JP2019026883A - Device for measuring molten slag amount and method for measuring molten slag amount - Google Patents

Device for measuring molten slag amount and method for measuring molten slag amount Download PDF

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Abstract

To provide a device for measuring a molten slag amount which, in addition to a function to measure the molten slag amount contained in a tapping slag flow on the basis of an image of the tapping slag flow flowing out of a taphole, has a function to determine whether accumulation grows in the vicinity of a lower part of the taphole.SOLUTION: A device for measuring molten slag amount 1 includes an acquiring unit 51, a calculating unit 52, and a determining unit 53. The acquiring unit 51 acquires a plurality of images of a tapping slag flow 30 in the vicinity of a taphole 11 captured over a plurality of time points. The calculating unit 52 calculates a speed and a width of the tapping slag flow 30 on the basis of the plurality of the images, and calculates an amount of molten slag 32 flowing out of the taphole 11 by using a predetermined equation including the speed and the width as variables. The determining unit 53 determines whether the accumulation grows in the vicinity of a lower portion 11a of the taphole 11 on the basis of images of a lower portion 30a of the tapping slag flow 30 which are captured in the plurality of the images.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、出銑口から取り出された出銑滓流に含まれる溶滓の量を測定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for measuring the amount of hot metal contained in a tap flow taken out from a tap port.

竪型炉の一例として高炉がある。高炉内には、溶銑(溶けた状態の鉄)および溶滓(溶けた状態のスラグ)を含む高温溶融物がある。高炉の出銑口から取り出された高温溶融物は、出銑滓流と呼ばれている。出銑滓流は、出銑樋を流れ、ここで、溶銑と溶滓とに分離され、溶銑はトピードカーに移され、次の工程に送られる。溶滓は、水砕設備に送られ、水砕スラグにされる。水砕スラグは、セメント原料等として再利用される。   An example of a vertical furnace is a blast furnace. In the blast furnace, there is a high-temperature melt containing hot metal (molten iron) and hot metal (molten slag). The high-temperature melt taken out from the blast furnace outlet is called the outgoing stream. The molten iron stream flows through the molten iron, where it is separated into molten iron and molten iron, and the molten iron is transferred to a topped car and sent to the next step. The hot metal is sent to the granulation facility and made into granulated slag. Granulated slag is reused as a raw material for cement.

高炉内の高温溶融物の量が多すぎると、炉況が悪くなり、高炉の操業に支障が生じる。このため、高炉内の高温溶融物の量の管理が重要である。出銑滓流に含まれる溶銑および溶滓のそれぞれの量が分かれば、高炉内の高温溶融物の量が分かる。出銑滓流に含まれる溶銑の量は、溶銑が入っているトピードカーの重量と溶銑が入っていないトピードカーの重量とを用いて、正確に求めることができる。   If the amount of the high-temperature melt in the blast furnace is too large, the furnace condition will be deteriorated and the operation of the blast furnace will be hindered. For this reason, management of the quantity of the high temperature melt in a blast furnace is important. Knowing the amount of hot metal and hot metal contained in the slag, the amount of high-temperature melt in the blast furnace can be determined. The amount of hot metal contained in the molten iron stream can be accurately determined by using the weight of the topped car containing hot metal and the weight of the topped car containing no hot metal.

出銑滓流に含まれる溶滓の量は、水砕スラグから求めることができるが、信頼性が高くない。そこで、特許文献1は、出銑滓流の速度および幅を画像処理で求め、速度および幅を変数として含む所定の式を用いて、出銑滓流に含まれる溶滓の量を高精度に測定する技術を開示している。出銑滓流の幅は、出銑滓流が流れる方向と交差する方向の出銑滓流のサイズであり、言い換えれば、出銑滓流が流れ方向に垂直な出銑滓流の断面の直径である。   The amount of hot metal contained in the tidal stream can be determined from the granulated slag, but is not reliable. Therefore, Patent Document 1 obtains the speed and width of the molten iron flow by image processing, and uses a predetermined expression including the speed and width as variables to accurately calculate the amount of molten iron contained in the molten iron flow. The technique to measure is disclosed. The width of the output stream is the size of the output stream in the direction crossing the direction in which the output stream flows, in other words, the diameter of the cross section of the output stream perpendicular to the flow direction. It is.

