BR112019010774B1 - SLAG VOLUME EVALUATION METHOD FOR A CAST METAL SURFACE - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA AVALIAÇÃO DO VOLUME DE ESCÓRIA NA SUPERFÍCIE DE METAL FUNDIDO. A presente invenção refere-se a um método para avaliação do volume de escória na superfície de metal fundido que inclui: uma etapa de preparação de medição da espessura de uma pluralidade de pedaços de escória tendo espessuras mutuamente diferentes, flutuando na superfície de metal fundido em um recipiente e cálculo do valor de um parâmetro de densidade tendo uma correlação com as densidades de regiões de pixels, em uma imagem capturada da superfície de metal fundido no recipiente, correspondendo à pluralidade de pedaços de escória, a fim de calcular previamente uma curva aproximada representando uma relação de correspondência entre a espessura da escória e o parâmetro de densidade; e uma etapa de cálculo de volume de escória de cálculo do volume de escória através do cálculo e integração da espessura da escória para cada pixel com base no parâmetro de densidade para cada pixel formando uma imagem capturada obtida pela captura de uma imagem da superfície de metal fundido a ser avaliada, e com base na curva aproximada.METHOD FOR EVALUATION OF THE VOLUME OF SLAG ON THE SURFACE OF CAST METAL. The present invention relates to a method for evaluating the volume of slag on the surface of molten metal, comprising: a step in preparation of measuring the thickness of a plurality of pieces of slag having mutually different thicknesses, floating on the surface of molten metal in a container and calculating the value of a density parameter having a correlation with the densities of pixel regions, in a captured image of the molten metal surface in the container, corresponding to the plurality of pieces of slag, in order to calculate in advance an approximate curve representing a correspondence relation between the slag thickness and the density parameter; and a slag volume calculation step of calculating the slag volume by calculating and integrating the slag thickness for each pixel based on the density parameter for each pixel forming a captured image obtained by capturing an image of the metal surface cast to be evaluated, and based on the approximate curve.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um método de avaliação de volume de escória para uma superfície de metal fundido.[001] The present invention relates to a method of evaluating slag volume for a molten metal surface.
[002] Prioridade é reivindicada para o Pedido de Patente Japonês No. 2016-236936, depositado em 6 de dezembro de 2016, cujo conteúdo é aqui incorporado a título de referência.[002] Priority is claimed for Japanese Patent Application No. 2016-236936, filed on December 6, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
[003] Escória flutua na superfície de um metal fundido, tal como um ferro fundido levado para uma colher de fundição de ferro fundido a partir de um alto forno ou um aço fundido levado para uma colher de fundição a partir de um forno conversor, contido em um recipiente. Há preocupação que a escória que flutua sobre uma superfície de ferro fundido contido na colher de fundição de ferro fundido causará desvio do componente em um processo de forno conversor que é um pós- processo. Ainda, há preocupação que a escória flutuando sobre a superfície do aço fundido contido na colher de fundição vá também causar desvio do componente em um processo de refino secundário que é um pós-processo. Desta maneira, há preocupação que a escória que flutua na superfície do metal fundido contido no recipiente vá afetar de modo prejudicial o pós-processo. Desta maneira, uma operação de raspagem de escória para remoção de escória é geralmente realizada usando um aparelho de raspagem de escória configurado para raspar escória do recipiente antes do metal fundido ser enviado para o pós- processo.[003] Slag floats on the surface of a molten metal, such as molten iron brought into a cast iron casting ladle from a blast furnace or molten steel brought into a casting ladle from a converter furnace, contained in a container. There is concern that slag floating on a surface of cast iron contained in the cast iron ladle will cause component drift in a converter furnace process which is a post-process. Furthermore, there is concern that the dross floating on the surface of the molten steel contained in the ladle will also cause component drift in a secondary refining process which is a post-process. Therefore, there is concern that slag floating on the surface of the molten metal contained in the vessel will adversely affect the post-process. In this way, a dross removal slag operation is generally performed using a slag scraper configured to scrape dross from the vessel before the molten metal is sent to the post-process.
[004] De acordo com o tipo ou similar de um metal fundido, há casos onde uma operação de raspagem de escória para remover per-feitamente escória de um recipiente precisa ser realizada (raspagem de escória perfeita) e um caso onde uma operação de raspagem de escória para remover parcialmente escória é favoravelmente realizada de modo que uma parte da escória permanece em um recipiente (ras- pagem de escória parcial). Quando a escória é raspada, não apenas escória, mas também um metal fundido, é parcialmente raspado. Desta maneira, em geral, quando a quantidade de escória raspada aumenta, a quantidade de metal fundido raspado também aumenta. Desta maneira, a raspagem de escória parcial tem uma vantagem capaz de redução de uma perda em metal fundido e aumentando o rendimento, comparado com a raspagem de escória perfeita. No entanto, no caso de raspagem de escória parcial, se a escória permanecer em um recipiente mais do que necessário, há preocupação que a escória vá afetar de modo prejudicial um pós-processo como acima descrito. Desta maneira, é necessário pegar com precisão a quantidade de escória restante em um recipiente através da obtenção de uma taxa de raspa- gem de escória, por exemplo.[004] According to the type or the like of a molten metal, there are cases where a slag scraping operation to perfectly remove slag from a vessel needs to be performed (perfect slag scraping) and a case where a scraping operation of slag to partially remove dross is favorably performed so that a part of the dross remains in a container (partial dross scraping). When slag is scraped off, not only slag but also molten metal is partially scraped off. Thus, in general, as the amount of scraped slag increases, the amount of scraped molten metal also increases. In this way, partial slag scraping has an advantage capable of reducing a loss in molten metal and increasing yield, compared to perfect slag scraping. However, in the case of partial dross scraping, if the dross remains in a vessel longer than necessary, there is concern that the dross will adversely affect a post-process as described above. In this way, it is necessary to accurately get the amount of slag remaining in a vessel by obtaining a slag scraping rate, for example.
[005] Aqui, como uma tecnologia na técnica relacionada, há um método de obtenção de uma taxa de raspagem de escória de uma área de escória no caso onde um recipiente é visto de cima. No entanto, quando uma parte de escória em um recipiente é raspada, há casos onde ocorre um fenômeno em que uma porção superior da escória restante sofre colapso e cai sobre uma superfície de metal fundido de modo que a escória parece se espalhar na superfície do metal fundido, por exemplo. Neste caso, se a taxa de raspagem de escória é obtida através do método da tecnologia na técnica relacionada, embora escória seja raspada, a taxa de raspagem de escória não aumenta, como resultado. Isto é, há muitos casos onde a área de escória e a taxa de raspa- gem de escória não estão relacionadas uma com a outra. Desta maneira, é difícil raspar com precisão a quantidade de escória restante em um recipiente através do método da tecnologia na técnica relacionada.[005] Here, as a technology in the related art, there is a method of obtaining a slag scraping rate from a slag area in the case where a vessel is viewed from above. However, when a piece of dross in a vessel is scraped off, there are cases where a phenomenon occurs where an upper portion of the remaining dross collapses and falls onto a molten metal surface so that the dross appears to spread out on the surface of the metal. melt, for example. In this case, if the slag scraping rate is achieved through the technology method in the related art, although slag is scraped off, the slag scraping rate does not increase as a result. That is, there are many cases where the slag area and the slag scraping rate are not related to each other. In this way, it is difficult to accurately scrape off the amount of slag remaining in a vessel by the technology method in the related art.
[006] Ainda, o Documento de Patente 1 revela um método de discriminação entre escória e um metal fundido através da obtenção de um histograma de luminância a partir de dados de imagem obtidos através da captura de uma imagem de uma superfície de metal fundido em um recipiente de metal fundido usando um dispositivo de captura de imagem instalado na vizinhança do recipiente de metal fundido, determinação do estágio de raspagem de escória, dentre um estágio inicial, um estágio intermediário e um estágio final, de um padrão deste histograma de luminância, obtendo um valor limiar de determinação de escória a partir de uma posição de pico de histograma de luminância em cada um desses estágios, e binarizando a luminância de acordo com o valor limiar ajustado.[006] Still, Patent Document 1 discloses a method of discrimination between slag and a molten metal by obtaining a luminance histogram from image data obtained by capturing an image of a molten metal surface in a molten metal container using an image capture device installed in the vicinity of the molten metal container, determining the slag scraping stage, among an initial stage, an intermediate stage and a final stage, from a pattern of this luminance histogram, obtaining a dross determination threshold value from a luminance histogram peak position in each of these stages, and binarizing the luminance according to the adjusted threshold value.
[007] De acordo com o método do Documento de Patente 1, é suposto que escória e um metal fundido possam ser discriminados com precisão, comparado com o caso onde o valor limiar para discriminação entre escória e um metal fundido é fixado. Desta maneira, de acordo com o método do Documento de Patente 1, é suposto que a quantidade de escória em uma superfície de metal fundido possa ser calculada com precisão até um certo grau.[007] According to the method of Patent Document 1, it is supposed that slag and a molten metal can be accurately discriminated, compared with the case where the threshold value for discrimination between slag and a molten metal is fixed. In this way, according to the method of Patent Document 1, it is supposed that the amount of dross on a molten metal surface can be accurately calculated to a certain degree.
[008] No entanto, escória real tem uma espessura e é suposto que a espessura da escória diminua gradualmente em um processo da operação de raspagem de escória. Particularmente, no caso de raspa- gem de escória parcial, é necessário raspar com precisão a quantidade de escória restante em um recipiente. No entanto, no método do Documento de Patente 1, uma vez que a espessura de escória não é avaliada, é difícil compreender com precisão a quantidade de escória remanescente em um recipiente. Ainda, no método do Documento de Patente 1, muitos processos são requeridos para calcular a quantidade da escória, de modo que é difícil raspar prontamente a quantidade da escória.[008] However, real slag has a thickness, and the thickness of the slag is supposed to gradually decrease in a process of the slag scraping operation. In particular, in the case of partial slag scraping, it is necessary to scrape precisely the amount of slag remaining in a container. However, in the method of Patent Document 1, since the slag thickness is not evaluated, it is difficult to accurately understand the amount of slag remaining in a vessel. Further, in the method of Patent Document 1, many processes are required to calculate the amount of dross, so that it is difficult to readily scrape the amount of dross.
[009] Documento de Patente 1 - Pedido de Patente Japonês Não examinado, Primeira Publicação No. 2003-19553[009] Patent Document 1 - Unexamined Japanese Patent Application, First Publication No. 2003-1953
[0010] A presente invenção foi feita em consideração das circuns tâncias acima, e um objetivo da mesma é fornecer um método de avaliação de volume de escória para uma superfície de metal fundido, em que o volume de escória flutuando na superfície do metal fundido no recipiente pode ser avaliado com mais precisão e mais prontamente.[0010] The present invention was made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method of evaluating slag volume for a molten metal surface, wherein the volume of slag floating on the surface of the molten metal in the container can be evaluated more accurately and more promptly.
