CN109844498B - 粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统 - Google Patents

粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在高炉等的操作工序中，能够实时且高精度地测定附着于作为原料而被使用块状的物质的表面的粉末的粉末比率的粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统。其是测定附着于块状的物质的表面的粉末的粉末比率的粉末比率测定装置，具备：照明块状的物质的照明装置；对块状的物质进行拍摄并制作图像数据的拍摄装置；以及运算装置，其具有计算由拍摄装置制作出的图像数据的特征量的计算部以及将由计算部计算出的特征量转换为粉末比率的转换部。

Description

粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统
技术领域
本发明涉及在高炉等中使用的原料的粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统。
背景技术
在使用矿物等原料的高炉等制造设备中，原料的粒度会影响制造工艺的操作。因此，为了使制造工艺稳定需要预先掌握原料的粒度信息。特别是，在高炉中掌握矿石、焦炭这样原料的粒度是重要的，为了确保炉内的通气，也需要注意附着于向高炉装入的原料的微小粉末的粉末比率进行操作。粉末比率是指粉末的质量占装入量总质量的比例。
为了维持高炉的通气性，确保被形成于块状的装入物间的空隙是重要的。若装入物较多地包含小块、粉末，则小块、粉末被填入装入物间的空隙而通气性恶化，所以预先进行筛分装入原料并仅将筛选出的块装入高炉的操作。一般，通过高炉装入前的筛分，往往焦炭被粒度调整为25～35mm以上，烧结矿、铁矿石被粒度调整为5～25mm以上。然而，在通常的筛分操作中，很难完全除去细粒原料。特别是，附着于块的粉末与块一起被装入高炉，在高炉内块与粉末分离，所以谋求预先掌握附着于块的粉末的量，尽可能减少被装入高炉的粉末的量的管理技术。
以往，高炉的原料的粒度、粉末比率的分析虽能够通过定期的原料的取样和筛子来进行，但该分析花费时间，所以无法实时分析被输送的原料。为了实时分析原料的粒度，需要在输送机等原料输送中实时测定原料的粒度的装置。作为这样的装置，在专利文献1中公开了对输送原料的输送机的原料进行取样，使用机器人等筛选样本并自动地进行粒度分布的测定的装置。
还公开了能够使用照相机等实时地测定原料的粒度的装置。在专利文献2中公开了，在输送机上拍摄在输送机上输送的原料散货并制作图像数据，根据该图像数据求出亮度分布，使用该亮度分布的最大峰值高度来检测原料散货的粒度的方法。
在专利文献3中公开了，利用照明光和拍摄装置来测定在平坦纸剖面成为颗粒并附着的纸粉的附着量的纸粉附着量检查装置。
在专利文献4中公开了，根据来自被装入高炉的装入物的反射光中的、从近红外区域的反射光而得到的分光信息来检测装入物的含水量的高炉装入物检测装置。该检测装置通过掌握装入物的含水量与装入物的附着粉末的粉末比率的关系，实时检测装入物的粉末比率。
专利文献1：日本特开2005-134301号公报
专利文献2：日本特开2000-329683号公报
专利文献3：日本特开2014-38014号公报
专利文献4：日本特开2015-124436号公报
在专利文献1公开的装置中，存在若过度提高取样的频率则导致操作工序的延迟这样的课题。另外，由于是抽样检查，所以存在取样的代表性的课题。
专利文献2公开的方法是按照粒度不同预先准备多种在已知的粒度的原料散货中测定出的亮度分布的最大峰值高度数据，将根据测定出的图像数据计算出的亮度分布的最大峰值高度、与已准备的最大峰值高度数据比较，从而检测原料散货的粒度的方法，并不是定量地测定粉末的粉末比率的方法，也没记载能够测定附着于块状的物质的微小粉末的粉末比率的方法。因此，在专利文献2记载的方法中，存在无法定量地测定附着于块状的物质的表面的粉末的粉末比率这样的课题。
专利文献3公开的装置，相对于检查对象像素在左右方向确定低亮度计算区域，基于该左右的低亮度计算区域的亮度值之差来确定附着的纸粉的位置。然而，在附着于块状的物质的粉末中，块状的物质的表面粗糙所以无法判定亮度值的差，并且照明光被块状的物质妨碍，所以存在在该装置中无法定量地测定附着于块状的物质的粉末的粉末比这样的课题。