特開2016−6221号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-6221

出銑滓流は、出銑口から取り出されるので、出銑口の下側部分付近に、堆積物が成長しやすい。この堆積物は、スラグおよび鉄の少なくとも一方を含むと考えられる。特許文献1に開示された技術は、出銑口付近の出銑滓流(言い換えれば、出銑口から出た直後の出銑滓流)の画像を用いて、出銑滓流の幅を算出する。出銑口の下側部分付近に堆積物が成長している場合、出銑口付近の出銑滓流の下側部分は、堆積物で覆われ、この状態で、画像に写る。出銑滓流と堆積物とは同じように見えるので、出銑滓流の下側部分と堆積物とは区別することが困難である。このため、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長している場合、出銑滓流の幅を正確に算出できず、この結果、出銑滓流に含まれる溶滓の量の測定精度が低下することになる。   Since the tidal stream is taken out from the tidal outlet, the deposit tends to grow near the lower part of the tidal outlet. This deposit is considered to contain at least one of slag and iron. The technique disclosed in Patent Document 1 calculates the width of the output flow using an image of the output flow in the vicinity of the output port (in other words, the output flow immediately after exiting the output port). To do. When the deposit grows near the lower part of the tap, the lower part of the tap near the tap is covered with the deposit and appears in the image in this state. Since the tidal stream and the deposit look the same, it is difficult to distinguish the lower part of the tidal stream from the deposit. For this reason, when the deposit is growing near the lower part of the tap outlet, the width of the tap flow cannot be calculated accurately, and as a result, the amount of hot metal contained in the tap flow is measured. Accuracy will be reduced.

本発明の目的は、出銑口から取り出された出銑滓流の画像を基にして、出銑滓流に含まれる溶滓の量を測定する機能に加えて、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する機能を有する溶滓量測定装置および溶滓量測定方法を提供することである。   The object of the present invention is to add a function of measuring the amount of hot metal contained in the tap stream based on the image of the tap stream taken out from the tap port, It is to provide a hot metal amount measuring apparatus and a hot metal amount measuring method having a function of determining whether or not deposits are growing in the vicinity.

本発明の第1局面に係る溶滓量測定装置は、竪型炉の出銑口付近の出銑滓流が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の画像を取得する取得部と、前記取得部が取得した複数の画像を基にして、前記出銑滓流の速度および幅を算出し、前記速度および前記幅を変数として含む所定の式を用いて、前記出銑口から取り出された溶滓の量を算出する算出部と、前記取得部が取得した複数の画像に写された、前記出銑滓流の下側部分の像を基にして、前記出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する判定部と、を備える。   The hot metal amount measuring apparatus according to the first aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires a plurality of images obtained by imaging a tap flow near a tap outlet of a vertical furnace at a plurality of times. Based on the plurality of images acquired by the acquisition unit, the speed and width of the tapping flow are calculated, and are extracted from the tapping outlet using a predetermined formula including the speed and the width as variables. A calculation unit for calculating the amount of the molten iron, and a lower side of the tap hole based on images of a lower part of the tap flow that are copied to a plurality of images acquired by the acquisition unit A determination unit that determines whether or not deposits are growing near the portion.

本発明の第1局面に係る溶滓量測定装置は、竪型炉の出銑口付近の出銑滓流(竪型炉の出銑口から排出され、出銑口付近を流れる出銑滓流)が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の画像を基にして、出銑滓流の速度および幅を算出し、速度および幅を変数として含む所定の式を用いて、出銑口から取り出された溶滓の量を算出する。これは、例えば、特許文献1に開示された技術によって実現することができる。   The hot metal amount measuring apparatus according to the first aspect of the present invention is a hot metal flow in the vicinity of the tap outlet of the vertical furnace (an output flow that is discharged from the tap outlet of the vertical furnace and flows in the vicinity of the tap outlet). ) Is calculated on the basis of a plurality of images obtained at a plurality of times, and the speed and width of the output flow are calculated, and a predetermined expression including the speed and width as variables is used to calculate the output speed. Calculate the amount of hot metal removed from the mouth. This can be realized by, for example, the technique disclosed in Patent Document 1.

出銑滓流の幅とは、出銑滓流が流れる方向と交差する方向の出銑滓流のサイズである。出銑滓流の速度および幅の算出に用いる複数の画像と、堆積物の成長の判定に用いる複数の画像とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。   The width of the output stream is the size of the output stream in the direction intersecting the direction in which the output stream flows. The plurality of images used for calculating the speed and width of the outflow and the plurality of images used for determining the growth of the deposit may be the same or different.