[0011] Os inventores focaram no fato que escória, que flutua na superfície de um metal fundido em um recipiente e é esfriada e solidificada ao ser exposta à atmosfera, absorve calor de irradiação irradiado a partir do metal fundido através de irradiação de calor, e o grau de absorção de irradiação de calor varia de acordo com a espessura da escória. Então, os inventores constataram que quando uma imagem de uma superfície de metal fundido é capturada em um estado onde uma pluralidade de pedaços de escória diferindo uns dos outros em espessura flutuam sobre uma superfície de metal fundido, e quando a relação entre a espessura e a densidade (luminância) da escória é calculada previamente, o volume da escória pode ser calculado de acordo com a imagem capturada da superfície do metal fundido que é um alvo de avaliação.[0011] The inventors focused on the fact that slag, which floats on the surface of a molten metal in a vessel and is cooled and solidified by being exposed to the atmosphere, absorbs radiant heat radiated from the molten metal through heat radiation, and the degree of absorption of heat radiation varies according to the thickness of the slag. So, the inventors found that when an image of a molten metal surface is captured in a state where a plurality of pieces of slag differing from each other in thickness float on a molten metal surface, and when the relationship between the thickness and the density (luminance) of the slag is calculated in advance, the volume of the slag can be calculated according to the captured image of the surface of the molten metal that is an evaluation target.
[0012] A fim de resolver o problema acima, a presente invenção emprega os aspectos que seguem de acordo com o conhecimento descrito acima.[0012] In order to solve the above problem, the present invention employs the following aspects in accordance with the knowledge described above.
[0013] (1) De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um método de avaliação de volume de escória para uma su- perfície de metal fundido, em que um volume de escória flutuando na superfície de um metal fundido contido em um recipiente é avaliado de acordo com uma imagem capturada de uma superfície de metal fundido no recipiente. O método de avaliação de volume da escória inclui cálculo prévio de uma curva de aproximação indicando uma correspondência entre uma espessura da escória e um parâmetro de densidade através da medição da espessura de uma pluralidade de pedaços da escória que flutuam na superfície do metal fundido e diferem uns dos outros em espessura, e cálculo de um valor do parâmetro de densidade que está relacionado com uma densidade em uma região de pixel correspondendo à pluralidade de pedaços da escória na imagem capturada obtida através da captura de uma imagem da superfície de metal fundido no recipiente em um estado onde a pluralidade de pedaços da escória estão flutuando na superfície do metal fundido; captura da imagem da superfície de metal fundido que é um alvo de avaliação; e cálculo do volume da escória através de cálculo da espessura da escória para cada um dos pixels que constituem a imagem capturada obtida através da captura, e integração da espessura calculada da escória para cada um do pixels, de acordo com o valor do parâmetro de densidade de cada um dos pixels constituindo a imagem capturada obtida através da captura e da curva de aproximação calculada através do cálculo da curva de aproximação.[0013] (1) According to one aspect of the present invention, a method of evaluating the volume of slag for a surface of molten metal is provided, in which a volume of slag floating on the surface of a molten metal contained in a container is evaluated according to a captured image of a molten metal surface in the container. The slag volume evaluation method includes precalculating an approximation curve indicating a correspondence between a slag thickness and a density parameter by measuring the thickness of a plurality of pieces of the slag floating on the surface of the molten metal and differing each other in thickness, and calculating a density parameter value that is related to a density in a pixel region corresponding to the plurality of pieces of the slag in the captured image obtained by capturing an image of the surface of molten metal in the container in a state where a plurality of pieces of the slag are floating on the surface of the molten metal; capturing the image of the molten metal surface that is an evaluation target; and calculating the dross volume by calculating the dross thickness for each of the pixels that make up the captured image obtained through the capture, and integrating the calculated dross thickness for each of the pixels, according to the value of the density parameter of each of the pixels constituting the captured image obtained through the capture and the approximation curve calculated by calculating the approximation curve.
[0014] (2) O aspecto de acordo com (1) pode ser constituído como segue: o método de avaliação de volume da escória pode incluir ainda raspagem da escória do recipiente; e cálculo de uma razão residual da escória no recipiente. Na captura, imagens da superfície de metal fundido no recipiente antes da raspagem e da superfície de metal fundido no recipiente após a raspagem são capturadas. No cálculo do volume da escória, o volume da escória no recipiente antes da raspagem e o volume da escória no recipiente após a raspagem são calculados. No cálculo da razão residual da escória, a razão residual da escória no recipiente é calculada dividindo o volume da escória no recipiente após a raspagem pelo volume da escória no recipiente antes da raspagem.[0014] (2) The appearance according to (1) can be constituted as follows: the slag volume evaluation method may further include scraping the slag from the container; and calculating a residual ratio of the dross in the vessel. In capture, images of the molten metal surface on the vessel before scraping and the molten metal surface on the vessel after scraping are captured. In calculating the dross volume, the volume of the dross in the vat before scraping and the volume of the dross in the vat after scraping are calculated. In calculating the residual dross ratio, the residual dross ratio in the vat is calculated by dividing the volume of dross in the vat after scraping by the volume of dross in the vat before scraping.
[0015] De acordo com cada um dos aspectos acima da presente invenção, o volume da escória que flutua na superfície do metal fundido no recipiente pode ser avaliado com mais precisão e mais prontamente.[0015] According to each of the above aspects of the present invention, the volume of the slag floating on the surface of the molten metal in the vessel can be evaluated more accurately and more readily.
[0016] A FIG. 1 é uma vista esquemática mostrando uma configu ração esquemática de um aparelho de avaliação de volume de escória usado em um método de avaliação de volume de escória de acordo com uma modalidade da presente invenção.[0016] FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a slag volume evaluation apparatus used in a slag volume evaluation method according to an embodiment of the present invention.
[0017] A FIG. 2 é um fluxograma mostrando o método de avalia ção de volume de escória.[0017] FIG. 2 is a flowchart showing the slag volume evaluation method.
[0018] A FIG. 3 é uma vista mostrando um exemplo de uma ima gem capturada obtida através da captura de uma imagem de uma superfície de metal fundido em um recipiente usando uma primeira unidade de captura de imagem 1 mostrada na FIG. 1.[0018] FIG. 3 is a view showing an example of a captured image obtained by capturing an image of a molten metal surface in a container using a first image capture unit 1 shown in FIG. 1.
[0019] A FIG. 4 é uma vista mostrando um estado onde escória S1 até a escória S3 mostradas na FIG. 3 estão flutuando na superfície do metal fundido no recipiente e é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha X-X na FIG. 3.[0019] FIG. 4 is a view showing a state where dross S1 through dross S3 shown in FIG. 3 are floating on the surface of the molten metal in the vessel and is a cross-sectional view taken along the line X-X in FIG. 3.
[0020] A FIG. 5 é uma vista mostrando um exemplo de uma curva de aproximação calculada em uma etapa de preparação ST1 mostrada na FIG. 2.[0020] FIG. 5 is a view showing an example of an approximation curve calculated in a preparation step ST1 shown in FIG. two.
[0021] A FIG. 6A é uma vista mostrando um procedimento de cál culo da espessura de uma escória em uma etapa de cálculo de volume de escória ST3 mostrada na FIG. 2 e é uma vista mostrando um exemplo de uma imagem capturada obtida em uma etapa de captura de imagem ST2.[0021] FIG. 6A is a view showing a slag thickness calculation procedure in a slag volume calculation step ST3 shown in FIG. 2 and is a view showing an example of a captured image obtained in an image capture step ST2.
[0022] A FIG. 6B é uma vista mostrando o procedimento de cálcu lo da espessura de escória na etapa de cálculo de volume de escória ST3 mostrada na FIG. 2 e é uma vista ampliada de uma região de pixel circundada por uma linha pontilhada A na FIG. 6A.[0022] FIG. 6B is a view showing the slag thickness calculation procedure in the slag volume calculation step ST3 shown in FIG. 2 and is an enlarged view of a pixel region encircled by a dotted line A in FIG. 6A.
[0023] A FIG. 6C é uma vista mostrando o procedimento de cálcu lo da espessura de uma escória na etapa de cálculo de volume de escória ST3 mostrada na FIG. 2 e é uma vista mostrando as espessuras calculadas da escória nas regiões de pixel mostradas na FIG. 6B.[0023] FIG. 6C is a view showing the procedure for calculating the thickness of a slag in the slag volume calculation step ST3 shown in FIG. 2 and is a view showing the calculated thicknesses of the dross in the pixel regions shown in FIG. 6B.
[0024] A FIG. 7 é uma vista mostrando resultados de teste em que o método de avaliação de volume de escória e um método revelado no Documento de Patente 1 são comparados um com o outro.[0024] FIG. 7 is a view showing test results where the slag volume evaluation method and a method disclosed in Patent Document 1 are compared with each other.
[0025] Daqui em diante, com referência aos desenhos, um método de avaliação de volume de escória para uma superfície de metal fundido (que será daqui em diante apenas referido como um “método de avaliação de volume de escória” também) de acordo com uma modalidade da presente invenção será descrito. No presente relatório e nos desenhos, os mesmos sinais de referência são aplicados a elementos constituintes tendo substancialmente a mesma configuração funcional, e descrição duplicada dos mesmos será omitida.[0025] Hereinafter, with reference to the drawings, a slag volume evaluation method for a molten metal surface (which will hereinafter only be referred to as a “dross volume evaluation method” as well) in accordance with an embodiment of the present invention will be described. In the present report and in the drawings, the same reference signs are applied to constituent elements having substantially the same functional configuration, and duplicate description thereof will be omitted.
[0026] Primeiro, uma configuração de um aparelho de avaliação de volume de escória usado no método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade será descrita.[0026] First, a configuration of a slag volume evaluation apparatus used in the slag volume evaluation method according to the present embodiment will be described.
[0027] A FIG. 1 é uma vista esquemática mostrando uma configu ração esquemática de um aparelho de avaliação de volume de escória 100 usado no método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade. A FIG. 1 mostra uma seção transversal de um recipiente 4 contendo um metal fundido M.[0027] FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a slag volume evaluation apparatus 100 used in the slag volume evaluation method according to the present embodiment. FIG. 1 shows a cross section of a container 4 containing molten metal M.
[0028] Como mostrado na FIG. 1, o aparelho de avaliação de vo- lume de escória 100 é usado em uma operação de raspagem de escória de raspagem de escória S flutuando na superfície do metal fundido M tal como ferro fundido, que está contido no recipiente 4, tal como uma colher de fundição de ferro fundido inclinada, a partir do recipiente 4 usando um aparelho de raspagem de escória 5 tendo uma placa de raspagem 51 e um braço 52.[0028] As shown in FIG. 1, the slag volume evaluation apparatus 100 is used in a slag scraping operation of scraping slag S floating on the surface of molten metal M such as cast iron, which is contained in the container 4, such as a spoon cast-iron foundry slant from bowl 4 using a slag scraper apparatus 5 having a scraper plate 51 and an arm 52.
[0029] A temperatura do metal fundido M contido no recipiente 4 está dentro de uma faixa de 1.200° C a 1.400° C, por exemplo, e o metal fundido M emite luz devido à irradiação de calor (isto é, o metal fundido M é autoiluminante devido à irradiação de calor). Por outro lado, a escória S que flutua na superfície do metal fundido M contido no recipiente 4 é esfriada ao ser exposta à atmosfera e uma parte próximo da superfície é solidificada, de modo que ela não é substancialmente autoiluminante e está bloqueando o metal fundido de emitir luz.[0029] The temperature of the molten metal M contained in the vessel 4 is within a range of 1,200°C to 1,400°C, for example, and the molten metal M emits light due to heat radiation (that is, the molten metal M is self-illuminating due to heat radiation). On the other hand, the slag S floating on the surface of the molten metal M contained in the vessel 4 is cooled by being exposed to the atmosphere and a part near the surface is solidified, so that it is not substantially self-illuminating and is blocking the molten metal from emit light.
