the average temperature of the pixels belonging to the overlapping temperature range R1 in order to classify the pixels belonging to the overlapping temperature range (hereinafter referred to as 'overlapping temperature range R1') into molten iron or slag. value is available.

즉, 모니터링부(22)는 전술한 바와 같이 T1 내지 T4가 결정되면, 열화상 데이터로부터 중첩 온도 범위(R1)에 속하는 온도 값을 가지는 픽셀들을 검출하고, 이들의 평균 온도 값(T5)을 산출할 수 있다. 그리고, 이렇게 산출된 평균 온도 값(T5)을 용선과 슬래그를 구분하기 위한 경계 값으로 사용할 수 있다. 즉, 모니터링부(22)는 아래의 수학식 2와 같이, 열화상 데이터에서 기 설정된 용선 온도 범위의 하한치(T1)를 초과하고 전술한 바와 같이 산출된 평균 온도 값(T5) 이하인 온도 값(t1)을 가지는 픽셀들을 용선에 대응하는 픽셀들로 검출할 수 있다. That is, when T1 to T4 are determined as described above, the monitoring unit 22 detects pixels having temperature values belonging to the overlapping temperature range R1 from the thermal image data, and calculates an average temperature value T5 of these pixels. can do. In addition, the calculated average temperature value T5 may be used as a boundary value for distinguishing molten iron from slag. That is, as shown in Equation 2 below, the monitoring unit 22 exceeds the lower limit value T1 of the molten iron temperature range set in the thermal image data and is less than the average temperature value T5 calculated as described above (t1). ) may be detected as pixels corresponding to molten iron.

[수학식 2][Equation 2]

T1 < t1 ≤T5T1 < t1 ≤ T5

또한, 모니터링부(22)는 아래의 수학식 3과 같이, 열화상 데이터에서 전술한 바와 같이 산출된 평균 온도 값(T5)을 초과하고 기 설정된 슬래그 온도 범위의 상한치(T4) 이하인 온도 값(t2)을 가지는 픽셀들을 슬래그에 대응하는 픽셀들로 검출할 수 있다. In addition, the monitoring unit 22, as shown in Equation 3 below, exceeds the average temperature value (T5) calculated as described above in the thermal image data and is below the upper limit value (T4) of the preset slag temperature range (t2). ) may be detected as pixels corresponding to slag.

[수학식 3][Equation 3]

T5 < t2 ≤T4T5 < t2 ≤ T4

모니터링부(22)는 이러한 방식으로 열화상 데이터로부터 용선과 슬래그 각각에 대응하는 픽셀들이 검출되면, 이들의 위치에 기초하여 열화상 데이터 내에 용선 영역 및 슬래그 영역을 설정할 수 있다. When pixels corresponding to molten iron and slag are detected from the thermal image data in this way, the monitoring unit 22 may set the molten iron region and the slag region in the thermal image data based on their positions.

다시, 도 3을 보면, 모니터링부(22)는 S15 단계를 통해 열화상 데이터로부터 용선 영역 및 슬래그 영역이 결정되면, 각 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값에 기초하여 용선 온도 정보를 획득한다(S16). Referring to FIG. 3 again, when the molten iron area and the slag area are determined from the thermal image data in step S15, the monitoring unit 22 obtains molten iron temperature information based on the temperature values of pixels included in each area (S16 ).

상기 S16 단계에서, 용선 온도 정보는, 용선 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값들로부터 획득된 용선의 출선 온도 정보(용선의 최고 온도, 최저 온도, 평균 온도 정보 등), 슬래그 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값들로부터 획득된 슬래그 정보(슬래그의 최고 온도, 최저 온도, 평균 온도 정보 등), 용선 대 슬래그의 비율 정보 등을 포함할 수 있다. In the step S16, the molten iron temperature information includes the temperature information of the molten iron source (highest temperature, lowest temperature, average temperature information, etc.) of the molten iron obtained from the temperature values of the pixels included in the molten iron area, and the temperature of the pixels included in the slag area. It may include slag information obtained from the values (highest temperature, lowest temperature, average temperature information of slag, etc.), information on the ratio of molten iron to slag, and the like.