本発明者は、上記複数の画像に写された、出銑滓流の下側部分の像を基にすれば、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定できることを見出した。これについて、詳しく説明する。出銑滓流の下側部分の像は、別の表現を用いれば、出銑滓流の像の下端であり、例えば、出銑滓流の像の中央より下に位置し、背景との境界を含む像である。本発明者は、短い時間間隔(例えば、100分の1秒以下)の場合、出銑滓流の下側部分の形状は変化するが、堆積物の形状は変化しないことを見出した(別の表現を用いれば、出銑滓流の下側部分は動くが、堆積物は動かない)。これは、以下の理由からと思われる。出銑口付近の出銑滓流は、出銑口から空間中に放出された状態であるので、出銑滓流の下側部分の形状は絶えず変化している。このため、短い時間間隔であっても、出銑滓流の下側部分の形状は変化している。これに対して、堆積物は、固体であり、堆積物が成長することにより、堆積物の形状は変化するが、短い時間間隔の場合、堆積物の形状はほとんど変化しない(又は変化しない)。   The present inventor determines whether or not deposits are growing near the lower part of the taphole based on the images of the lower part of the tapping stream, which are copied in the plurality of images. I found out that I can do it. This will be described in detail. The image of the lower part of the output stream is, in other words, the lower end of the output stream image. For example, the image is located below the center of the output stream and borders with the background. It is an image including The inventor has found that for a short time interval (eg, less than 1/100 second), the shape of the lower part of the tidal stream changes, but the shape of the deposit does not change (another Using the expression, the lower part of the tidal stream moves, but the sediment does not move). This seems to be due to the following reasons. The shape of the lower part of the output flow is constantly changing because the output flow near the output port is released from the output port into the space. For this reason, the shape of the lower part of the tidal stream changes even at short time intervals. In contrast, the deposit is a solid, and as the deposit grows, the shape of the deposit changes, but for a short time interval, the shape of the deposit changes little (or does not change).

従って、所定時間間隔において、出銑滓流の下側部分の像の形状の変化が比較的大きいとき、出銑口付近の出銑滓流の下側部分が、堆積物で覆われていない状態であると見なすことができる。よって、判定部は、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長していないと判定する。これに対して、所定時間間隔において、出銑滓流の下側部分の像の形状の変化が比較的小さいとき、出銑口付近の出銑滓流の下側部分が、堆積物で覆われている状態であると見なすことができる。よって、判定部は、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長していると判定する。   Therefore, when the change in the shape of the image of the lower part of the tidal current is relatively large at the predetermined time interval, the lower part of the tidal current near the outlet is not covered with deposits. Can be considered. Therefore, the determination unit determines that the deposit has not grown near the lower portion of the taphole. On the other hand, when the change in the shape of the image of the lower part of the tidal current is relatively small at a predetermined time interval, the lower part of the tidal current near the outlet is covered with deposits. It can be considered that it is in a state. Therefore, the determination unit determines that the deposit is growing near the lower portion of the taphole.

以上説明したように、本発明の第1局面に係る溶滓量測定装置によれば、出銑口から取り出された出銑滓流の画像を基にして、出銑滓流に含まれる溶滓の量を測定する機能に加えて、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する機能を有する。   As described above, according to the hot metal amount measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the hot metal contained in the hot metal flow is based on the image of the hot metal flow taken out from the hot metal outlet. In addition to the function of measuring the amount of slag, it has a function of determining whether or not deposits are growing near the lower portion of the taphole.

ここで、出銑口から取り出された溶滓の量(溶滓量M)の算出の仕方の一例を説明する。算出部は、式(1)を用いて、単位時間当たりに出銑口から取り出される溶滓の量(溶滓量m)を算出する。 Here, an example of how to calculate the amount of hot metal taken out from the spout (hot metal amount M s ) will be described. The calculation unit calculates the amount of molten iron (molten metal amount m s ) taken out from the spout opening per unit time using the equation (1).

Figure 2019026883
Figure 2019026883

溶銑量mは、例えば、溶銑が入っているトピードカーの重量と溶銑が入っていないトピードカーの重量とを基にして、求めることができる。出銑滓流の半径rは、出銑滓流の流れ方向に垂直な出銑滓流の断面の半径であり、出銑滓流の幅の半分である。補正係数kは、例えば、0≦k≦1である。 Hot metal amount m f, for example, based on the weight of Topidoka that does not have the weight and the hot metal Topidoka containing the hot metal can be obtained. The radius r of the output stream is the radius of the cross section of the output stream perpendicular to the flow direction of the output stream and is half the width of the output stream. The correction coefficient k is, for example, 0 ≦ k ≦ 1.

算出部は、溶滓量mを時間積分することにより、溶滓量Mを算出する。 Calculation unit, by time integration of溶滓amount m s, and calculates the溶滓amount M s.