[0030] O aparelho de avaliação de volume de escória 100 inclui uma primeira unidade de captura de imagem 1 que captura uma imagem de uma superfície de metal fundido no recipiente 4 a partir de cima em uma direção vertical, uma segunda unidade de captura de imagem 3 que captura uma imagem de uma superfície de metal fundido no recipiente 4 a partir de cima oblíqua à direção vertical e um processador de imagem 2 que está conectado à primeira unidade de captura de imagem 1 e à segunda unidade de captura de imagem 3.[0030] The slag volume evaluation apparatus 100 includes a first image capture unit 1 which captures an image of a molten metal surface in the container 4 from above in a vertical direction, a second image capture unit 3 which captures an image of a molten metal surface in the vessel 4 from above oblique to the vertical direction and an image processor 2 which is connected to the first image capture unit 1 and the second image capture unit 3.
[0031] No presente relatório, uma “superfície de metal fundido” significa não apenas uma superfície do metal fundido M, mas também significa uma superfície de escória em um caso onde a escória está flutuando na superfície de um metal fundido. Isto é, significa a superfície mais externa (superfície mais elevada) dos teores no recipiente 4.[0031] In the present report, a “molten metal surface” means not only a surface of molten metal M, but also means a slag surface in a case where slag is floating on the surface of a molten metal. That is, it means the outermost surface (highest surface) of the contents in container 4.
[0032] Por exemplo, uma câmera CCD tendo sensibilidade princi pal em uma região de luz visível ou uma câmera de imagem térmica (termografia) tendo sensibilidade principal em uma região de luz infra- vermelha pode ser usada como a primeira unidade de captura de imagem 1. Na presente modalidade, uma câmera CCD é usada como a primeira unidade de captura de imagem 1.[0032] For example, a CCD camera having prime sensitivity in a visible light region or a thermal imaging (thermography) camera having prime sensitivity in an infrared light region can be used as the first image capture unit 1. In the present embodiment, a CCD camera is used as the first image capture unit 1.
[0033] No caso de uso de uma câmera CCD como na presente modalidade, um valor da densidade em uma região de pixel correspondendo à escória em uma imagem capturada pode ser calculado. Ainda, no caso de uso de uma câmera para imagem térmica (termo- grafia), um valor da temperatura ou da densidade (densidade antes de ser convertida em uma temperatura) na região de pixel pode ser calculado.[0033] In the case of using a CCD camera as in the present embodiment, a density value in a pixel region corresponding to the dross in a captured image can be calculated. Also, in the case of using a camera for thermal imaging (thermography), a temperature or density value (density before being converted into a temperature) in the pixel region can be calculated.
[0034] Por exemplo, o processador de imagem 2 é constituído de um computador pessoal de propósito geral em que um programa pre-determinado para execução de uma etapa de cálculo de volume de escória ST3 e uma etapa de cálculo de razão residual de escória ST7 (que serão descritas abaixo) é instalado. O processador de imagem 2 tem um monitor para exibição de imagens capturadas obtidas pela primeira unidade de captura de imagem 1 e a segunda unidade de captura de imagem 3.[0034] For example, the image processor 2 consists of a general purpose personal computer in which a predetermined program for executing a slag volume calculation step ST3 and a slag residual ratio calculation step ST7 (which will be described below) is installed. The image processor 2 has a monitor for displaying captured images obtained by the first image capture unit 1 and the second image capture unit 3.
[0035] Similar à primeira unidade de captura de imagem 1, por exemplo, uma câmera CCD tendo sensibilidade principal em uma região de luz visível ou uma câmera de imagem térmica (termografia) tendo sensibilidade principal em uma região de luz infravermelha pode ser usada como a segunda unidade de captura de imagem 3. Na presente modalidade, uma câmera CCD é usada como a segunda unidade de captura de imagem 3.[0035] Similar to the first image capture unit 1, for example, a CCD camera having prime sensitivity in a visible light region or a thermal imaging (thermography) camera having prime sensitivity in an infrared light region can be used as the second image capture unit 3. In the present embodiment, a CCD camera is used as the second image capture unit 3.
[0036] O método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade é executado usando o aparelho de avaliação de volume de escória 100. Daqui em diante, o método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade será descrito.[0036] The slag volume evaluation method according to the present embodiment is performed using the slag volume evaluation apparatus 100. Hereinafter, the slag volume evaluation method according to the present embodiment will be described .
[0037] A FIG. 2 é um fluxograma mostrando o método de avalia ção de volume de escória de acordo com a presente modalidade. O método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade é um método de avaliação do volume da escória S que flutua na superfície do metal fundido M de acordo com uma imagem capturada obtida pela primeira unidade de captura de imagem 1 capturando uma imagem de uma superfície de metal fundido no recipiente 4 contendo o metal fundido M. Como mostrado na FIG. 2, o método de avaliação de volume de escória tem uma etapa de preparação ST1, uma etapa de captura de imagem ST2, a etapa de cálculo de volume de escória ST3, uma etapa de raspagem de escória ST4, uma etapa de captura de imagem ST5, uma etapa de cálculo de volume de escória ST6, a etapa de cálculo de razão residual de escória ST7 e uma etapa de determinação ST8 de determinação se terminar ou não as operações de raspagem de escória.[0037] FIG. 2 is a flowchart showing the slag volume evaluation method according to the present embodiment. The slag volume evaluation method according to the present embodiment is a method of evaluating the volume of the slag S floating on the surface of the molten metal M according to a captured image obtained by the first image capturing unit 1 capturing an image of a molten metal surface on the vessel 4 containing the molten metal M. As shown in FIG. 2, the slag volume evaluation method has a preparation step ST1, an image capture step ST2, the slag volume calculation step ST3, a slag scraping step ST4, an image capture step ST5 , a slag volume calculation step ST6, a slag residual ratio calculation step ST7, and a determination step ST8 of determining whether or not to finish the slag scraping operations.
[0038] Daqui em diante, detalhes de cada uma das etapas serão sequencialmente descritos.[0038] From now on, details of each of the steps will be sequentially described.
[0039] Na etapa de preparação ST1, primeiro, uma imagem de uma superfície de metal fundido em um estado onde uma pluralidade de pedaços da escória S diferindo uns dos outros em espessura está simultaneamente flutuando na superfície do metal fundido M é capturada usando a primeira unidade de captura de imagem 1. Neste momento, imagens de uma pluralidade de superfícies de metal fundido obtidas em estágios diferentes de operação de raspagem de escória (raspagem de escória parcial) usando o aparelho de raspagem de escória 5 podem ser capturadas. Alternativamente, uma imagem de uma superfície de metal fundido única em um certo ponto de tempo durante a operação de raspagem de escória pode ser capturada. Exemplos específicos de uma pluralidade de superfícies de metal fundido que podem ser obtidas em estágios diferentes de operação de raspagem de escória (raspagem de escória parcial) podem incluir uma superfície de metal fundido antes da operação de raspagem de escória da escória S começar (superfície de metal fundido suposta ter a escória S mais espessa), uma superfície de metal fundido em um estágio intermediário da operação de raspagem de escória e uma superfície de metal fundido após a operação de ras- pagem de escória terminar (superfície de metal fundido suposta ter a escória S mais fina), por exemplo.[0039] In the preparation step ST1, first, an image of a molten metal surface in a state where a plurality of pieces of the slag S differing from each other in thickness are simultaneously floating on the molten metal surface M is captured using the first image capturing unit 1. At this time, images of a plurality of molten metal surfaces obtained at different stages of slag scraping operation (partial slag scraping) using the slag scraping apparatus 5 can be captured. Alternatively, an image of a single molten metal surface at a certain point in time during the slag scraping operation can be captured. Specific examples of a plurality of molten metal surfaces that may be obtained at different stages of slag scraping operation (partial slag scraping) may include a molten metal surface before the S slag slag scraping operation begins (Slag surface). molten metal surface assumed to have the thickest slag S), a molten metal surface at an intermediate stage of the slag scraping operation, and a molten metal surface after the slag scraping operation has ended (molten metal surface assumed to have the finer S slag), for example.
[0040] As imagens capturadas são armazenadas no processador de imagem 2.[0040] Captured images are stored in image processor 2.
[0041] O diafragma de uma lente provida na primeira unidade de captura de imagem 1 e o ganho de uma saída de sinal de vídeo da primeira unidade de captura de imagem 1 são ajustados de modo que a densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M em uma imagem capturada obtida pela primeira unidade de captura de imagem 1 se torna 255 (branca), isto é, o valor máximo absoluto. Uma configuração similar se aplica à etapa de captura de imagem ST2, que será descrita abaixo.[0041] The diaphragm of a lens provided in the first image capture unit 1 and the gain of a video signal output from the first image capture unit 1 are adjusted so that the density in the pixel region corresponding to the molten metal M in a captured image obtained by the first image capture unit 1 becomes 255 (white), that is, the absolute maximum value. A similar setup applies to the ST2 image capture step, which will be described below.
[0042] Ainda, na presente modalidade, o campo visual da primeira unidade de captura de imagem 1 é ajustado de modo que não apenas a superfície do metal fundido do recipiente 4, mas também o recipiente 4 e a base B são incluídos no campo visual. O campo visual da primeira unidade de captura de imagem 1 pode ser ajustado de modo que apenas a superfície do metal fundido do recipiente 4 seja incluída no campo visual.[0042] Still, in the present embodiment, the visual field of the first image capture unit 1 is adjusted so that not only the molten metal surface of the container 4, but also the container 4 and the base B are included in the visual field . The visual field of the first image capture unit 1 can be adjusted so that only the molten metal surface of the container 4 is included in the visual field.
[0043] Aqui, por exemplo, uma “densidade” no presente relatório indica luz e sombra de uma imagem (isto é, luminância de uma imagem) de 256 tons. A relação entre essa densidade e a luminância de irradiação de calor na superfície de um metal fundido em um recipiente é uma relação linear.[0043] Here, for example, a “density” in this report indicates an image's light and shadow (ie, an image's luminance) of 256 tones. The relationship between this density and the luminance of heat radiation on the surface of a molten metal in a vessel is a linear relationship.
[0044] A FIG. 3 é uma vista mostrando esquematicamente um exemplo de uma imagem capturada obtida através da captura de uma imagem de uma superfície de metal fundido no recipiente 4 usando a primeira unidade de captura de imagem 1. A FIG. 3 mostra um caso onde o campo visual da primeira unidade de captura de imagem é ajustado para um campo visual grande em que o recipiente 4 e a base B estão incluídos no campo visual, e uma pluralidade de pedaços da escória S1 a S3 diferindo uns dos outros em espessura estão simultaneamente flutuando em uma superfície de metal fundido única. Na FIG. 3, a escória S1 tem a maior espessura, e a espessura diminui na ordem da escória S2 e da escória S3.[0044] FIG. 3 is a view schematically showing an example of a captured image obtained by capturing an image of a molten metal surface in the vessel 4 using the first image capture unit 1. FIG. 3 shows a case where the visual field of the first image capturing unit is adjusted to a large visual field in which the container 4 and the base B are included in the visual field, and a plurality of slag pieces S1 to S3 differing from each other others in thickness are simultaneously floating on a unique molten metal surface. In FIG. 3, S1 slag has the greatest thickness, and the thickness decreases in the order of S2 slag and S3 slag.