专利文献4记载装置利用来自装入物的反射光中的近红外线的分光信息来测定粉末比率。为了得到近红外的分光信息而需要强光源。使用强光源照亮装入物从而能够增加近红外的反射光量，但存在使装入物产生热，由此影响制造工序的操作这样的课题。另外，专利文献4记载的装置根据近红外线的分光信息来检测装入物的含水量，通过掌握该装入物的含水量与装入物的粉末比率的关系来检测装入物的粉末比率。如后所述，由于装入物的含水量与装入物的粉末比率的相关性不高，所以存在粉末比率测定的精度较低这样的课题。
发明内容
本发明正是鉴于现有技术所存在的上述课题而完成的，其目的在于提供一种在高炉等的操作工序中，能够高精度且实时地测定附着于作为原料而被使用的块状的物质的表面的粉末的粉末比率的粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统提供。
为了解决这样的课题的本发明的特征如下。
(1)是测定附着于块状的物质的表面的粉末的粉末比率的粉末比率测定装置，其具备：照明装置，其照明上述块状的物质；拍摄装置，其对上述块状的物质进行拍摄并制作图像数据；以及运算装置，其计算由上述拍摄装置制作出的上述图像数据的特征量，将上述特征量转换为粉末比率。
(2)根据(1)所述的粉末比率测定装置，上述特征量是对上述图像数据的像素的亮度进行了平均的平均亮度。
(3)根据(1)所述的粉末比率测定装置，上述特征量是上述图像数据的像素的亮度中的最高频率的最高频率亮度。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的粉末比率测定装置，上述照明装置具备照明方向不同的多个光源。
(5)根据(4)所述的粉末比率测定装置，上述拍摄装置在每次使用上述多个光源从各个方向进行照明时对上述块状的物质进行拍摄并制作多个图像数据，上述运算装置制作最大亮度图像数据，使用该最大亮度图像数据来计算特征量，该最大亮度图像数据由上述多个图像数据的接受来自上述块状的物质的相同的位置的光而制作出的各个像素中的表示最大亮度的像素构成。
(6)一种粉末比率测定系统，其具备：输送机，其输送块状的物质；以及被设置于上述输送机的上方的(1)～(5)中任一项所述的粉末比率测定装置，使用上述粉末比率测定装置，测定附着于上述块状的物质的表面的粉末的粉末比率。
通过使用本发明的粉末比率测定装置以及粉末比率测定系统，能够高精度且实时地测定附着于块状的物质的表面的粉末的粉末比率而不使块状的物质产生热。在高炉那样的制造工序中，例如能够在将原料装入高炉前掌握附着于作为原料的焦炭的表面的焦炭粉末的粉末比率，从而能够有助于制造工序的稳定操作。
附图说明
图1是表示粉末附着的块状的物质的平均亮度与粉末比率的关系的图表。
图2是表示粉末附着的块状的物质的含水量与粉末比率的关系的图表。
图3是表示本实施方式的粉末比率测定系统10和其周边的结构的一个例子的示意图。
图4是表示发白图像(白とび：曝光过度)的一个例子的图像。
图5表示图4所示的发白图像的亮度的直方图。
图6是表示平均亮度与粉末比率的关系、最高频率亮度与粉末比率的关系的图表。
图7是表示本实施方式的照明装置18的一个例子的图。
图8是表示本实施方式的照明装置40的一个例子的图。
图9是表示被照明装置照明了的焦炭22的图像的一个例子。
具体实施方式
本发明者们发现了附着于块状的物质的颗粒直径是1mm以下的粉末的粉末比率与拍摄该块状的物质得到的图像数据中的平均亮度具有相关性而完成了本发明。首先，说明通过拍摄块状的物质而得到的图像数据的平均亮度值、与附着于块状的物质的1mm以下的附着粉末的粉末比率的相关性高的情况。
图1是表示粉末附着了的块状的物质的平均亮度与粉末比率的关系的图表。图1示出了作为块状的物质，使用颗粒直径1mm以下的焦炭粉末附着于表面的颗粒直径35mm以上的块焦炭而得到的结果。纵轴表示附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率(质量％)，横轴表示对1mm以下的焦炭粉末所附着的块焦炭进行拍摄而得到的图像数据的平均亮度。颗粒直径35mm以上的块焦炭通过使用孔径为35mm的筛对焦炭进行筛选而准备好。附着于块焦炭的表面的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率，使块焦炭在120～200℃以四个小时以上的恒定时间进行干燥之后，用孔径为1mm的筛进行筛选，作为筛选前后的块焦炭的质量差相对于筛选前的质量的比例而计算出。该方法是利用了在干燥状态下剥离附着粉末的方法。粉末附着了的块焦炭的图像数据的平均亮度，通过在规定的照明的基础上，对由数字照相机拍摄而得到的图像数据的各像素的亮度(0～255)进行算术平均而计算出。