上記構成において、前記判定部は、前記所定時間間隔において、前記像の形状の変化が大きくなるに従って値が大きくなり、前記像の形状の変化が小さくなるに従って値が小さくなる指標値を、前記像を基にして算出し、前記指標値が、予め定められたしきい値を超えているとき、前記像の形状の変化が比較的大きいと見なし、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していないと判定し、前記指標値が前記しきい値以下のとき、前記像の形状の変化が比較的小さいと見なし、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していると判定する。   In the above-described configuration, the determination unit obtains an index value that increases as the change in the shape of the image increases and decreases as the change in the shape of the image decreases during the predetermined time interval. When the index value exceeds a predetermined threshold value, it is considered that the change in the shape of the image is relatively large, and the deposition is near the lower portion of the tap hole. When it is determined that an object has not grown and the index value is less than or equal to the threshold value, it is considered that the change in the shape of the image is relatively small, and the deposit grows near the lower portion of the taphole It is determined that

この構成は、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かの判定について、この判定の仕方の一例を規定している。指標値は、所定時間間隔において、出銑滓流の下側部分の像の形状の変化が大きくなるに従って、大きくなり、その像の形状の変化が小さくなるに従って、小さくなる。従って、指標値を用いれば、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定することができる。なお、指標値と逆の変化を示す第2の指標値でもよい。第2の指標値は、所定時間間隔において、出銑滓流の下側部分の像の形状の変化が大きくなるに従って、小さくなり、その像の形状の変化が小さくなるに従って、大きくなる。判定部は、第2の指標値が、予め定められたしきい値以下のとき、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長していないと判定し、第2の指標値が、しきい値を超えているとき、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長していると判定する。   This configuration defines an example of how to determine whether or not deposits are growing near the lower portion of the taphole. The index value increases as the change in the shape of the lower portion of the output flow increases at a predetermined time interval, and decreases as the change in the shape of the image decreases. Therefore, if the index value is used, it can be determined whether or not the deposit is growing near the lower portion of the taphole. A second index value indicating a change opposite to the index value may be used. The second index value becomes smaller as the change in the shape of the lower part of the output flow increases at a predetermined time interval, and becomes larger as the change in the shape of the image becomes smaller. When the second index value is equal to or less than a predetermined threshold, the determination unit determines that the deposit is not growing near the lower portion of the taphole, and the second index value is When the threshold is exceeded, it is determined that the deposit is growing near the lower portion of the tap.

上記構成において、前記判定部が、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していると判定したとき、所定の報知をする報知部をさらに備える。   The said structure WHEREIN: When the said determination part determines with the said deposit growing near the lower part of the said tap hole, it further has an alerting | reporting part which performs predetermined alert | report.

この構成によれば、溶滓量測定装置のユーザーに、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長していることを報知することができる。   According to this configuration, it is possible to notify the user of the hot metal amount measuring device that the deposit is growing near the lower portion of the tap hole.

本発明の第2局面に係る溶滓量測定方法は、竪型炉の出銑口付近の出銑滓流が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の画像を取得する第1ステップと、前記第1ステップで取得した複数の画像を基にして、前記出銑滓流の速度および幅を算出し、前記速度および前記幅を変数として含む所定の式を用いて、前記出銑口から取り出された溶滓の量を算出する第2ステップと、前記第1ステップで取得した複数の画像に写された、前記出銑滓流の下側部分の像を基にして、前記出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する第3ステップと、を備える。   The hot metal amount measuring method according to the second aspect of the present invention is a first step of acquiring a plurality of images obtained by imaging a hot metal flow near a hot metal outlet at a plurality of times. And calculating the speed and width of the tidal flow based on the plurality of images acquired in the first step, and using the predetermined formula including the speed and the width as variables, A second step of calculating the amount of hot metal taken out from the base, and an image of the lower part of the outgoing flow that is copied to the plurality of images obtained in the first step. And a third step for determining whether deposits are growing near the lower portion of the mouth.

本発明の第2局面に係る溶滓量測定方法は、本発明の第1局面に係る溶滓量測定装置を方法の観点から規定しており、本発明の第1局面に係る溶滓量測定装置と同様の作用効果を有する。   The hot metal amount measuring method according to the second aspect of the present invention defines the hot metal amount measuring device according to the first aspect of the present invention from the viewpoint of the method, and the hot metal amount measuring according to the first aspect of the present invention. It has the same effect as the device.

本発明によれば、出銑口から取り出された出銑滓流の画像を基にして、出銑滓流に含まれる溶滓の量を測定する機能に加えて、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する機能を有する溶滓量測定装置および溶滓量測定方法を提供することができる。   According to the present invention, in addition to the function of measuring the amount of hot metal contained in the tap stream based on the image of the tap stream taken out from the tap port, the lower part of the tap port It is possible to provide a hot metal amount measuring apparatus and a hot metal amount measuring method having a function of determining whether or not deposits are growing in the vicinity.