[0045] Na imagem capturada mostrada na FIG. 3, em regiões de pixel correspondendo aos pedaços de escória S, uma região de pixel correspondendo à escória S1 mais espessa se torna a mais escura (densidade baixa), e uma região de pixel correspondendo à S3 mais fina se torna a mais brilhante (densidade alta). Ainda, como descrito acima, a densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M é 255 (branco), isto é, o valor máximo absoluto.[0045] In the captured image shown in FIG. 3, in pixel regions corresponding to the S dross pieces, a pixel region corresponding to the thickest S1 dross becomes the darkest (low density), and a pixel region corresponding to the thinnest S3 becomes the brightest (highest density). high). Further, as described above, the density in the pixel region corresponding to molten metal M is 255 (white), i.e., the absolute maximum value.
[0046] Uma vez que as temperaturas do recipiente 4 e da base B são menores do que aquelas do metal fundido M e da escória S, a região de pixel correspondendo ao recipiente 4 e a região de pixel correspondendo à base B se tornam realmente escuras (densidade baixa). No entanto, por questão de ilustração, elas são indicadas com branco similar à região de pixel correspondendo ao metal fundido M.[0046] Since the temperatures of container 4 and base B are lower than those of molten metal M and slag S, the pixel region corresponding to container 4 and the pixel region corresponding to base B become really dark (low density). However, for the sake of illustration, they are indicated with white similar to the pixel region corresponding to molten metal M.
[0047] Aqui, usando a FIG. 4, uma razão pela qual as regiões de pixel correspondendo respectivamente à escória S1 e à escória S3 mostradas na FIG. 3 diferem uma da outra em brilho será descrita. A FIG. 4 é uma vista mostrando um estado onde a escória S1 até a escória S3 estão flutuando no metal fundido M no recipiente 4 e é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha X-X na FIG. 3.[0047] Here, using FIG. 4, one reason why the pixel regions corresponding to slag S1 and slag S3 respectively shown in FIG. 3 differ from each other in brightness will be described. FIG. 4 is a view showing a state where dross S1 through dross S3 are floating in molten metal M in vessel 4, and is a cross-sectional view taken along the line X-X in FIG. 3.
[0048] Como mostrado na FIG. 4, uma parte de luz de irradiação SR irradiada a partir do metal fundido M devido à irradiação de calor é absorvida na escória S1 até a escória S3. Por outro lado, a luz de irradiação SR que foi transmitida através da escória S1 até a escória S3 se torna luz transmitida TI1 até luz transmitida TI3, e a luz transmitida TI1 até a luz transmitida TI3 são incidentes na primeira unidade de captura de imagem 1.[0048] As shown in FIG. 4, a part of SR irradiation light radiated from molten metal M due to heat radiation is absorbed in slag S1 to slag S3. On the other hand, SR irradiation light that was transmitted through slag S1 to slag S3 becomes transmitted light TI1 to transmitted light TI3, and transmitted light TI1 to transmitted light TI3 are incident on the first image capture unit 1 .
[0049] Quando a espessura da escória aumenta, a escória absor ve mais luz de irradiação SR. Desta maneira, a intensidade de luz aumenta na ordem da luz transmitida TI1 transmitida através da escória S1, da luz transmitida TI2 transmitida através da escória S2 e da luz transmitida TI3 através da escória S3. Desta maneira, na imagem capturada mostrada na FIG. 3, a região de pixel se torna mais brilhante na ordem da escória S1, da escória S2 e da escória S3.[0049] When the thickness of the slag increases, the slag absorbs more SR irradiation light. In this way, the light intensity increases in the order of transmitted light TI1 transmitted through slag S1, transmitted light TI2 transmitted through slag S2 and transmitted light TI3 through slag S3. In this way, in the captured image shown in FIG. 3, the pixel region becomes brighter in the order of S1 dross, S2 dross, and S3 dross.
[0050] Subsequentemente, na etapa de preparação ST1, o valor de um parâmetro de densidade relacionado com a densidade em uma região de pixel correspondendo à escória S1 até a escória S3 na imagem capturada mostrada na FIG. 3 é calculado. Com relação ao parâmetro de densidade, a temperatura pode ser incluída como um exemplo, em adição à própria densidade. No entanto, na presente modalidade, a densidade em si é usada como um parâmetro de densidade.[0050] Subsequently, in the preparation step ST1, the value of a density parameter related to the density in a pixel region corresponding to slag S1 to slag S3 in the captured image shown in FIG. 3 is calculated. With regard to the density parameter, temperature can be included as an example, in addition to the density itself. However, in the present embodiment, the density itself is used as a density parameter.
[0051] Especificamente, a densidade média para as regiões de pixel correspondendo à escória S1 até a escória S3 é calculada. Por exemplo, as regiões de pixel correspondendo à escória S1 até e escória S3 podem ser reconhecidas por um operador fazendo com que o processador de imagem 2 exiba uma imagem capturada e reconhecendo visualmente a imagem. Por exemplo, se um programa de cálculo da densidade média ou similar dentro do contorno designado usando um dispositivo de apontamento tal como um mouse for instalado no processador de imagem 2, o processador de imagem 2 pode calcular automaticamente a densidade média para as regiões de pixel correspondendo à escória S1 até a escória S3 quando o operador designa o contorno de cada pedaço da escória S1 até a escória S3 enquanto reconhecendo visualmente o monitor.[0051] Specifically, the average density for the pixel regions corresponding to slag S1 through slag S3 is calculated. For example, the pixel regions corresponding to slag S1 through and slag S3 can be recognized by an operator by having image processor 2 display a captured image and visually recognizing the image. For example, if an average density calculation program or similar within the designated contour using a pointing device such as a mouse is installed in image processor 2, image processor 2 can automatically calculate the average density for the pixel regions corresponding to slag S1 to slag S3 when the operator designates the outline of each piece from slag S1 to slag S3 while visually recognizing the display.
[0052] Em seguida, na etapa de preparação ST1, uma curva de aproximação indicando a correspondência entre a espessura e a densidade da escória S é calculada usando o valor da densidade média para as regiões de pixel correspondendo à escória S1 até a escória S3. Em outras palavras, uma curva de aproximação é calculada aplicando um método de quadrados mínimos, por exemplo, usando os valores da espessura de uma pluralidade de pedaços da escória S (no exemplo mostrado na FIG. 3, a escória S1 até a escória S3) diferindo uns dos outros na espessura e na densidade média para regiões de pixel correspondendo aos pedaços de escória S. Na presente modali-dade, como um aspecto preferível, uma curva de aproximação é calculada não apenas usando os valores das densidades nas regiões de pixel correspondendo aos pedaços de escória S, mas também usando o valor da densidade (255, na presente modalidade) na região de pixel em que a espessura da escória S é zero (isto é, a região de pixel correspondendo ao metal fundido M).[0052] Then, in the preparation step ST1, an approximation curve indicating the correspondence between the thickness and density of slag S is calculated using the average density value for the pixel regions corresponding to slag S1 to slag S3. In other words, an approximation curve is calculated applying a least squares method, for example, using the thickness values of a plurality of pieces of slag S (in the example shown in FIG. 3, slag S1 through slag S3) differing from each other in thickness and mean density for pixel regions corresponding to the S slag pieces. In the present embodiment, as a preferable aspect, an approximation curve is calculated not only using the values of the densities in the corresponding pixel regions to the pieces of slag S, but also using the density value (255, in the present embodiment) in the pixel region where the thickness of the slag S is zero (i.e., the pixel region corresponding to molten metal M).
[0053] A espessura de cada pedaço de escória S pode ser medida comparando a dimensão da placa de raspagem 51 do aparelho de raspagem de escória 5 na direção vertical com a escória S, por exemplo. Especificamente, na presente modalidade, como mostrado na FIG. 1, uma superfície inferior da placa de raspagem 51 é causada coincidir substancialmente com uma superfície inferior da escória S (superfície superior do metal fundido M) ao dirigir (virar) o braço 52 do aparelho de raspagem de escória 5 de modo que uma porção de extremidade inferior da placa de raspagem 51 seja enterrada na escória S. Então, uma imagem de uma superfície de metal fundido no recipiente 4 é cap- turada pela segunda unidade de captura de imagem 3 a partir de cima oblíqua à direção vertical. Desta maneira, uma imagem capturada em que ambos a escória S e a placa de raspagem 51 são fotografadas pode ser obtida.[0053] The thickness of each piece of slag S can be measured by comparing the dimension of the scraping plate 51 of the slag scraping apparatus 5 in the vertical direction with the slag S, for example. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a lower surface of the scraper plate 51 is caused to substantially coincide with a lower surface of the slag S (upper surface of the molten metal M) by directing (turning) the arm 52 of the slag scraper apparatus 5 so that a portion of lower end of the scraping plate 51 is buried in the slag S. Then, an image of a molten metal surface in the vessel 4 is captured by the second image capture unit 3 from above oblique to the vertical direction. In this way, a captured image in which both the slag S and the scraper plate 51 are photographed can be obtained.
[0054] Como mostrado na FIG. 1, em um estado onde o recipiente 4 é inclinado, posições da superfície superior do metal fundido M e um esguicho 4a do recipiente 4 na direção de altura coincidem substancialmente um com o outro. Desta maneira, a superfície inferior da placa de raspagem 51 pode substancialmente coincidir com a superfície inferior da escória S (superfície superior do metal fundido M) ao fazer com que a posição de altura do esguicho 4a e a posição de altura da superfície inferior da placa de raspagem 51 coincidam substancialmente uma com a outra. Ainda, a placa de raspagem 51 pode ser abaixada através do cálculo da posição da superfície de metal fundido previamente quando o recipiente 4 é inclinado, de acordo com o volume do metal fundido M no recipiente 4, de modo a posição calculada da superfície de metal fundido e da superfície inferior da placa de raspagem 51 substancialmente coincidem uma com a outra.[0054] As shown in FIG. 1, in a state where the container 4 is tilted, positions of the upper surface of the molten metal M and a nozzle 4a of the container 4 in the height direction substantially coincide with each other. In this way, the lower surface of the scraper plate 51 can substantially coincide with the lower surface of the slag S (upper surface of the molten metal M) by making the height position of the nozzle 4a and the height position of the lower surface of the plate scraper 51 substantially coincide with each other. Further, the scraper plate 51 can be lowered by calculating the position of the molten metal surface beforehand when the container 4 is tilted, according to the volume of molten metal M in the container 4, so that the calculated position of the metal surface cast and the lower surface of the scraper plate 51 substantially coincide with each other.