如图1所示，附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率与块焦炭的图像数据的平均亮度具有高相关性，表示相关性的强弱的贡献率(R2)是0.67。即，可知附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率与块焦炭的图像数据的平均亮度的相关性强。
图2是表示粉末附着了的块状的物质的含水量与粉末比率的关系的图表。在图2的测定中，与图1相同使用了1mm以下的焦炭粉末附着于表面的块焦炭。纵轴表示附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率(质量％)，横轴表示1mm以下的焦炭粉末附着了的块焦炭的含水量(质量％)。1mm以下的焦炭微粉末的粉末比率使用与图1相同的方法计算。块焦炭的含水量使用中子水分仪来测定。如图2所示，附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率与块焦炭的含水量虽具有相关性，但表示该相关性的强弱的贡献率(R2)是0.40。
如图1以及图2所示，附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率与平均亮度的相关性的贡献率比焦炭粉末的粉末比率与块焦炭的含水量的相关性的贡献率高。即，可知附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率与平均亮度的相关性比与块焦炭的含水量的相关性强。
与焦炭粉末的粉末比率与块焦炭的含水量的相关性相比，焦炭粉末的粉末比率与图像数据的平均亮度的相关性的一方强的理由是块焦炭的含水量包含存在于块焦炭表面的水分与存在于块焦炭内部的水分。即，认为存在于块焦炭表面的水分与附着于块焦炭表面的粉末的粉末比率的相关性强，而另一方面，认为存在于块焦炭内部的水分对附着于块焦炭表面的粉末的粉末比率没有影响。因此，认为因存在于块焦炭内部的含水量的影响，块焦炭的含水量与附着于块焦炭表面的粉末的粉末比率的相关性弱，与平均亮度的相关性也弱。这样，发现了附着于块焦炭的1mm以下的焦炭粉末的粉末比率与平均亮度的相关性而完成了的本发明与着眼于含水量的现有的粉末比率测定方法相比，能够实现高精度的粉末比率的测定。以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。
图3是表示本实施方式的粉末比率测定系统10、与其周边的结构的一个例子的示意图。使用图3说明对附着于被装入高炉的原料亦即焦炭的粉末的粉末比率测定使用了本实施方式的粉末比率测定系统10的例子。
粉末比率测定系统10具备：粉末比率测定装置12和输送机14。粉末比率测定装置12具有拍摄装置16、照明装置18以及运算装置20。被装入高炉的焦炭22被存积在料斗24。被从料斗24排出的焦炭22被筛26筛选，颗粒直径比筛26的孔径小的粉末落下后，通过输送机14被向高炉(未图示)输送。在本实施方式中，筛26的孔径是35mm。因此，被输送机14输送的焦炭22包含颗粒直径35mm以上的块焦炭、和使用筛26筛选也没有被筛下的附着于块焦炭的粉末焦炭。在测定附着于块焦炭的焦炭粉末的颗粒直径时，是颗粒直径1mm以下的焦炭粉末。在本实施方式中，颗粒直径1mm以下的焦炭粉末是指通过了孔径为1mm的筛的焦炭粉末，颗粒直径35mm以上的块焦炭是指用孔径为35mm的筛筛选后，残留在筛上的焦炭。在图3所示的例子中，焦炭22是块状的物质的一个例子。
拍摄装置16被设置于输送机14的上方，对被输送机14输送的焦炭22进行拍摄，并制作图像数据。拍摄装置16例如是具有CCD或者CMOS型的拍摄传感器以及透镜的数字照相机。设置拍摄装置16的高度优选在输送机14上且设为500mm以上1000mm以下，也可根据拍摄装置16具有的拍摄传感器的像素数以及透镜的视角来调整设置拍摄装置16的高度。
拍摄装置16通过拍摄传感器接受包含来自焦炭22的表面的反射光的光并制作图像数据。附着于焦炭22的表面的焦炭粉末对从焦炭22的表面反射的反射光造成影响。因此，接受包含从焦炭22的表面反射的反射光的光而制作的图像数据包含附着于焦炭22的表面的焦炭粉末的信息。