高炉の出銑口から取り出された出銑滓流の処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process of the tap flow taken out from the tap outlet of the blast furnace. 実施形態に係る溶滓量測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the hot metal amount measuring apparatus which concerns on embodiment. 連続する2つの画像のうち、先に撮像された画像の例を示す第1画像の画像図である。It is an image figure of the 1st image which shows the example of the image imaged previously among two continuous images. 連続する2つの画像のうち、後に撮像された画像の例を示す第1画像の画像図である。It is an image figure of the 1st image which shows the example of the image imaged later among two continuous images. 第3関心領域が設定された第1画像を示す画像図である。It is an image figure which shows the 1st image in which the 3rd region of interest was set. 第3関心領域が設定された第1画像を示す画像図である。It is an image figure which shows the 1st image in which the 3rd region of interest was set. 堆積物が成長していない状態で撮像された第1画像から切り出された画像に対する画像処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the image process with respect to the image cut out from the 1st image imaged in the state in which the deposit has not grown. 出銑口の下側部分付近に堆積物が成長している状態で撮像された、連続する2つの画像のうち、先に撮像された画像の例を示す第1画像の画像図である。It is an image figure of the 1st image which shows the example of the image imaged first among two consecutive images imaged in the state where the deposit is growing near the lower part of the taphole. 出銑口の下側部分付近に堆積物が成長している状態で撮像された、連続する2つの画像のうち、後に撮像された画像の例を示す第1画像の画像図である。It is an image figure of the 1st picture which shows the example of the image picturized later among two consecutive pictures picturized in the state where the deposit is growing near the lower part of the tap mouth. 堆積物が成長している状態で撮像された第1画像から切り出された画像に対する画像処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the image process with respect to the image cut out from the 1st image imaged in the state in which the deposit is growing. 実施形態に係る溶滓量測定装置が、出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation | movement which the hot metal amount measuring apparatus which concerns on embodiment determines whether the deposit is growing near the lower part of the spout opening.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the structure which attached | subjected the same code | symbol shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted about the content which has already demonstrated the structure.

実施形態では、竪型炉として、高炉を例にして説明する。図1は、高炉10の出銑口11から取り出された出銑滓流30の処理を説明する説明図である。出銑口11の下方には、出銑樋20の端部20aが位置している。出銑口11から取り出された出銑滓流30(出銑口11から排出された出銑滓流30)は、出銑樋20の所定箇所に落ちて、出銑樋20を流れる。この所定箇所には、出銑樋20を覆う出銑樋カバー21が配置されている。出銑樋カバー21により、所定箇所に落ちた出銑滓流30が外部に飛散することを防止する。出銑樋20を流れる出銑滓流30は、溶銑31と溶滓32とに分離される。溶銑31は、トピードカーに送られる。溶滓32は、水砕設備へ送られる。   In the embodiment, a blast furnace will be described as an example of a vertical furnace. FIG. 1 is an explanatory view for explaining the processing of the tap stream 30 taken out from the tap port 11 of the blast furnace 10. An end portion 20 a of the barbed 20 is located below the barb 11. The output stream 30 taken out from the output port 11 (the output flow 30 discharged from the output port 11) falls to a predetermined location of the output 20 and flows through the output 20. At this predetermined location, an output cover 21 that covers the output 20 is disposed. The brewing cover 21 prevents the brewing flow 30 that has fallen to a predetermined location from being scattered outside. The molten iron stream 30 flowing through the molten iron 20 is separated into a molten iron 31 and a molten iron 32. The hot metal 31 is sent to the topped car. The hot metal 32 is sent to the granulation facility.

出銑口11から取り出された出銑滓流30が、出銑口11から出銑樋20に到達するまでの空間が、出銑滓流30の撮像範囲に設定される。撮像範囲に出銑口11を含めているが、出銑口11が含まれていなくてもよい。出銑滓流30の下側部分30aは、出銑口11の下側部分付近11aを通る。   The space until the output flow 30 taken out from the output port 11 reaches the output 20 from the output port 11 is set as the imaging range of the output flow 30. Although the spout 11 is included in the imaging range, the spout 11 may not be included. The lower portion 30 a of the tapping stream 30 passes through the vicinity of the lower portion 11 a of the tapping port 11.

図2は、実施形態に係る溶滓量測定装置1の構成を示すブロック図である。溶滓量測定装置1は、撮像部3と、制御処理部5と、表示部7と、入力部9と、を備える。これらのうち、制御処理部5、表示部7、および、入力部9は、オペレータ室(不図示)に配置されている。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the hot metal amount measuring apparatus 1 according to the embodiment. The molten iron amount measuring apparatus 1 includes an imaging unit 3, a control processing unit 5, a display unit 7, and an input unit 9. Among these, the control processing unit 5, the display unit 7, and the input unit 9 are arranged in an operator room (not shown).