모니터링부(22)는 상기 S16 단계를 통해 용선 온도 정보가 획득되면, 이를 운전 시스템(미도시) 또는 관리자 단말(미도시)로 전송할 수 있다. 또한, 모니터링부(22)는 디스플레이(23)를 통해 획득된 용선 온도 정보를 표시할 수도 있다. 또한, 전술한 바와 같이 획득된 후보 영역, 용선 영역, 및 슬래그 영역에 대한 정보를 토대로 열화상 데이터를 구성하는 각 픽셀들의 색상을 조정한 후, 디스플레이(23)를 통해 표시할 수도 있다. When the molten iron temperature information is acquired through the step S16, the monitoring unit 22 may transmit it to a driving system (not shown) or a manager terminal (not shown). Also, the monitoring unit 22 may display the obtained molten iron temperature information through the display 23 . In addition, the color of each pixel constituting the thermal image data may be adjusted based on information about the candidate region, the molten iron region, and the slag region obtained as described above, and then displayed through the display 23 .

한편, 상기 S14 단계에서, 후보 영역 내 픽셀의 개수가 소정치 미만인 경우, 모니터링부(22)는 용선 온도 정보 획득을 생략하고 영상 촬영 장치(10)의 촬영 영역 내에 용선의 출선 궤적이 포함되도록, 카메라 제어부(21)를 통해 영상 촬영 장치(10)의 촬영 영역을 동적으로 조정할 수 있다(S17). On the other hand, in the step S14, if the number of pixels in the candidate area is less than the predetermined value, the monitoring unit 22 skips obtaining molten iron temperature information and includes the trajectory of the molten iron in the imaging area of the imaging device 10, The capturing area of the image capturing device 10 may be dynamically adjusted through the camera controller 21 (S17).

상기 S17 단계에서, 모니터링부(22)는 열화상 데이터에서의 후보 영역의 위치에 기초하여 촬영 영역의 이동 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 후보 영역이 열화상 데이터의 중심부로부터 좌측 영역에 치우쳐 있는 경우, 모니터링부(22)는 영상 촬영 장치(10)의 촬영 영역이 좌측으로 이동하도록 영상 촬영 장치(10)를 제어할 수 있다. 또한, 예를 들어, 후보 영역이 열화상 데이터의 중심부로부터 위쪽 방향에 치우쳐 있는 경우, 모니터링부(22)는 영상 촬영 장치의 촬영 영역이 위 방향으로 이동하도록 영상 촬영 장치를 제어할 수 있다. In step S17 , the monitoring unit 22 may determine a moving direction of the capturing area based on the location of the candidate area in the thermal image data. For example, when the candidate area is biased toward the left area from the center of the thermal image data, the monitoring unit 22 may control the image capture device 10 to move the capture area of the image capture device 10 to the left. there is. Also, for example, when the candidate region is biased upward from the center of the thermal image data, the monitoring unit 22 may control the image capturing device to move the capturing region of the image capturing device upward.

도 5는 상기 S17 단계에서 촬영 영역을 동적으로 조정하는 일 예를 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates an example of dynamically adjusting a capturing area in step S17.

도 5의 (a)는 초기 설정 영역이 로딩된 직후에 영상 촬영 장치(10)에 의해 출선구(2)가 촬영되는 일 예로서, 촬영 영역 내에서 용선/슬래그가 왼쪽에 치우쳐 위치한다. 이에 따라, 모니터링부(22)는 영상 분석을 통해 촬영 영역 내 용선/슬래그의 위치를 확인하고, 확인된 위치에 기초해 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 영상 촬영 장치(10)를 좌측 방향으로 회전시킴으로써, 촬영 영역을 용선/슬래그가 위치하는 곳으로 이동시킬 수 있다. 5(a) is an example in which the conduit 2 is photographed by the image photographing device 10 immediately after the initial setting region is loaded, and molten iron/slag is located on the left side in the photographing region. Accordingly, the monitoring unit 22 checks the position of the molten iron/slag in the shooting area through image analysis, and based on the checked position, as shown in (b) of FIG. 5, the image capturing device 10 By rotating in the left direction, the shooting area can be moved to where the molten iron/slag is located.

다시, 도 3을 보면, 상기 S14 단계에서, 모니터링부(22)는 영상 촬영 장치(10)의 촬영 영역이 출선구(2)를 완전히 벗어나는 것을 피하기 위해, 하나의 열화상 데이터 프레임에 대응하여 촬영 영역을 동적으로 조정할 수 있는 정도를 제한하거나, 촬영 영역의 이동을 소정 영역 내로 제한할 수도 있다. Again, referring to FIG. 3 , in the step S14, the monitoring unit 22 captures a thermal image corresponding to one thermal image data frame in order to avoid that the imaging area of the image capturing device 10 is completely out of the outlet 2. The extent to which the region can be dynamically adjusted may be limited, or the movement of the capturing region may be restricted within a predetermined region.