由拍摄装置16制作出的图像数据被向具有计算部和转换部(未图示)的运算装置20输出。运算装置20处理从拍摄装置16输出的图像数据。上述那样的图像数据包含附着于焦炭22的表面的焦炭粉末的信息，所以运算装置20的计算部根据图像数据计算包含焦炭粉末的信息的特征量。计算部作为特征量，例如对图像数据的各像素的亮度(0～255)进行算术平均而计算平均亮度。
由计算部计算出的平均亮度通过转换部被转换为附着粉末的粉末比率。在转换部预先存储有表示附着于焦炭表面的焦炭粉末的粉末比率与平均亮度的对应关系的回归式，转换部将使用该回归式并由计算部计算出的平均亮度转换为附着于焦炭22的表面的焦炭粉末的粉末比率。
拍摄装置16在经过了预先决定的时间后，再次，拍摄焦炭22并制作图像数据。预先决定的时间例如可以通过拍摄装置16拍摄的焦炭22的拍摄范围和输送机14的输送速度来决定。即，也可将预先决定的时间作为输送机14的输送方向的拍摄范围的长度除以输送机14的输送速度而计算出的时间。由此，拍摄装置16能够在输送机14的输送方向上无间隙地拍摄焦炭22。优选拍摄装置16从垂直于输送机14的输送方向的方向拍摄焦炭22。
由拍摄装置16制作出的图像数据再次被向运算装置20输出，在该运算装置20中，计算附着于焦炭22的焦炭粉末的粉末比率。本实施方式的粉末比率测定装置12反复执行上述处理，从而实时测定附着于被输送机14输送的焦炭22的表面的焦炭粉末的粉末比率。
这样，本实施方式的粉末比率测定装置12能够高精度且实时测定附着于作为高炉的原料被装入的焦炭22的表面的焦炭粉末的粉末比率。由此，例如能够管理对高炉的通气性造成影响的附着于焦炭22的微小焦炭粉末的向高炉的装入量，能够有助于高炉的制造工序的稳定操作。
本实施方式的粉末比率测定装置12能够测定粉末比率而不用测定附着于焦炭22的表面的焦炭粉末的颗粒直径。因此，即使在拍摄装置16的拍摄传感器的像素数是无法辨别焦炭粉末的颗粒直径那样低的情况下，也能够测定附着于焦炭22的焦炭粉末的粉末比率。并且，本实施方式的拍摄装置16不进行分光而接受可见光区域的光并生成图像数据。因此，即使基于低输出的照明装置也能确保足够的反射光，所以能够抑制使用高输出的照明装置而加热装入物的情况。
在本实施方式的粉末比率测定装置12中，以作为特征量计算平均亮度为例进行了说明，但并不限于此。例如计算部作为特征量也可计算最高频率亮度，也可是从图像数据的各像素的亮度的分布中抽出的纹理特征量(texture features)。
图4是表示发白图像的一个例子的图像。因照明装置与原料的位置关系，有时拍摄了图4所示那样的发白了的图像，在这种情况下，关于发白了的部分无法得到附着粉末的信息。
图5表示图4所示的发白图像的亮度的直方图。平均亮度受到与影相当的低亮度(低亮度侧阴影部)和与发白相当的高亮度(高亮度侧阴影部)双方的干扰而测定精度降低。因此，作为没有受到两方的干扰的特征量也可使用图像数据的亮度中的最高频率的高亮度(最高频率亮度)。
图6是表示平均亮度与粉末比率的关系、以及最高频率亮度与粉末比率的关系的图表。
若比较根据表示平均亮度与粉末比率的关系的线形回归直线计算的贡献率(R2)、与根据表示最高频率亮度与粉末比率的关系的线形回归直线计算的贡献率(R2)，则相对于平均亮度的贡献率是0.63而最高频率亮度的贡献率是0.79，可知最高频率亮度与粉末比率的相关性比平均亮度与粉末比率的相关性强。基于该结果，在拍摄了发白图像的情况下，作为特征量使用最高频率亮度的情况与使用平均亮度的情况相比粉末比率的测定精度变高。
因被搬运的焦炭22的量，存在拍摄了具有与焦炭22的亮度相同程度的值的输送机14的情况。这样的输送机的亮度也成为粉末比率测定的干扰。因输送机14被拍摄，存在输送机14的亮度成为直方图的峰值的可能性。在作为特征量使用了最高频率亮度的情况下，存在将输送机14的亮度成为直方图的峰值的最高频率亮度作为特征量的可能性，存在测定精度降低的可能性。与此相对，平均亮度能够抑制输送机14的亮度的影响。因此，在被输送的焦炭量少、输送机14的映入多的情况下，作为特征量与使用最高频率亮度的情况相比，使用平均亮度的情况下的粉末比率的测定精度变高。
这样，能够使用平均亮度、最高频率亮度这样的图像数据的亮度来计算附着于被输送机14输送的焦炭22的焦炭粉末的粉末比率。并且，根据被拍摄的图像而分开使用平均亮度和最高频率亮度，从而能够高精度地测定附着于被输送机14输送的焦炭22的焦炭粉末的粉末比率。
接下来，对照明装置18进行说明。图7是表示本实施方式的照明装置18的一个例子的图。图7(a)表示粉末比率测定系统10的俯视图。图7(b)表示粉末比率测定系统10的主视图。在图7(a)、(b)所示的例子中，照明装置18具有被配置于以拍摄装置16为中心而在左右成为均等的对称位置的两个光源30以及光源32。