撮像部3は、赤色波長以上または近赤外波長以上の光を透過するバンドパスフィルターを備え、図1に示す出銑口11から出銑樋20までの空間にある出銑滓流30(出銑口11の付近にある出銑滓流30)の動画Vを撮像し、制御処理部5へ送る。このように、撮像部3は、高炉10の出銑口11の付近の出銑滓流30が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の画像を撮像し、制御処理部5へ送る。撮像部3は、例えば、CCDイメージセンサーまたはCMOSイメージセンサーを備えるカメラである。   The imaging unit 3 includes a band-pass filter that transmits light having a wavelength greater than or equal to the red wavelength or greater than or equal to the near-infrared wavelength. The moving image V of the output stream 30) in the vicinity of the shed 11 is captured and sent to the control processing unit 5. As described above, the imaging unit 3 captures a plurality of images obtained by imaging the tap stream 30 near the tap port 11 of the blast furnace 10 at a plurality of times, and sends the images to the control processing unit 5. . The imaging unit 3 is a camera including a CCD image sensor or a CMOS image sensor, for example.

制御処理部5は、機能ブロックとして、取得部51と、算出部52と、判定部53と、表示制御部54と、を備える。制御処理部5は、通信インターフェイス、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、および、HDD(Hard Disk Drive)等のハードウェア、上記機能ブロックの機能を実行するためのプログラムおよびデータ等によって実現される。   The control processing unit 5 includes an acquisition unit 51, a calculation unit 52, a determination unit 53, and a display control unit 54 as functional blocks. The control processing unit 5 executes the functions of a communication interface, CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), and the above functional blocks. This is realized by a program, data, and the like.

図1および図2を参照して、取得部51は、撮像部3から制御処理部5へ送られてきた動画Vを受信する。このように、取得部51は、高炉10の出銑口11の付近の出銑滓流30が複数の時刻で撮影されることにより得られた複数の画像を取得する。   With reference to FIGS. 1 and 2, the acquisition unit 51 receives the moving image V sent from the imaging unit 3 to the control processing unit 5. As described above, the acquisition unit 51 acquires a plurality of images obtained by photographing the tap stream 30 near the tap port 11 of the blast furnace 10 at a plurality of times.

算出部52は、取得部51が取得した複数の画像の基にして、出銑滓流30の速度および幅を算出し、速度および幅を変数として含む所定の式を用いて、出銑口11から取り出された溶滓32の量を算出する。算出部52について詳しく説明する。算出部52は、取得部51が受信した動画Vの中から、連続する2つの画像(フレーム)を取り出す。図3は、連続する2つの画像のうち、先に撮像された画像の例を示す第1画像Im1−aの画像図である。図4は、連続する2つの画像のうち、後に撮像された画像の例を示す第1画像Im1−bの画像図である。第1画像Im1−a,Im1−bにおいて、x方向は水平方向を示し、y方向は鉛直方向を示す。y方向を出銑滓流30の幅方向とする。第1画像Im1−a,Im1−bには、出銑滓流30の像(以下、出銑滓流像300)が写されている。出銑滓流30の撮像範囲は、上述したように、出銑口11から取り出された出銑滓流30が、出銑口11から出銑樋20に到達するまでの空間である。   The calculation unit 52 calculates the speed and width of the output flow 30 based on the plurality of images acquired by the acquisition unit 51, and uses the predetermined expression including the speed and width as variables, and uses the output port 11. The amount of the hot metal 32 taken out from is calculated. The calculation unit 52 will be described in detail. The calculation unit 52 extracts two consecutive images (frames) from the moving image V received by the acquisition unit 51. FIG. 3 is an image diagram of the first image Im1-a showing an example of an image captured first of two consecutive images. FIG. 4 is an image diagram of the first image Im1-b showing an example of an image captured later among two consecutive images. In the first images Im1-a and Im1-b, the x direction indicates the horizontal direction, and the y direction indicates the vertical direction. The y direction is defined as the width direction of the outgoing flow 30. In the first images Im1-a and Im1-b, an image of the output flow 30 (hereinafter, output flow image 300) is copied. As described above, the imaging range of the tap stream 30 is a space from when the tap stream 30 taken out from the tap port 11 reaches the tap bar 20 from the tap port 11.