한편, 상기 S14 단계에서, 출선 작업의 중단으로 인해 후보 영역 내 픽셀의 개수가 소정치 미만으로 나타날 수도 있다. 따라서, 모니터링부(22)는 촬영 영역의 동적 조정을 통해서도 후보 영역 내 픽셀의 개수가 소정치 이하인 상태가 유지되고, 이렇게 유지되는 시간이 소정치 이상인 경우 출선 작업이 중단된 것임을 판단하고(S18), 다시 충전이 개시될 때까지 전술한 S11 단계를 통해 출선 개시 여부를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 그리고, 출선이 개시되면 다시 전술한 S12 내지 S17 단계를 수행하여 용선 온도 정보를 획득할 수 있다. 이러한 용선 온도 획득 과정들은(S11 ~ S18)은 고로 조업의 종료될 때까지(S19) 지속적으로 반복될 수 있다. Meanwhile, in the step S14, the number of pixels in the candidate area may appear to be less than a predetermined value due to the interruption of the selection process. Accordingly, if the state in which the number of pixels in the candidate region is less than or equal to a predetermined value is maintained even through dynamic adjustment of the capturing area, and the maintained time is greater than or equal to the predetermined value, the monitoring unit 22 determines that the selection operation has been stopped (S18). , it is possible to continuously monitor whether or not the start of the line is started through the above-described step S11 until charging is started again. Then, when the extraction starts, the molten iron temperature information may be obtained by performing the above-described steps S12 to S17 again. These molten iron temperature acquisition processes (S11 to S18) may be continuously repeated until the blast furnace operation is terminated (S19).

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.The drawings and detailed description of the present invention referred to so far are only examples of the present invention, which are only used for the purpose of explaining the present invention, and are used to limit the scope of the present invention described in the meaning or claims. It is not. Therefore, those skilled in the art can easily select and replace them. In addition, those skilled in the art may omit some of the components described in this specification without deteriorating performance or add components to improve performance. In addition, those skilled in the art may change the order of the method steps described herein according to the process environment or equipment. Accordingly, the scope of the present invention is to be determined by the claims and equivalents thereof, rather than by the described embodiments.

5: 고로
2: 출선구
10: 영상 촬영 장치
11: 하우징
12: 승하강 장치
20: 모니터링 시스템
21: 카메라 제어부
22: 모니터링부
23: 디스플레이
110: 경동부
120: 본체부
121: 본체
122: 지지 구조물
130: 카메라5: blast furnace
2: Outlet
10: video recording device
11: housing
12: lifting device
20: monitoring system
21: camera control
22: monitoring unit
23: display
110: east east
120: body part
121: body
122: support structure
130: camera

Claims

고로의 용선 온도 측정 시스템으로서,
상기 고로의 출선구를 촬영하여 열화상 데이터를 출력하는 영상 촬영 장치,
상기 영상 촬영 장치를 틸팅시키거나, 회전 또는 이동시켜 상기 영상 촬영 장치의 촬영 영역을 조정하는 카메라 제어부, 그리고
상기 열화상 데이터를 구성하는 픽셀들 중 대응하는 온도 값이 제1 온도 값 이상인 픽셀들의 위치에 대응하여 상기 열화상 데이터로부터 용선 온도를 검출하기 위한 후보 영역을 설정하며, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값들로부터 상기 용선 온도 정보를 획득하는 모니터링부를 포함하며,
상기 모니터링부는, 상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 미만이면 상기 촬영 영역을 동적으로 제어하기 위해 상기 카메라 제어부를 제어하고,
상기 모니터링부는, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 용선의 온도 범위와 슬래그의 온도 범위의 중첩 영역에 속하는 온도 값을 가지는 픽셀들의 평균 온도 값을 사용해 제2 온도 값을 설정하고, 상기 제2 온도 값을 기준으로 상기 후보 영역을 용선 영역과 슬래그 영역으로 구분하며, 상기 용선 영역에 포함된 픽셀들이 갖는 온도 값들로부터 상기 용선 온도 정보를 획득하고,
상기 제1 온도 값은 상기 용선의 온도 범위의 하한치이고, 상기 제2 온도 값은 상기 용선과 상기 슬래그를 구분하기 위한 경계 값인, 용선 온도 측정 시스템.As a system for measuring the temperature of molten iron in a blast furnace,
An image photographing device for photographing the outlet of the blast furnace and outputting thermal image data;
a camera control unit for adjusting a capturing area of the image capturing device by tilting, rotating or moving the image capturing device; and
A candidate region for detecting a temperature of molten iron is set from the thermal image data in correspondence to positions of pixels having a corresponding temperature value greater than or equal to a first temperature value among pixels constituting the thermal image data, and pixels included in the candidate region Includes a monitoring unit for obtaining the molten iron temperature information from the temperature values of
The monitoring unit controls the camera controller to dynamically control the capturing area when the number of pixels in the candidate area is less than a predetermined value;
The monitoring unit sets a second temperature value using an average temperature value of pixels having temperature values belonging to an overlapping region of a temperature range of molten iron and a temperature range of slag among pixels included in the candidate region, and the second temperature value Dividing the candidate region into a molten iron region and a slag region based on values, obtaining the molten iron temperature information from temperature values of pixels included in the molten iron region;
The first temperature value is the lower limit of the temperature range of the molten iron, and the second temperature value is a boundary value for distinguishing the molten iron and the slag.