[0055] Em seguida, quando o monitor do processador de imagem 2 mostra esta imagem capturada e um operador reconhece isso visualmente, uma distância H1 entre uma superfície inferior do braço 52 e uma superfície superior da escória S é calculada. Especificamente, por exemplo, quando um programa para cálculo de uma distância (dimensão real) de uma linha reta, que passa dois pontos designados usando um dispositivo de apontamento tal como um mouse, através de computação geométrica usando a ampliação de captura de imagem e o ângulo de linha visual (θ mostrado na FIG. 1) da segunda unidade de captura de imagem 3 ajustada previamente é instalado no processador de imagem 2, o processador de imagem 2 pode calcular automaticamente a distância H1 ao designar dois pontos entre a superfície inferi or do braço 52 e a superfície superior da escória S enquanto um operador reconhecerá visualmente o monitor. Uma vez que uma distância H0 entre a superfície inferior do braço 52 e a superfície inferior da placa de raspagem 51 é determinada previamente, uma espessura K da escória S em uma posição onde a porção de extremidade inferior da placa de raspagem 51 é enterrada pode ser calculada subtraindo a distância H1 da distância H0 usando a expressão relacional K = H0- H1.[0055] Then, when the monitor of the image processor 2 shows this captured image and an operator recognizes this visually, a distance H1 between a lower surface of the arm 52 and an upper surface of the slag S is calculated. Specifically, for example, when a program for calculating a distance (actual dimension) of a straight line, which passes two designated points using a pointing device such as a mouse, through geometric computation using image capture magnification and the visual line angle (θ shown in FIG. 1) of the pre-adjusted second image capture unit 3 is installed in the image processor 2, the image processor 2 can automatically calculate the distance H1 by designating two points between the bottom surface of arm 52 and the top surface of slag S while an operator will visually recognize the display. Once a distance H0 between the lower surface of the arm 52 and the lower surface of the scraper plate 51 is determined in advance, a thickness K of the slag S in a position where the lower end portion of the scraper plate 51 is buried can be calculated by subtracting the H1 distance from the H0 distance using the relational expression K = H0- H1.
[0056] No exemplo mostrado na FIG. 3, o procedimento acima é executado enterrando sequencialmente a porção da extremidade inferior da placa de raspagem 51 em cada pedaço da escória S1 até a escória S3 e a espessura de cada pedaço da escória S1 até a escória S3 é medida.[0056] In the example shown in FIG. 3, the above procedure is performed by sequentially burying the lower end portion of the scraper plate 51 in each piece of slag S1 to slag S3, and the thickness of each piece of slag S1 to slag S3 is measured.
[0057] Na presente modalidade, a fim de aproximar com precisão a correspondência entre a espessura K e a densidade I da escória, a curva de aproximação a ser calculada é expressa por uma função exponencial. Especificamente, quando a espessura da escória é K e o valor da densidade é I, a curva de aproximação expressa pela Expressão (1) que segue é calculada (coeficiente a é identificado pelo método dos quadrados mínimos ou similar). I=I0xe-aK ...(1)[0057] In the present embodiment, in order to accurately approximate the correspondence between the thickness K and the density I of the slag, the approximation curve to be calculated is expressed by an exponential function. Specifically, when the slag thickness is K and the density value is I, the approximation curve expressed by Expression (1) that follows is calculated (coefficient a is identified by the method of least squares or similar). I=I0xe-aK ...(1)
[0058] Na Expressão (1) acima, I0 significa o valor da densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M (255, na presente modalidade) em uma imagem capturada obtida na etapa de preparação ST1, e significa uma base de um logaritmo natural, e significa um coeficiente positivo, respectivamente.[0058] In Expression (1) above, I0 means the density value in the pixel region corresponding to the molten metal M (255, in the present embodiment) in a captured image obtained in the preparation step ST1, and means a base of a logarithm natural, and means a positive coefficient, respectively.
[0059] A FIG. 5 é uma vista mostrando um exemplo de uma curva de aproximação calculada na etapa de preparação ST1. Dados apresentados em gráfico circularmente na FIG. 5 indicam a densidade I na espessura K da escória S usada no cálculo de uma curva de aproxi- mação, e uma barra se estendendo verticalmente indica uma flutuação (desvio padrão 1 σ) na densidade da mesma espessura K. Na FIG. 5, quando o coeficiente a=0,009 é obtido para a Expressão (1) acima e o coeficiente de correlação entre a espessura K e a densidade I da escória S é R, R2=0,9413 é estabelecido, de modo que é determinado que a espessura K e a densidade I podem ser aproximadas de uma maneira relativamente precisa.[0059] FIG. 5 is a view showing an example of an approach curve calculated in preparation step ST1. Data presented in circle graph in FIG. 5 indicate the density I at thickness K of the slag S used in calculating an approximation curve, and a bar extending vertically indicates a fluctuation (standard deviation 1 σ) in the density of the same thickness K. In FIG. 5, when the coefficient a=0.009 is obtained for Expression (1) above and the correlation coefficient between the thickness K and the density I of the slag S is R, R2=0.9413 is established, so that it is determined that thickness K and density I can be approximated relatively accurately.
[0060] A etapa de preparação ST1 descrita acima é executada an tes da avaliação do volume da escória S na superfície de metal fundido que realmente se tornará um alvo de avaliação. Então, a correspondência (curva de aproximação) entre a espessura K e a densidade I da escória S obtida na etapa de preparação ST1 é armazenada no processador de imagem 2, desta maneira sendo usada na etapa de cálculo de volume de escória ST3, que será descrita abaixo. Especificamente, a Expressão (2) que segue é armazenada no processador de imagem 2.[0060] The ST1 preparation step described above is performed before evaluating the volume of slag S on the molten metal surface that will actually become an evaluation target. Then, the correspondence (approximation curve) between the thickness K and the density I of the slag S obtained in the preparation step ST1 is stored in the image processor 2, thus being used in the slag volume calculation step ST3, which will be described below. Specifically, Expression (2) that follows is stored in image processor 2.
[0061] Em seguida, na etapa de captura de imagem ST2, a primei ra unidade de captura de imagem 1 captura uma imagem da superfície de metal fundido que se tornará um alvo de avaliação. Neste momento, as condições de captura de imagem tal como o diafragma das lentes providas na primeira unidade de captura de imagem 1 e o ganho de uma saída de sinal de vídeo da primeira unidade de captura de imagem 1 são iguais às condições ajustadas na etapa de preparação ST1.[0061] Then, in the image capture step ST2, the first image capture unit 1 captures an image of the molten metal surface that will become an evaluation target. At this time, image capture conditions such as the diaphragm of the lens provided in the first image capture unit 1 and the gain of a video signal output from the first image capture unit 1 are the same as the conditions set in the step of ST1 preparation.
[0062] Na etapa de cálculo de volume de escória ST3, o proces sador de imagem 2 calcula a espessura K da escória S para cada um dos pixels constituindo uma imagem capturada obtida na etapa de captura de imagem ST2 de acordo com o valor da densidade I de cada um dos pixels constituindo a imagem capturada obtida na etapa de captura de imagem ST2, e a curva de aproximação calculada na etapa de preparação ST1. Neste momento, uma vez que a espessura calculada K da escória S é adotada como a função da densidade I, a Expressão (2) que segue obtida através da modificação da Expressão (1) acima é usada. O fator “ln” na Expressão (2) que segue significa um logaritmo natural. K(l)=(-1/a)x l n(l/lo) ... (2)[0062] In the slag volume calculation step ST3, the image processor 2 calculates the thickness K of the slag S for each of the pixels constituting a captured image obtained in the image capture step ST2 according to the density value I of each of the pixels constituting the captured image obtained in the image capture step ST2, and the approximation curve calculated in the preparation step ST1. At this time, since the calculated thickness K of the slag S is adopted as the function of the density I, Expression (2) which follows obtained by modifying Expression (1) above is used. The factor “ln” in Expression (2) that follows means a natural logarithm. K(l)=(-1/a)x l n(l/lo) ... (2)
[0063] Como descrito acima, o coeficiente a é obtido na etapa de preparação ST1 previamente (no exemplo mostrado na FlG. 5, a=o,oo9). A densidade lo é também ajustada na etapa de preparação ST1 previamente (no exemplo mostrado na FlG. 5, lo=255). O coeficiente a e a densidade lo são armazenados no processador de imagem 2. Desta maneira, o processador de imagem 2 pode calcular automaticamente a espessura K da escória S correspondendo a esta densidade l ao substituir o valor da densidade l de cada um dos pixels na Expressão (2) acima.[0063] As described above, the coefficient a is obtained in the preparation step ST1 beforehand (in the example shown in Fig. 5, a=o,oo9). The lo density is also adjusted in preparation step ST1 beforehand (in the example shown in Fig. 5, lo=255). The coefficient a and the density lo are stored in image processor 2. In this way, image processor 2 can automatically calculate the thickness K of the slag S corresponding to this density l by substituting the density value l of each of the pixels in Expression ( 2) above.
[0064] As FlGS. 6A a 6C são vistas mostrando um procedimento de cálculo da espessura K da escória S na etapa de cálculo de volume da escória ST3. A FlG. 6A é uma vista mostrando esquematicamente um exemplo de uma imagem capturada obtida na etapa de captura de imagem ST2. A FlG. 6B é uma vista ampliada (diagrama à esquerda) de uma região de pixel circundada por uma linha pontilhada A na FlG. 6A, e é um gráfico (diagrama à direita) para cálculo da espessura de escória a partir da densidade na região de pixel usando a curva de aproximação mostrada na FlG. 5. A FlG. 6C é uma vista mostrando a espessura calculada K da escória S na região de pixel mostrada na FlG. 6B.[0064] Pages 6A to 6C are views showing a procedure for calculating the thickness K of slag S in the volume calculation step of slag ST3. The FlG. 6A is a view schematically showing an example of a captured image obtained in the image capture step ST2. The FlG. 6B is an enlarged view (left diagram) of a pixel region enclosed by a dotted line A in FIG. 6A, and is a graph (right diagram) for calculating dross thickness from density in the pixel region using the approximation curve shown in Fig. 5. The FlG. 6C is a view showing the calculated thickness K of slag S in the pixel region shown in FIG. 6B.
[0065] Se regiões de pixel tendo densidades de 5o, 1oo e 15o es tiverem presentes na região de pixel circundada pela linha pontilhada A na FIG. 6A, espessuras de 181 mm, 104 mm e 59 mm são calculadas de acordo com a curva aproximada mostrada na FIG. 6B (de acordo com a Expressão (2) acima).[0065] If pixel regions having densities of 5o, 1oo and 15o are present in the pixel region encircled by the dotted line A in FIG. 6A, thicknesses of 181 mm, 104 mm, and 59 mm are calculated according to the approximate curve shown in FIG. 6B (in accordance with Expression (2) above).
[0066] Na etapa de cálculo de volume da escória ST3, o proces samento acima descrito com relação à região de pixel circundada pela linha pontilhada A é executado para cada um dos pixels constituindo a imagem capturada obtida na etapa de captura de imagem ST2.[0066] In the ST3 slag volume calculation step, the processing described above with respect to the pixel region surrounded by the dotted line A is performed for each of the pixels constituting the captured image obtained in the ST2 image capture step.
[0067] No entanto, como mostrado na FIG. 6A, em um caso onde regiões de pixel correspondendo ao recipiente 4 e à base B estão presentes na imagem capturada, as densidades nessas regiões de pixel são baixas como descrito acima, a espessura a ser calculada de acordo com a curva de aproximação aumenta. Desta maneira, se as espessuras dessas regiões de pixel forem adicionadas para integração (que será descrita abaixo), um erro significante ocorre no volume calculado da escória S.[0067] However, as shown in FIG. 6A, in a case where pixel regions corresponding to container 4 and base B are present in the captured image, the densities in these pixel regions are low as described above, the thickness to be calculated according to the approximation curve increases. In this way, if the thicknesses of these pixel regions are added together for integration (which will be described below), a significant error occurs in the calculated volume of slag S.