若使用一个光源从一个方向照明焦炭22，则会在该光源的相反的一侧形成影子。来自焦炭22所产生的影子的部分的反射光量与附着于焦炭22的焦炭粉末的粉末比率相关性变少。因此，焦炭22所产生的影子相对于焦炭粉末的粉末比率的测定成为干扰因素。
如图7(a)、(b)所示，也可在以拍摄装置16为中心而成为均等的对称位置分别设置光源30以及32。由此，能够减少从一个方向的光源照明的情况下产生的影子，能够提高附着于焦炭22的焦炭粉末的粉末比率的测定精度。
照明装置18的光源的数量不限于两个。图8是表示本实施方式的照明装置40的一个例子的图。图8(a)表示粉末比率测定系统10的俯视图。图8(b)表示粉末比率测定系统10的主视图。图8(c)表示粉末比率测定系统10的侧视图。
在图8(a)、(b)、(c)所示的例子中，照明装置40具有被配置于以拍摄装置16为中心而在前后左右成为均等的对称位置的四个光源30、光源32、光源34以及光源36。这样，使用以拍摄装置16为中心均等地配置了四个光源的照明装置40，利用照明方向不同的光源照明焦炭22，从而与以拍摄装置16为中心而在成为均等的对称位置设置两个光源的情况相比，能够减少焦炭22所产生的影子。由此，能够进一步提高附着于焦炭22的焦炭粉末的粉末比率的测定精度。
在图8所示的例子中，虽可以使用四个光源的全部来照明焦炭22，但也可个别地切换四个光源，每次切换光源时由拍摄装置16拍摄并作成四个图像数据。在这种情况下，计算部使用四个图像数据来制作最大亮度图像数据。
计算部确定接受来自四个图像数据的焦炭22的相同的位置的光作出的像素。计算部也可将拍摄装置16的拍摄间隔与输送机14的输送速度相乘，计算在各图像数据间产生的像素位置的偏移，从而确定接受来自四个图像数据的焦炭22的相同的位置的光作出的像素。计算部也可对四个图像数据进行图案匹配，由此确定接受来自四个图像数据的焦炭22的相同的位置的光作出的像素。计算部抽出表示被确定了的四个像素中的最大亮度值的像素。计算部也可对构成在四个图像数据中共用的焦炭22的拍摄区域的像素执行相同的处理，制作由表示被抽出的最大亮度值的像素构成的最大亮度图像数据，使用该最大亮度图像数据来计算平均亮度。
同样，也可将四个光源30、光源32、光源34以及光源36，例如分组为光源30与光源32的一组，光源34与光源36的一组，在每次切换各组的光源时由拍摄装置16拍摄并作成图像数据。而且，也可使用被两个组的光源照明了的两个图像数据，制作最大亮度图像数据，使用该最大亮度图像数据来计算平均亮度。
图9表示被照明装置照明了的焦炭22的图像的一个例子。图9(a)表示从箭头42的方向照明了的焦炭22的图像。图9(b)表示使用每次切换以拍摄装置16为中心而在前后左右均等地配置的四个光源时拍摄并作出的四个图像数据而作出的最大亮度图像。
如图9(a)所示，在从箭头42的方向照明了的块焦炭的图像中，使焦炭22产生了影子44。另一方面，如图9(b)所示，在最大亮度图像数据中，能够减小焦炭22所产生的影子44。这样，使用最大亮度图像数据，从而能够减少因照明的方向引起的干扰因素，能够实现焦炭粉末的粉末比率的高精度的测定。
在本实施方式中，作为块状的物质虽示出了焦炭22的例子但并不限于此。例如只要是被装入高炉的原料的例子，也可代替焦炭22，是从筛选块焦炭而落下的焦炭利用筛除去了粉末的小块焦炭、块矿石，也可是烧结矿、小颗粒(ペレット)。
在图8所示的例子中，示出了使用具有四个光源的照明装置40来制作四个图像数据，使用该图像数据制作最大亮度图像数据的例子。然而，光源以及制作的图像数据的数量并不限于四个，也可设置两个以上的任意数量的光源，制作两个以上且该光源的数量以下的任意数量的图像数据，制作最大亮度图像数据。
并且，光源30、光源32、光源34以及光源36可以是能够连续照明焦炭22的光源，也可是闪光灯那样的能够瞬间照明焦炭22的光源。在个别地切换多个光源的情况下，更优选能够瞬间输出高光量的闪光灯。光源的配置虽示出了以拍摄装置16为中心而均等地配置的例子，但这也只不过是优选的例子，光源的配置也可被配置于任意位置。
附图标记的说明
10粉末比率测定系统，12粉末比率测定装置、14输送机、16拍摄装置、18照明装置、20运算装置、22焦炭、24料斗、26筛、30光源、32光源、34光源、36光源、40照明装置、42箭头、44影。

Claims (4)