삭제delete

제1항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제1 온도 값 이상이고 상기 제2 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들의 위치에 대응하여 상기 용선 영역을 설정하고, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제2 온도 값 이상이고 제3 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들의 위치에 대응하여 상기 슬래그 영역을 설정하며,
상기 제3 온도 값은 상기 슬래그의 온도 범위의 상한치인, 용선 온도 측정 시스템. According to claim 1,
The monitoring unit,
The molten iron region is set corresponding to positions of pixels having a temperature value equal to or greater than the first temperature value and less than the second temperature value among pixels included in the candidate region, and the molten iron region is set among pixels included in the candidate region. Setting the slag region corresponding to positions of pixels having a temperature value equal to or greater than two temperature values and less than a third temperature value;
The third temperature value is the upper limit of the temperature range of the slag, the molten iron temperature measurement system.

제1항에 있어서,
상기 모니터링부는, 상기 슬래그 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값들로부터 슬래그 정보를 추가로 획득하는, 용선 온도 측정 시스템.According to claim 1,
Wherein the monitoring unit further obtains slag information from temperature values of pixels included in the slag region.

제1항에 있어서,
상기 모니터링부는, 상기 열화상 데이터 내 상기 후보 영역의 위치에 따라서 상기 촬영 영역의 이동 방향을 결정하는, 용선 온도 측정 시스템.According to claim 1,
The monitoring unit determines a moving direction of the imaging area according to the position of the candidate area in the thermal image data.

제1항에 있어서,
상기 영상 촬영 장치는,
내부에 열화상 카메라가 위치하는 본체부, 그리고
상기 본체부에서 상기 열화상 카메라의 렌즈가 향하는 방향에 결합되는 경동부를 포함하며,
상기 경동부는 상기 경동부의 내부 공간에 에어 커튼이 형성되도록 상기 경동부의 내부 공간에 공기를 주입하는 적어도 하나의 노즐을 포함하는, 용선 온도 측정 시스템. According to claim 1,
The video recording device,
A body part in which a thermal imaging camera is located inside, and
A tilting part coupled to a direction in which a lens of the thermal imaging camera faces in the main body part,
The molten pig iron temperature measuring system, wherein the tilting part includes at least one nozzle for injecting air into the inner space of the tilting part so that an air curtain is formed in the inner space of the tilting part.

제1항에 있어서,
상기 영상 촬영 장치는,
상기 열화상 데이터에 포함된 픽셀들 중 상기 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수가 소정치 이하로 유지되는지 여부에 따라서, 상기 출선구의 출선 개시 또는 출선 중단을 판단하는, 용선 온도 측정 시스템.According to claim 1,
The video recording device,
Temperature measurement of molten iron, which determines whether to start or stop the extraction of the outlet according to whether or not the number of pixels having a temperature value equal to or greater than the first temperature value among the pixels included in the thermal image data is maintained below a predetermined value. system.