[0068] Desta maneira, por exemplo, dentre todos os pixels consti tuindo a imagem capturada, apenas os pixels posicionados em um lado interno da região de pixel correspondendo ao recipiente 4 são adotados como um alvo para cálculo da espessura. Em geral, há muitos casos onde a posição do recipiente 4 quando realizando a operação de raspa- gem de escória é fixa. Nesses casos, as posições das regiões de pixel correspondendo ao recipiente 4 e à base B na imagem capturada não flutuam. Desta maneira, as espessuras apenas dos pixels posicionados em um lado interno da região de pixel podem ser calculadas ajustando e armazenando as coordenadas dos pixels posicionados em um lado interno da região de pixel correspondendo ao recipiente 4 na imagem capturada no processador de imagem 2 previamente.[0068] In this way, for example, among all the pixels constituting the captured image, only the pixels positioned on an inner side of the pixel region corresponding to container 4 are adopted as a target for calculating the thickness. In general, there are many cases where the position of vessel 4 when performing the slag scraping operation is fixed. In such cases, the positions of the pixel regions corresponding to container 4 and base B in the captured image do not fluctuate. In this way, the thicknesses of only the pixels positioned on an inner side of the pixel region can be calculated by adjusting and storing the coordinates of the pixels positioned on an inner side of the pixel region corresponding to the container 4 in the image captured in the image processor 2 beforehand.
[0069] Ainda, por exemplo, apenas a espessura dos pixels posici onados em um lado interno da região de pixel correspondendo ao recipiente 4 pode ser integrada após as espessuras de todos os pixels constituindo a imagem capturada (também incluindo os pixels correspondendo ao recipiente 4 e à base B) serem calculadas.[0069] Yet, for example, only the thickness of the pixels positioned on an inner side of the pixel region corresponding to container 4 can be integrated after the thicknesses of all pixels constituting the captured image (also including the pixels corresponding to container 4 and base B) be calculated.
[0070] Ainda, em geral, as densidades nas regiões de pixel cor respondendo ao recipiente 4 e à base B são menores do que as densidades nas regiões de pixel correspondendo ao metal fundido M e à escória S. Desta maneira, por exemplo, apenas os pixels tendo uma densidade com um valor limiar predeterminado ou maior podem ser adotados como um alvo.[0070] Still, in general, the densities in the pixel regions corresponding to the container 4 and the base B are smaller than the densities in the pixel regions corresponding to the molten metal M and the slag S. In this way, for example, only pixels having a density with a predetermined threshold value or greater can be adopted as a target.
[0071] Ainda, apenas as espessuras dos pixels tendo uma densi dade com o valor limiar predeterminado ou maior podem ser integradas após as espessuras de todos os pixels constituindo a imagem capturada serem calculadas. O valor limiar predeterminado é um valor que pode discriminar entre as densidades nas regiões de pixel correspondendo ao metal fundido M e à escória S e as densidades nas regiões de pixel correspondendo ao recipiente 4 e à base B.[0071] Further, only the thicknesses of pixels having a density with the predetermined threshold value or greater can be integrated after the thicknesses of all pixels constituting the captured image are calculated. The predetermined threshold value is a value that can discriminate between the densities in the pixel regions corresponding to the molten metal M and the slag S and the densities in the pixel regions corresponding to the container 4 and the base B.
[0072] Ainda, por exemplo, o campo visual da primeira unidade de captura de imagem 1 pode ser ajustado previamente de modo que apenas uma imagem da superfície de metal fundido no recipiente 4 é capturada. No entanto, se o campo visual for excessivamente pequeno, há preocupação que uma parte da escória S fique fora do campo visual, de modo que o volume da escória S não pode ser calculado com precisão. Desta maneira, é preferível que o campo visual seja ajustado tão grande quanto uma faixa que o recipiente 4 não seja fotografado.[0072] Yet, for example, the visual field of the first image capture unit 1 can be pre-adjusted so that only an image of the molten metal surface in the container 4 is captured. However, if the visual field is excessively small, there is concern that a part of the S slag is outside the visual field, so that the S slag volume cannot be accurately calculated. In this way, it is preferable that the visual field is set as large as a lane that the container 4 is not photographed.
[0073] A região de pixel correspondendo ao metal fundido M pode ou não ser adotada como o alvo de cálculo. Uma vez que a densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M é I0 (255, na presente modalidade), a espessura K (I0) calculada na Expressão (2) acima se torna zero. Desta maneira, mesmo se a espessura da região de pixel correspondendo ao metal fundido M for calculada e o seu va lor for adicionado à integração (que será descrito abaixo), nenhum erro ocorre no volume da escória S a ser calculado.[0073] The pixel region corresponding to the molten metal M may or may not be adopted as the calculation target. Since the density in the pixel region corresponding to the molten metal M is I0 (255, in the present embodiment), the thickness K (I0) calculated in Expression (2) above becomes zero. In this way, even if the thickness of the pixel region corresponding to the molten metal M is calculated and its value is added to the integration (which will be described below), no error occurs in the slag volume S to be calculated.
[0074] Subsequentemente, na etapa de cálculo do volume de es cória ST3, o volume da escória S é calculado através da integração da espessura calculada para cada um dos pixels.[0074] Subsequently, in the ST3 slag volume calculation step, the slag volume S is calculated by integrating the thickness calculated for each of the pixels.
[0075] Especificamente, com relação a uma imagem capturada que foi capturada em um momento t tendo o tempo de início da operação de raspagem de escória como um ponto de partida, quando o número total de pixels da densidade I é Ns (t, I), o processador de imagem 2 calcula um volume V(t) da escória S no momento t de acordo com a Expressão (3) que segue, por exemplo. Na Expressão (3) que segue, Ith significa o valor limiar predeterminado descrito acima, que pode discriminar entre as densidades nas regiões de pixel correspondendo ao metal fundido M e à escória S e as densidades nas regiões de pixel correspondendo ao recipiente 4 e à base B. A unidade do volume calculado na Expressão (3) que segue é pixel x pixel x espessura (mm). No entanto, se resolução (dimensões reais) por pixel for obtida previamente de acordo com a ampliação de captura de imagem ou similar da primeira unidade de captura de imagem 1, o volume pode ser calculado na unidade de dimensões reais. Matemática 1 [0075] Specifically, with respect to a captured image that was captured at a time t having the start time of the slag scraping operation as a starting point, when the total number of pixels of density I is Ns(t, I ), the image processor 2 calculates a volume V(t) of the dross S at time t according to Expression (3) that follows, for example. In Expression (3) which follows, Ith means the predetermined threshold value described above, which can discriminate between the densities in the pixel regions corresponding to the molten metal M and the slag S and the densities in the pixel regions corresponding to the container 4 and the base B. The unit of volume calculated in Expression (3) that follows is pixel x pixel x thickness (mm). However, if resolution (actual dimensions) per pixel is obtained in advance according to the image capture magnification or the like of the first image capture unit 1, the volume can be calculated in the unit of actual dimensions. Mathematics 1
[0076] Em seguida, em um estado onde o recipiente 4 é inclinado, uma parte da escória S é raspada do recipiente 4 usando o aparelho de raspagem de escória 5 (referência à FIG. 1). Isto é, na etapa de raspagem de escória ST4, uma operação de raspagem de escória é realizada sem raspagem de todos os pedaços de escória no recipiente 4 de modo que uma parte da escória S permanece no recipiente 4.[0076] Then, in a state where the container 4 is tilted, a part of the slag S is scraped from the container 4 using the slag scraping apparatus 5 (refer to FIG. 1). That is, in the slag scraping step ST4, a slag scraping operation is performed without scraping all the slag pieces in the vessel 4 so that a part of the slag S remains in the vessel 4.
[0077] Na etapa de captura de imagem ST5, uma imagem da su perfície de metal fundido no recipiente 4 após a etapa de raspagem da escória ST4 é capturada. As condições de captura de imagem e similar são similares àqueles na etapa de captura de imagem ST2.[0077] In the ST5 image capture step, an image of the molten metal surface in the vessel 4 after the ST4 slag scraping step is captured. The image capture conditions and the like are similar to those in the ST2 image capture step.
[0078] Na etapa de cálculo do volume de escória ST6, o volume de escória no recipiente 4 após a etapa de raspagem de escória ST4 é calculado de acordo com a imagem capturada obtida na etapa de captura de imagem ST5. Um método de cálculo é similar àquele na etapa de cálculo de volume de escória ST3 descrita acima.[0078] In the ST6 slag volume calculation step, the slag volume in container 4 after the ST4 slag scraping step is calculated according to the captured image obtained in the ST5 image capture step. A calculation method is similar to that in the ST3 slag volume calculation step described above.
[0079] Na etapa de cálculo da razão residual de escória ST7, a razão residual da escória S no recipiente 4 é calculada dividindo o volume de escória S, que é calculado pelo processador de imagem 2 na etapa de cálculo de volume de escória ST6 (volume da escória S calculado de acordo com a imagem capturada que foi capturada após a etapa de raspagem de escória ST4), pelo volume da escória S calculado na etapa de cálculo de volume de escória ST3 (volume da escória S calculado de acordo com a imagem capturada que foi capturada antes da etapa de raspagem de escória ST4). Isto é, o processador de imagem 2 calcula uma razão residual Ps(t) da escória S no momento t de acordo com a Expressão (4) que segue. A razão residual calculada Ps(t) da escória S é armazenada no processador de imagem 2 e é exibida no monitor. Ps(t)=V(t)/V(0) ... (4)[0079] In the slag residual ratio calculation step ST7, the slag residual ratio S in container 4 is calculated by dividing the slag volume S, which is calculated by the image processor 2 in the slag volume calculation step ST6 ( slag volume S calculated according to the captured image which was captured after the slag scraping step ST4), by the slag volume S calculated in the slag volume calculation step ST3 (slag volume S calculated according to the image captured that was captured before the ST4 slag scraping step). That is, the image processor 2 calculates a residual ratio Ps(t) of the dross S at time t according to Expression (4) that follows. The calculated residual ratio Ps(t) of slag S is stored in image processor 2 and displayed on the monitor. Ps(t)=V(t)/V(0) ... (4)
[0080] Uma taxa de raspagem de escória Qs(t) da escória S pode ser calculada pela Expressão (5) que segue usando a razão residual Ps(t) da escória S. Qs(t)=1-Ps(t) ... (5)[0080] A slag scraping ratio Qs(t) of slag S can be calculated by Expression (5) which follows using the residual ratio Ps(t) of slag S. Qs(t)=1-Ps(t) . .. (5)
[0081] Em seguida, um operador reconhece visualmente a razão residual Ps(t) da escória S exibida no monitor, determina se ela chegou ou não a uma razão residual desejada e decide se termina ou não a operação de raspagem de escória da escória S (ST8 da FIG. 2). Em um caso de terminar a operação de raspagem de escória (em um caso de “Sim” em ST8 da FIG. 2), o método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade é completado.[0081] Then, an operator visually recognizes the residual ratio Ps(t) of the slag S displayed on the monitor, determines whether or not it has reached a desired residual ratio, and decides whether or not to terminate the slag scraping operation of the slag S (ST8 of FIG. 2). In a case of finishing the slag scraping operation (in a case of “Yes” in ST8 of FIG. 2), the slag volume evaluation method according to the present embodiment is completed.
[0082] Por outro lado, em um caso de não terminar a operação de raspagem de escória (em um caso de “Não” em ST8 da FIG. 2), a etapa de raspagem de escória ST4, a etapa de captura de imagem ST5, a etapa de cálculo de volume de escória ST6 e a etapa de cálculo de razão residual de escória ST7 são repetitivamente executadas.[0082] On the other hand, in a case of not finishing the slag scraping operation (in a case of “No” in ST8 of FIG. 2), the slag scraping step ST4, the image capture step ST5 , slag volume calculation step ST6 and slag residual ratio calculation step ST7 are repeatedly executed.