1.一种粉末比率测定装置，是测定附着于块状的高炉原料的表面的颗粒直径是1mm以下的粉末的粉末比率的粉末比率测定装置，其具备：
照明装置，其照明上述块状的高炉原料；
拍摄装置，其对上述块状的高炉原料进行拍摄并制作图像数据；以及
运算装置，其计算由上述拍摄装置制作出的上述图像数据的特征量，使用预先存储的表示所述特征量与上述粉末的粉末比率的对应关系的回归式，将上述特征量转换为粉末比率，
上述特征量是对上述图像数据的像素的亮度进行了平均的平均亮度。
2.根据权利要求1所述的粉末比率测定装置，其中，
上述照明装置具备照明方向不同的多个光源。
3.根据权利要求2所述的粉末比率测定装置，其中，
上述拍摄装置在每次使用上述多个光源从各个方向进行照明时对上述块状的高炉原料进行拍摄并制作多个图像数据，
上述运算装置制作最大亮度图像数据，使用该最大亮度图像数据来计算特征量，该最大亮度图像数据由上述多个图像数据的接受来自上述块状的高炉原料的相同的位置的光而制作出的各个像素中的表示最大亮度的像素构成。
4.一种粉末比率测定系统，其具备：
输送机，其输送块状的高炉原料；以及
被设置于上述输送机的上方的权利要求1～3中任一项所述的粉末比率测定装置，
使用上述粉末比率测定装置，测定附着于上述块状的高炉原料的表面的粉末的粉末比率。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019193971A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 Ｊｆｅスチール株式会社 粒度分布測定装置及び粒度分布測定方法
JP6879276B2 (ja) * 2018-08-21 2021-06-02 Ｊｆｅスチール株式会社 気中分散微粒子の発生判定方法及び装置並びに塊状物質の性状測定方法及び装置
BR112021017294A2 (pt) * 2019-03-28 2021-11-09 Jfe Steel Corp Dispositivo de medição de proporção de pó, sistema de medição de proporção de pó, método de medição de proporção de pó, programa de computador, alto-forno e método de operação de alto-forno
BR112021019242A2 (pt) * 2019-04-02 2021-11-30 Jfe Steel Corp Aparelho de monitoramento de distribuição de tamanho de partícula, método de monitoramento de distribuição de tamanho de partícula, meio de armazenamento legível por computador, forno, alto-forno, método para controlar um forno e método de operação de alto-forno
EP3926056B1 (en) 2019-04-05 2023-12-06 JFE Steel Corporation Powder rate measuring method and device
CN114599802B (zh) 2019-10-31 2024-03-29 杰富意钢铁株式会社 高炉操作方法
DE102020102477A1 (de) 2020-01-31 2021-08-05 Aktien-Gesellschaft der Dillinger Hüttenwerke (Société Anonyme des Forges et Aciéries de Dilling) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Magnetitgehalts eines Sinterprodukts für den Hochofenprozess
DE102020112182A1 (de) 2020-05-06 2021-11-11 Aktien-Gesellschaft der Dillinger Hüttenwerke (Société Anonyme des Forges et Aciéries de Dilling) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Magnetitgehalts eines Sinterprodukts für den Hochofenprozess