고로의 용선 온도 측정 방법으로서,
상기 고로의 출선구를 촬영하는 열화상 카메라를 통해 열화상 데이터를 획득하는 단계,
상기 열화상 데이터를 구성하는 픽셀들 중 대응하는 온도 값이 제1 온도 값 이상인 픽셀들의 위치에 대응하여 상기 열화상 데이터로부터 용선 온도를 검출하기 위한 후보 영역을 설정하는 단계,
상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 이상이면, 상기 후보 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값들로부터 상기 용선 온도 정보를 획득하는 단계, 그리고
상기 후보 영역 내 픽셀들의 개수가 소정치 미만이면, 상기 열화상 카메라의 촬영 영역을 동적으로 제어하는 단계를 포함하며,
상기 용선 온도 정보를 획득하는 단계는,
상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중, 용선의 온도 범위와 슬래그의 온도 범위의 중첩 영역에 속하는 온도 값을 가지는 픽셀들의 평균 온도 값을 사용해 제2 온도 값을 설정하는 단계,
상기 제2 온도 값을 기준으로 상기 후보 영역을 용선 영역과 슬래그 영역으로 구분하는 단계, 그리고
상기 용선 영역에 포함된 픽셀들의 온도 값들로부터 상기 용선의 출선 온도 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 제1 온도 값은 상기 용선의 온도 범위의 하한치이고, 상기 제2 온도 값은 상기 용선과 상기 슬래그를 구분하기 위한 경계 값인, 용선 온도 측정 방법.As a method for measuring the temperature of molten iron in a blast furnace,
Obtaining thermal image data through a thermal imaging camera that photographs the outlet of the blast furnace;
Setting a candidate region for detecting a temperature of molten iron from the thermal image data in correspondence to positions of pixels having a corresponding temperature value greater than or equal to a first temperature value among pixels constituting the thermal image data;
obtaining the molten iron temperature information from temperature values of pixels included in the candidate region when the number of pixels in the candidate region is equal to or greater than a predetermined value; and
and dynamically controlling a capturing area of the thermal imaging camera when the number of pixels in the candidate area is less than a predetermined value.
The step of obtaining the molten iron temperature information,
Setting a second temperature value using an average temperature value of pixels having temperature values belonging to an overlapping region of a temperature range of molten iron and a temperature range of slag among pixels included in the candidate region;
Dividing the candidate region into a molten iron region and a slag region based on the second temperature value; and
Obtaining outgoing temperature information of the molten iron from temperature values of pixels included in the molten iron region;
The first temperature value is a lower limit of the temperature range of the molten iron, and the second temperature value is a boundary value for distinguishing the molten iron from the slag.

삭제delete

제9항에 있어서,
상기 후보 영역을 용선 영역과 슬래그 영역으로 구분하는 단계는,
상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제1 온도 값 이상이고 상기 제2 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들의 위치에 대응하여 상기 용선 영역을 설정하는 단계, 그리고
상기 후보 영역에 포함된 픽셀들 중 상기 제2 온도 값 이상이고 제3 온도 값 미만인 온도 값을 가지는 픽셀들의 위치에 대응하여 상기 슬래그 영역을 설정하는 단계를 포함하고,
상기 제3 온도 값은 상기 슬래그의 온도 범위의 상한치인, 용선 온도 측정 방법.According to claim 9,
The step of dividing the candidate region into a molten iron region and a slag region,
setting the molten iron region in correspondence with positions of pixels having a temperature value greater than or equal to the first temperature value and less than the second temperature value among pixels included in the candidate region; and
setting the slag region in correspondence with positions of pixels having a temperature value greater than or equal to the second temperature value and less than a third temperature value among pixels included in the candidate region;
The third temperature value is the upper limit of the temperature range of the slag, molten iron temperature measuring method.

제9항에 있어서,
상기 촬영 영역을 동적으로 제어하는 단계는,
상기 열화상 데이터 내 상기 후보 영역의 위치에 따라서 상기 촬영 영역의 이동 방향을 결정하는 단계를 포함하는, 용선 온도 측정 방법.According to claim 9,
The step of dynamically controlling the shooting area,
and determining a moving direction of the imaging area according to the location of the candidate area in the thermal image data.

제9항에 있어서,
고로 조업 개시 후 또는 상기 출선구의 출선 작업 중단 이후에, 상기 열화상 데이터에 포함된 픽셀들 중 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수가 임계치 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 상기 출선이 개시된 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는, 용선 온도 측정 방법. According to claim 9,
Therefore, if the state in which the number of pixels having a temperature value equal to or higher than the first temperature value among the pixels included in the thermal image data is equal to or greater than the threshold value continues for a predetermined time or more after the operation of the furnace starts or after the operation of the tap line is stopped, the tap line A method for measuring the temperature of molten iron, further comprising the step of determining that this is disclosed.

제9항에 있어서,
출선 개시 이후에, 상기 열화상 데이터에 포함된 픽셀들 중 제1 온도 값 이상의 온도 값을 가지는 픽셀들의 개수가 임계치 미만인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 상기 출선구의 출선이 중단된 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는, 용선 온도 측정 방법.

According to claim 9,
Determining that the drawing of the drawing hole is stopped if, after starting the drawing, a state in which the number of pixels having a temperature value equal to or higher than a first temperature value among pixels included in the thermal image data is less than a threshold value continues for a predetermined time or longer Further comprising, molten iron temperature measuring method.