図3を参照して、算出部52は、画像Im1−aに、出銑滓流30の幅を求めるための第1関心領域ROI1を設定する。第1関心領域ROI1のサイズは、例えば、x方向が40画素であり、y方向が240画素である。算出部52は、第1関心領域ROI1の画素の画素値を二値化処理する。例えば、判別分析法で二値化処理がされる。   Referring to FIG. 3, calculation unit 52 sets first region of interest ROI1 for obtaining the width of outgoing flow 30 in image Im1-a. The size of the first region of interest ROI1 is, for example, 40 pixels in the x direction and 240 pixels in the y direction. The calculation unit 52 binarizes the pixel value of the pixel of the first region of interest ROI1. For example, binarization processing is performed by discriminant analysis.

二値化処理された第1関心領域ROI1の画素の画素値は、二次元データである。算出部52は、この二次元データを、y方向に投影処理することにより、一次元データにする。投影処理は、二次元データにおいて、例えば、y座標が同じである画素の画素値の平均値を求める処理である(平均でなくてもく、例えば、加算でもよい)。算出部52は、この一次元データと所定のしきい値(例えば、0.5)とを用いて、出銑滓流像300の幅を規定する2つのy座標y1,y2を算出する(y1<y2)。y座標y1とy座標y2との差分が、出銑滓流像300の幅であり、算出部52は、この差分を基にして、出銑滓流30の幅を算出する。   The pixel value of the pixel of the first region of interest ROI1 that has been binarized is two-dimensional data. The calculation unit 52 converts the two-dimensional data into one-dimensional data by performing projection processing in the y direction. The projection process is a process of obtaining an average value of pixel values of pixels having the same y coordinate in the two-dimensional data (not an average, for example, addition may be performed). The calculation unit 52 uses the one-dimensional data and a predetermined threshold (for example, 0.5) to calculate two y coordinates y1 and y2 that define the width of the output flow image 300 (y1). <Y2). The difference between the y-coordinate y1 and the y-coordinate y2 is the width of the outgoing flow image 300, and the calculation unit 52 calculates the width of the outgoing flow 30 based on this difference.

算出部52は、第1画像Im1−aに写された出銑滓流像300の中に第2関心領域ROI2を設定する。第2関心領域ROI2は、第1関心領域ROI1内に設定されているが、第1関心領域ROI1外に設定されてもよい。出銑滓流30は、流れているので、第2関心領域ROI2内の像は、出銑滓流30が流れている方向に移動する。算出部52は、第2関心領域ROI2内の像について、図4に示す第1画像Im1−bに写された出銑滓流像300上での位置を特定する。これは、例えば、パターンマッチングによって実現できる。算出部52は、第1画像Im1−aと第1画像Im1−bとにおいて、第2関心領域ROI2内の像の移動量を算出し、これを基にして、出銑滓流30の速度を算出する。出銑滓流30の速度を算出するために、撮像部3が撮像する動画Vのフレームレートは、100fps以上(例えば、180fps)が好ましい。   The calculation unit 52 sets the second region of interest ROI2 in the outgoing flow image 300 copied to the first image Im1-a. The second region of interest ROI2 is set within the first region of interest ROI1, but may be set outside the first region of interest ROI1. Since the outgoing flow 30 is flowing, the image in the second region of interest ROI2 moves in the direction in which the outgoing flow 30 is flowing. The calculation unit 52 specifies the position on the outgoing flow image 300 that is captured in the first image Im1-b illustrated in FIG. 4 for the image in the second region of interest ROI2. This can be realized by pattern matching, for example. The calculation unit 52 calculates the movement amount of the image in the second region of interest ROI2 in the first image Im1-a and the first image Im1-b, and based on this, the speed of the output flow 30 is calculated. calculate. In order to calculate the speed of the output stream 30, the frame rate of the moving image V imaged by the imaging unit 3 is preferably 100 fps or more (for example, 180 fps).

出銑滓流30の幅の算出に用いられた画像は、出銑滓流30の速度の算出に用いられた第1画像Im1−aであるが、出銑滓流30の速度の算出に用いられた第1画像Im1−bでもよいし、これらの第1画像以外の画像でもよい。   The image used for calculating the width of the output stream 30 is the first image Im1-a used for calculating the speed of the output stream 30, and is used for calculating the speed of the output stream 30. The obtained first image Im1-b may be used, or an image other than these first images may be used.

図1および図2を参照して、算出部52は、式(1)を用いて、単位時間当たりに出銑口11から取り出された溶滓32の量(溶滓量m)を算出する。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the calculation part 52 calculates the quantity (molten metal quantity m s ) of the hot metal 32 taken out from the hot metal outlet 11 per unit time using the formula (1). .