CN112094974A (zh) * 2020-08-21 2020-12-18 广东韶钢松山股份有限公司 高炉铁口喷雾控制方法、系统及其计算机可读存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102252630A (zh) * 2010-04-26 2011-11-23 欧姆龙株式会社 形状计测装置以及校准方法
CN106104261A (zh) * 2014-03-07 2016-11-09 新日铁住金株式会社 表面性状指标化装置、表面性状指标化方法以及程序

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4288162A (en) * 1979-02-27 1981-09-08 Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha Measuring particle size distribution
US4976540A (en) * 1988-05-27 1990-12-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for detecting colored foreign particles in light-colored powder and system therefor
JPH0675030B2 (ja) 1989-04-05 1994-09-21 日本鋼管株式会社 粒状体の平均粒度測定方法及び粒度自動制御方法
KR970005501B1 (ko) 1993-06-16 1997-04-16 박득표 화상처리를 이용한 무접촉식 입도측정장치
JPH07128214A (ja) 1993-11-04 1995-05-19 Nippon Steel Corp コークス粒度測定方法
JPH08184569A (ja) * 1995-01-05 1996-07-16 Mitsubishi Electric Corp 表面付着微粒子の検出装置
KR0134468B1 (ko) * 1995-07-31 1998-04-23 배순훈 베어링 압입장치
AUPN599495A0 (en) * 1995-10-16 1995-11-09 Scientific Industrial Automation Pty Limited Method and apparatus for sizing particulate material
JP2000329683A (ja) 1999-05-20 2000-11-30 Ube Ind Ltd ベルトコンベアで搬送されるばら物の粒度検知方法
JP2001337028A (ja) 2000-05-30 2001-12-07 Nikkiso Co Ltd 粒度分布測定方法および装置
JP2003344300A (ja) 2002-05-21 2003-12-03 Jfe Steel Kk 表面欠陥判別方法
JP2005003385A (ja) 2003-06-09 2005-01-06 Mitsutoyo Corp 画像測定方法、および画像測定装置
JP2005134301A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Jfe Steel Kk 粒度分布測定の校正方法
JP2005172614A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Satake Corp 穀類の品質評価装置
JP2005227107A (ja) 2004-02-12 2005-08-25 Ricoh Co Ltd 汚染物質量の検査方法およびその検査装置
JP4590553B2 (ja) * 2005-01-24 2010-12-01 国立大学法人 新潟大学 生籾被害粒の非破壊判定方法
JP2006292500A (ja) 2005-04-08 2006-10-26 Seiko Epson Corp 表面検査方法及び表面検査装置
US7924414B2 (en) * 2006-05-10 2011-04-12 Abb Schweiz Ag Non-hazardous bulk material analyzer system