[0083] De acordo com o método de avaliação de volume de escó ria da presente modalidade descrita acima, na etapa de preparação ST1, uma curva de aproximação indicando a correspondência entre a espessura e a densidade da escória S é calculada previamente, e a espessura da escória é calculada para cada um dos pixels constituindo uma imagem capturada de uma superfície de metal fundido que é obtida na etapa de captura de imagem ST2 de acordo com esta curva de aproximação e se tornará um alvo de avaliação. Desta maneira, o volume da escória S pode ser avaliado mais precisamente e prontamente. Desta maneira, no processo da operação de raspagem de escória da escória S, a operação de raspagem de escória pode ser otimizada avaliando sucessivamente o volume da escória S restante no recipiente 4 de modo que a escória S não permanece no recipiente 4 mais do que necessário.[0083] According to the slag volume evaluation method of the present embodiment described above, in the preparation step ST1, an approximation curve indicating the correspondence between the thickness and density of the slag S is calculated in advance, and the thickness of slag is calculated for each of the pixels constituting a captured image of a molten metal surface that is obtained in the ST2 image capture step according to this approximation curve and will become an evaluation target. In this way, the volume of slag S can be more accurately and readily evaluated. In this way, in the process of the slag scraping operation of the slag S, the slag scraping operation can be optimized by successively evaluating the volume of the slag S remaining in the container 4 so that the slag S does not remain in the container 4 more than necessary .
[0084] Ainda, de acordo com o método de avaliação de volume de escória da presente modalidade, a razão residual da escória S no recipiente 4 é calculada na etapa de cálculo da razão residual de escória ST7. Se esta razão residual for usada, quando o metal fundido M no recipiente 4 é processado em um pós-processo, a quantidade de um componente enxofre incluído neste metal fundido M pode ser estimada. Desta maneira, ajuste do componente no metal fundido M no pós- processo pode ser otimizado.[0084] Also, according to the slag volume evaluation method of the present embodiment, the residual ratio of slag S in container 4 is calculated in the step of calculating the residual ratio of slag ST7. If this residual ratio is used, when the molten metal M in vessel 4 is processed in a post-process, the amount of a sulfur component included in this molten metal M can be estimated. In this way, the fit of the component in the molten metal M in the post-process can be optimized.
[0085] Aqui, como um exemplo de refinamento em que um com ponente enxofre em um metal fundido em um recipiente é dessulfuri- zado através da adição de um agente de dessulfurização (fluxo) e o componente enxofre no metal fundido é transferido para escória gerada, é geralmente conhecido que a razão residual da escória no recipiente está relacionada com o teor de componente enxofre no metal fundido no pós-processo.[0085] Here, as an example of refinement in which a sulfur component in a molten metal in a vessel is desulphurized by adding a desulphurizing agent (flux) and the sulfur component in the molten metal is transferred to generated slag , it is generally known that the ratio of residual slag in the vessel is related to the content of sulfur component in the molten metal in the post-process.
[0086] Em um pré-processo da operação de raspagem de escória, se análise de amostra for usada, a taxa de teor de um componente enxofre em um metal fundido antes da escória ser gerada e a taxa de teor de um componente enxofre no metal fundido após escória ser gerada (após refinamento de dessulfurização) pode ser medida, de modo que o teor de componente enxofre na escória no recipiente antes da operação de raspagem de escória começa a ser calculado de acordo com ambos os resultados de medição (diferença entre taxas de teor x quantidade de metal fundido = teor de componente enxofre em escória).[0086] In a pre-process of the slag scraping operation, if sample analysis is used, the content rate of a sulfur component in a molten metal before the slag is generated and the content rate of a sulfur component in the metal molten after slag is generated (after desulphurization refinement) can be measured, so that the content of sulfur component in the slag in the vessel before the slag scraping operation starts to be calculated according to both measurement results (difference between rates of content x amount of molten metal = content of sulfur component in slag).
[0087] De acordo com a presente modalidade, a razão residual de escória no recipiente 4 pode ser calculada na etapa de cálculo de razão residual de escória ST7. Desta maneira, o teor de componente enxofre em escória em um recipiente após a operação de raspagem de escória ter começado pode ser calculado de acordo com a razão residual calculada da escória e o teor de componente enxofre na escória no recipiente antes da operação de raspagem de escória ter iniciado, que é calculado como descrito acima. Então, o teor de componente enxofre no metal fundido quando sendo processado em um pós- processo pode ser estimado usando este teor de componente enxofre calculado na escória no recipiente após a operação de raspagem de escória ter sido iniciada e o teor de componente enxofre no metal fundido após refinamento de dessulfurização calculado usando a análise de amostra como descrito acima, em consideração da taxa de retorno de enxofre a partir da escória para o metal fundido quando sendo processado no pós-processo.[0087] According to the present embodiment, the residual slag ratio in the vessel 4 can be calculated in the ST7 residual slag ratio calculation step. In this way, the content of sulfur component in slag in a vessel after the slag scraping operation has started can be calculated according to the calculated residual ratio of the slag and the content of sulfur component in the slag in the vessel before the scraping operation. dross has started, which is calculated as described above. Then, the sulfur component content in the molten metal when being processed in a post-process can be estimated using this calculated sulfur component content of the slag in the vessel after the slag scraping operation has been started and the sulfur component content in the metal melt after desulfurization refinement calculated using sample analysis as described above, taking into account the rate of return of sulfur from the slag to the molten metal when being processed in the post-process.
[0088] Desta maneira, a razão residual de escória pode ser decidi da de acordo com a taxa de teor de um componente enxofre requerida em um metal fundido (final da operação de raspagem de escória pode ser decidido). Desta maneira, a presente modalidade tem uma vantagem em que ajuste do componente no metal fundido no pós-processo pode ser otimizado.[0088] In this way, the residual slag ratio can be decided according to the content rate of a sulfur component required in a molten metal (end of slag scraping operation can be decided). In this way, the present embodiment has an advantage that fit of the component in the molten metal in the post-process can be optimised.
[0089] Em seguida, Exemplos realizados para checar os efeitos operacionais da presente invenção serão descritos.[0089] Next, Examples carried out to check the operational effects of the present invention will be described.
[0090] O método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade e um método revelado no Documento de Patente 1 foram comparados um com o outro.[0090] The slag volume evaluation method according to the present embodiment and a method disclosed in Patent Document 1 were compared with each other.
[0091] Especificamente, um operador especializado realizou uma operação de raspagem de modo que uma taxa de raspagem de escória da escória S quando a operação de raspagem de escória terminou estava dentro de 0,7 a 0,8, enquanto checando a superfície de metal fundido no recipiente 4 de uma maneira de reconhecimento visual. No momento desta operação de raspagem de escória, a razão residual Ps(t) da escória S quando a operação de raspagem de escória terminou foi calculada usando o método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade, e a taxa de raspagem de escória da escória S foi obtida através da Expressão (5) acima. Ainda, no momento desta operação de raspagem de escória, a razão residual da escória S foi calculada de acordo com as áreas da escória S antes da operação de raspagem de escória ter iniciado e quando a operação de raspagem de escória terminou, que foram calculadas usando o método revelado no Documento de Patente 1, e a taxa de raspagem de escória da escória S foi obtida através da Expressão (5) acima.[0091] Specifically, an expert operator performed a scraping operation so that a slag scraping ratio of the slag S when the slag scraping operation ended was within 0.7 to 0.8 while checking the metal surface melted in the vessel 4 in a visually recognizable manner. At the time of this slag scraping operation, the residual ratio Ps(t) of the slag S when the slag scraping operation ended was calculated using the slag volume evaluation method according to the present embodiment, and the scraping rate of slag of slag S was obtained through Expression (5) above. Further, at the time of this slag scraping operation, the slag residual ratio S was calculated according to the slag areas S before the slag scraping operation was started and when the slag scraping operation ended, which were calculated using the method disclosed in Patent Document 1, and the slag scraping rate of the slag S was obtained through Expression (5) above.
[0092] O teste acima foi repetido três vezes. A FIG. 7 mostra os resultados.[0092] The above test was repeated three times. FIG. 7 shows the results.
[0093] A FIG. 7 mostra valores padronizados da taxa de raspagem de escória da escória S obtida usando o método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade e a taxa de raspagem de escória da escória S obtida usando o método revelado no Documento de Patente 1 enquanto tendo a taxa de raspagem de escória da escória S determinada por um operador em de uma maneira de reconhecimento visual como o padrão. Na FIG. 7, um valor em um gráfico em barras indica o valor médio dos testes realizados três vezes, e as barras se estendendo verticalmente no gráfico de barras indica as flutuações (desvio padrão 1 σ).[0093] FIG. 7 shows standardized values of the slag scraping rate of the slag S obtained using the slag volume evaluation method according to the present embodiment and the slag scraping rate of the slag S obtained using the method disclosed in Patent Document 1 while having the slag scraping rate of the slag S determined by an operator in a visually recognizable manner as the standard. In FIG. 7, a value in a bar graph indicates the mean value of tests performed three times, and bars extending vertically in the bar graph indicate fluctuations (standard deviation 1 σ).
[0094] Como mostrado na FIG. 7, a taxa de raspagem de escória da escória S obtida usando o método revelado no Documento de Patente 1 foi 0,70±0,08. Em contraste, a taxa de raspagem de escória da escória S obtida usando o método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade foi 0,98±0,06. Isto é, foi suposto que a taxa de raspagem de escória da escória S pelo método de avaliação de volume de escória de acordo com a presente modalidade fosse mais próxima daquela obtida pela percepção do operador especializado e fosse mais precisa do que a taxa de raspagem de escória pelo método revelado no Documento de Patente 1.[0094] As shown in FIG. 7, the slag scraping rate of the S slag obtained using the method disclosed in Patent Document 1 was 0.70±0.08. In contrast, the slag scraping rate of the S slag obtained using the slag volume evaluation method according to the present embodiment was 0.98±0.06. That is, it was supposed that the slag scraping rate of the slag S by the slag volume evaluation method according to the present embodiment would be closer to that obtained by the expert operator's perception and would be more accurate than the scraping rate of slag by the method disclosed in Patent Document 1.
[0095] Acima, a modalidade da presente invenção foi descrita. No entanto, a modalidade acima é apresentada como um exemplo, e o escopo da presente invenção não é limitado apenas à modalidade acima. A modalidade acima pode ser realizada de várias outras for- mas, e vários tipos de omissões, substituições e mudanças podem ser feitos dentro de uma faixa que não se afaste do espírito da invenção. A modalidade acima e suas modificações estão incluídas na invenção revelada nas reivindicações e na faixa equivalente à mesma, similar para ser incluída no escopo e espírito da invenção.[0095] Above, the embodiment of the present invention has been described. However, the above embodiment is presented as an example, and the scope of the present invention is not limited to the above embodiment only. The above embodiment can be realized in various other ways, and various types of omissions, substitutions and changes can be made within a range that does not depart from the spirit of the invention. The above embodiment and its modifications are included in the invention disclosed in the claims and in the range equivalent thereto, similar to be included in the scope and spirit of the invention.