JP2008261642A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Shin Nippon Air Technol Co Ltd シート付着微粒子の検出装置
JP5109922B2 (ja) * 2008-10-16 2012-12-26 株式会社デンソー ドライバモニタリング装置およびドライバモニタリング装置用のプログラム
JP5114690B2 (ja) * 2010-04-01 2013-01-09 新日鐵住金株式会社 粒子測定装置および粒子測定方法
KR20120068189A (ko) 2010-12-17 2012-06-27 주식회사 수텍 소결광 자동검사장치
US8416418B2 (en) * 2011-07-14 2013-04-09 Kendall Technology Inc. Method and apparatus for gold detection
KR101344997B1 (ko) 2012-03-29 2013-12-24 현대제철 주식회사 고로 하부 코크스 입경 예측방법
JP5896465B2 (ja) * 2012-06-12 2016-03-30 鹿島建設株式会社 粒状材料の粒度分布計測方法及びシステム
JP2014025720A (ja) 2012-07-24 2014-02-06 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd 含水率粒径測定装置
JP5902067B2 (ja) 2012-08-14 2016-04-13 Ｊｆｅ電制株式会社 紙粉の付着量検査方法および紙粉付着量検査装置
JP6036516B2 (ja) * 2013-04-22 2016-11-30 新日鐵住金株式会社 表面状態判定装置、表面状態判定方法、表面状態判定システム及びプログラム
JP6212926B2 (ja) 2013-04-26 2017-10-18 住友金属鉱山株式会社 物体検査装置及び物体検査方法
CN103278505B (zh) * 2013-05-08 2015-03-11 北京科技大学 一种基于多特征分析的高炉除尘灰成分分析方法
WO2014203509A1 (ja) 2013-06-19 2014-12-24 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉異常検出方法及び高炉操業方法
JP5923463B2 (ja) 2013-06-26 2016-05-24 信越化学工業株式会社 多結晶シリコンの結晶粒径分布の評価方法、多結晶シリコン棒の選択方法、多結晶シリコン棒、多結晶シリコン塊、および、単結晶シリコンの製造方法
JP6044536B2 (ja) 2013-12-27 2016-12-14 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉装入物検出装置
JP6252504B2 (ja) 2015-01-30 2017-12-27 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉装入物検出方法
JP5982532B1 (ja) * 2015-05-18 2016-08-31 シャープ株式会社 微小粒子検出装置および微小粒子検出方法
JP6156852B2 (ja) * 2015-11-01 2017-07-05 鹿島建設株式会社 粒状材料の粒度分布計測方法及びシステム
WO2018181942A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 Ｊｆｅスチール株式会社 原料の粒度分布測定装置、粒度分布測定方法および空隙率測定装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102252630A (zh) * 2010-04-26 2011-11-23 欧姆龙株式会社 形状计测装置以及校准方法
CN106104261A (zh) * 2014-03-07 2016-11-09 新日铁住金株式会社 表面性状指标化装置、表面性状指标化方法以及程序

Also Published As

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