[0096] Por exemplo, a modalidade acima mostra um caso onde a curva aproximada (referência à FIG. 5) expressa pela Expressão (1) acima é calculada na etapa de preparação ST1. Uma vez que a relação entre a espessura K e a densidade I de escória como mostrado na FIG. 5 é obtida na etapa de preparação ST1 de acordo com luz de irradiação do metal fundido M que é incidente sobre a primeira unidade de captura de imagem 1 e é transmitida através da escória S, há muitos casos onde a espessura K e a densidade I podem ser aproximadas com as funções exponenciais como na Expressão (1). No entanto, a curva de aproximação não é limitada à Expressão (1) e precisa ser apenas capaz de ajustar os dados de medição da espessura e a densidade de escória. Por exemplo, uma curva de aproximação expressa pela Expressão (6) ou Expressão (7) que segue pode ser calculada. I=I0/(aK2+bK+1) ... (6) I=I0/(aK3+bK2+cK+1) ... (7)[0096] For example, the embodiment above shows a case where the approximate curve (refer to FIG. 5) expressed by Expression (1) above is calculated in the preparation step ST1. Since the relationship between thickness K and slag density I as shown in FIG. 5 is obtained in the preparation step ST1 according to irradiation light from the molten metal M which is incident on the first image capturing unit 1 and is transmitted through the slag S, there are many cases where the thickness K and the density I can be approximated with the exponential functions as in Expression (1). However, the approximation curve is not limited to Expression (1) and only needs to be able to fit the thickness measurement data and the slag density. For example, an approximation curve expressed by Expression (6) or Expression (7) that follows can be calculated. I=I0/(aK2+bK+1) ... (6) I=I0/(aK3+bK2+cK+1) ... (7)
[0097] Ainda, por exemplo, a modalidade acima mostra um caso onde a espessura K da escória S é medida na etapa de preparação ST1 (referência à FIG. 1) de acordo com uma imagem capturada pela segunda unidade de captura de imagem 3, em um estado onde uma superfície inferior da placa de raspagem 51 coincide substancialmente com a superfície inferior da escória S (superfície superior do metal fundido M). No entanto, no lugar da segunda unidade de captura de imagem 3, por exemplo, um par de medidores de distância a laser que são medidores de distância de não contato dispostos na mesma altura um do outro acima da placa de raspagem 51 pode ser usado. Neste caso, a distância para a superfície superior da escória S é medida por um medidor de distância a laser, e a distância para a superfície superior do braço 52 é medida pelo outro medidor de distância a laser. Em seguida, o resultado da medição do outro medidor de distância a laser é subtraído do resultado de medição de um medidor de distância a laser, e a dimensão do braço 52 na direção vertical é subtraída, de modo que a distância H1 entre a superfície inferior do braço 52 e a superfície superior da escória S pode ser calculada. A espessura K da escória S pode ser medida subtraindo a distância H1 calculada desta maneira a partir de H0.[0097] Still, for example, the embodiment above shows a case where the thickness K of the slag S is measured in the preparation step ST1 (reference to FIG. 1) according to an image captured by the second image capture unit 3, in a state where a lower surface of the scraper plate 51 substantially coincides with the lower surface of the slag S (upper surface of molten metal M). However, in place of the second image capturing unit 3, for example, a pair of laser distance meters which are non-contact distance meters arranged at the same height as each other above the scraper plate 51 can be used. In this case, the distance to the upper surface of the slag S is measured by a laser distance meter, and the distance to the upper surface of the arm 52 is measured by the other laser distance meter. Then, the measurement result of the other laser distance meter is subtracted from the measurement result of one laser distance meter, and the dimension of the arm 52 in the vertical direction is subtracted, so that the distance H1 between the bottom surface of arm 52 and the top surface of slag S can be calculated. The thickness K of the slag S can be measured by subtracting the distance H1 calculated in this way from H0.
[0098] Ainda, por exemplo, ao usar o par de medidores de distân cia a laser, a espessura K da escória S pode ser medida de acordo com a diferença entre esses resultados de medição através da medição da distância para a superfície superior da escória S usando um medidor de distância a laser e medindo a distância para a superfície do metal fundido M usando o outro medidor de distância a laser. Ainda, a espessura K da escória S pode ser medida usando um bastão de medição. Nesses casos, não há nenhuma necessidade de medir a distância H1.[0098] Still, for example, when using the pair of laser distance meters, the thickness K of the slag S can be measured according to the difference between these measurement results by measuring the distance to the upper surface of the slag S using a laser distance meter and measuring the distance to the molten metal surface M using the other laser distance meter. Furthermore, the thickness K of the slag S can be measured using a measuring stick. In such cases, there is no need to measure the H1 distance.
[0099] Ainda, por exemplo, a modalidade acima é separadamente provida com a primeira unidade de captura de imagem 1 que é usada para o propósito de obtenção de uma imagem capturada para avaliação do volume da escória S na etapa de cálculo de volume de escória ST3, e a segunda unidade de captura de imagem 3 que é usada para o propósito de cálculo da espessura K da escória S na etapa de preparação ST1. No entanto, por exemplo, a segunda unidade de captura de imagem 3 pode ser usada para o propósito de cálculo da espessura K da escória S e pode ser usada simultaneamente para propósito de obtenção de uma imagem capturada para avaliação do volume da escória S. Aqui, há a necessidade que a segunda unidade de captura de imagem 3 realize captura de imagem a partir de cima oblíqua à direção vertical a fim de calcular a distância H1 entre a superfície inferior do braço 52 e a superfície superior da escória S. Desta maneira, há preocupação que quando o ângulo de linha visual θ aumenta, a diferença em resolução por pixel entre uma parte em um lado mais próximo da segunda unidade de captura de imagem 3 e uma parte em um lado mais distante da mesma na superfície de metal fundido do recipiente 4 vai aumentar, e mesmo se a espessura da escória S for igual uma à outra, uma diferença será causada entre as densidades nas regiões de pixel. Desta maneira, uma vez que há preocupação que a precisão de cálculo no volume de escória seja afetada de modo adverso, é preferível usar a primeira unidade de captura de imagem 1 e a segunda uni-dade de captura de imagem 3 como na modalidade acima.[0099] Still, for example, the above embodiment is separately provided with the first image capture unit 1 which is used for the purpose of obtaining a captured image for evaluating the slag volume S in the slag volume calculation step ST3, and the second image capturing unit 3 which is used for the purpose of calculating the thickness K of the slag S in the preparation step ST1. However, for example, the second image capturing unit 3 can be used for the purpose of calculating the thickness K of the slag S and can be used simultaneously for the purpose of obtaining a captured image for evaluating the volume of the slag S. Here , there is a need for the second image capture unit 3 to perform image capture from above oblique to the vertical direction in order to calculate the distance H1 between the lower surface of the arm 52 and the upper surface of the slag S. In this way, there is concern that as the visual line angle θ increases, the difference in resolution per pixel between a part on a side closer to the second image capture unit 3 and a part on a side farther from it on the molten metal surface of the container 4 will increase, and even if the thickness of the slag S is equal to each other, a difference will be caused between the densities in the pixel regions. In this way, since there is concern that the calculation accuracy on the slag volume will be adversely affected, it is preferable to use the first imaging unit 1 and the second imaging unit 3 as in the above embodiment.
[00100] Ainda, por exemplo, na modalidade acima, a primeira unidade de captura de imagem 1 é ajustada de modo que a densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M em uma imagem capturada obtida pela primeira unidade de captura de imagem 1 se torna 255 (branco), que é o valor máximo absoluto. Na modalidade acima, a densidade de pixels constituindo uma imagem capturada é convertida na espessura da escória S. Desta maneira, a fim de aumentar a resolução de cálculo da espessura da escória S, a faixa da densidade na região de pixel correspondendo à escória S pode ser amplamente assegurada através da limitação da faixa da densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M que não a escória S para o valor absoluto máximo. No entanto, por exemplo, a primeira unidade de captura de imagem 1 pode ser ajustada de modo que a densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M esteja dentro de 250 a 255 (de modo que as densidades que não o valor absoluto máximo estejam também incluídas). Neste caso, como a densidade I0 na Expressão (1), Expressão (2) e Expressão (3) acima, o valor mínimo (250 no exemplo acima) da densidade na região de pixel correspondendo ao metal fundido M pode ser usado.[00100] Still, for example, in the above embodiment, the first image capturing unit 1 is adjusted so that the density in the pixel region corresponding to molten metal M in a captured image obtained by the first image capturing unit 1 is makes 255 (blank), which is the absolute maximum value. In the above embodiment, the density of pixels constituting a captured image is converted into the thickness of the dross S. In this way, in order to increase the calculation resolution of the thickness of the dross S, the density range in the pixel region corresponding to the dross S can be be largely ensured by limiting the density range in the pixel region corresponding to molten metal M other than slag S to the maximum absolute value. However, for example, the first image capture unit 1 can be adjusted so that the density in the pixel region corresponding to molten metal M is within 250 to 255 (so that densities other than the maximum absolute value are within also included). In this case, like the density I0 in Expression (1), Expression (2) and Expression (3) above, the minimum value (250 in the example above) of the density in the pixel region corresponding to molten metal M can be used.
[00101] Ainda, na modalidade acima, como mostrado na FIG. 5, a curva de aproximação expressa pela Expressão (1) acima é calculada. Aqui, com relação ao coeficiente a na Expressão (1), a espessura e a densidade de escória são medidas enquanto mudando o componente da escória e a temperatura de um aço fundido. Consequentemente, foi determinado que o coeficiente a é aproximadamente uniforme sem depender do componente de escória e da temperatura de um aço fundido. Desta maneira, quando uma curva aproximada indicando a correspondência entre espessura K e a densidade I de escória é obtida uma vez, mesmo se o componente de escória e a temperatura de um aço fundido mudarem, a curva de aproximação pode ser usada. Aqui, do ponto de vista de cálculo do volume de escória mais precisamente, é preferido calcular a curva de aproximação indicando a correspondência entre a espessura K e a densidade I de escória toda vez que o componente de escória e a temperatura de um aço fundido mudarem. Breve Descrição dos Símbolos de Referência 1 primeira unidade de captura de imagem 2 processador de imagem 3 segunda unidade de captura de imagem 4 recipiente 5 aparelho de raspagem de escória 100 aparelho de avaliação de volume de escória M metal fundido S escória[00101] Still, in the above embodiment, as shown in FIG. 5, the approximation curve expressed by Expression (1) above is calculated. Here, with respect to the coefficient a in Expression (1), the thickness and density of slag are measured while changing the slag component and the temperature of a molten steel. Consequently, it was determined that the coefficient a is approximately uniform without depending on the slag component and the temperature of a molten steel. In this way, when an approximate curve indicating the correspondence between thickness K and density I of slag is obtained once, even if the slag component and the temperature of a molten steel change, the approximation curve can be used. Here, from the point of view of calculating the slag volume more precisely, it is preferred to calculate the approximation curve indicating the correspondence between the thickness K and the density I of slag every time the slag component and the temperature of a molten steel change. . Brief Description of Reference Symbols 1 first image capture unit 2 image processor 3 second image capture unit 4 container 5 slag scraper 100 slag volume evaluation apparatus M molten metal S slag
Claims (2)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-236936 | 2016-12-06 | ||
| JP2016236936 | 2016-12-06 | ||
| PCT/JP2017/043809 WO2018105652A1 (en) | 2016-12-06 | 2017-12-06 | Method for evaluating volume of slag on surface of molten metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112019010774A2 BR112019010774A2 (en) | 2019-10-01 |
| BR112019010774B1 true BR112019010774B1 (en) | 2023-06-06 |
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