Figure 2019026883
Figure 2019026883

出銑滓流30の半径rは、出銑滓流30が流れ方向に垂直な出銑滓流30の断面の半径であり、出銑滓流30の幅の半分である。溶銑量mは、例えば、溶銑31が入っているトピードカーの重量と溶銑31が入っていないトピードカーの重量とを基にして、求めることができる。補正係数kは、例えば、0≦k≦1である。 The radius r of the output stream 30 is a radius of the cross section of the output stream 30 where the output stream 30 is perpendicular to the flow direction, and is half the width of the output stream 30. Hot metal amount m f, for example, based on the weight of Topidoka weight and the hot metal 31 of Topidoka the hot metal 31 is contained is not turned can be obtained. The correction coefficient k is, for example, 0 ≦ k ≦ 1.

算出部52は、溶滓量mを時間積分することにより、出銑口11から取り出された溶滓量Mを算出する。 Calculation unit 52 by time integrating the溶滓amount m s, and calculates the溶滓amount M s retrieved from Dezukuguchi 11.

本発明者は、動画Vに写された、出銑滓流30の下側部分30aの像を基にすれば、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定できることを見出した。詳しく説明すると、本発明者は、短い時間間隔(例えば、100分の1秒以下)の場合、出銑滓流30の下側部分30aの形状は変化するが、堆積物の形状は変化しないことを見出した(別の表現を用いれば、出銑滓流30の下側部分30aは動くが、堆積物は動かない)。これは、以下の理由からと思われる。出銑口11の付近の出銑滓流30は、出銑口11から空間中に放出された状態であるので、出銑滓流30の下側部分30aの形状は絶えず変化している。このため、短い時間間隔であっても、出銑滓流30の下側部分30aの形状は変化している。これに対して、堆積物は、固体であり、堆積物が成長することにより、堆積物の形状は変化するが、短い時間間隔の場合、堆積物の形状はほとんど変化しない(又は変化しない)。   Based on the image of the lower portion 30a of the tap stream 30 that is shown in the moving image V, the inventor has determined whether or not the deposit is growing near the lower portion 11a of the tap port 11. It was found that can be determined. More specifically, the present inventor shows that the shape of the lower portion 30a of the output flow 30 changes but the shape of the deposit does not change in a short time interval (for example, 1/100 second or less). (If another expression is used, the lower part 30a of the output stream 30 moves, but the deposit does not move). This seems to be due to the following reasons. Since the output stream 30 near the output port 11 is in a state of being discharged from the output port 11 into the space, the shape of the lower portion 30a of the output port 30 is constantly changing. For this reason, even if it is a short time interval, the shape of the lower part 30a of the tidal stream 30 is changing. In contrast, the deposit is a solid, and as the deposit grows, the shape of the deposit changes, but for a short time interval, the shape of the deposit changes little (or does not change).

判定部53は、取得部51が取得した複数の画像(取得部51が受信した動画V)に写された、出銑滓流30の下側部分30aの像を基にして、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定する。具体的には、判定部53は、所定時間間隔において、出銑滓流30の下側部分30aの像の形状変化が比較的大きいとき、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していないと判定し、所定時間間隔において、その像の形状変化が比較的小さいとき、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していると判定する。   The determination unit 53 is based on the images of the lower portion 30a of the output flow 30 that are copied to the plurality of images acquired by the acquisition unit 51 (the moving image V received by the acquisition unit 51). It is determined whether or not deposits are growing near the lower portion 11a. Specifically, when the change in the shape of the image of the lower portion 30a of the tap stream 30 is relatively large at a predetermined time interval, the determination unit 53 determines that deposits are present near the lower portion 11a of the tap port 11. It is determined that it has not grown, and it is determined that the deposit has grown in the vicinity of the lower portion 11a of the spout 11 when the change in the shape of the image is relatively small at a predetermined time interval.

判定部53について詳しく説明する。判定部53は、取得部51が受信した動画Vの中から、連続する2つの画像(フレーム)を取り出す。連続する2つの画像は、出銑滓流30の速度の算出に用いられた2つの画像でもよいし、別の2つの画像でもよい。実施形態では、前者(すなわち、図3に示す第1画像Im1−aと図4に示す第1画像Im1−b)を例にして説明する。   The determination unit 53 will be described in detail. The determination unit 53 extracts two consecutive images (frames) from the moving image V received by the acquisition unit 51. The two consecutive images may be two images used for calculating the velocity of the output flow 30 or may be two other images. In the embodiment, the former (that is, the first image Im1-a shown in FIG. 3 and the first image Im1-b shown in FIG. 4) will be described as an example.

図1〜図4を参照して、第1画像Im1−a,Im1−bは、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していない状態で撮像されている。判定部53は、y座標y1を含む第3関心領域ROI3を、第1画像Im1−a,Im1−bに設定する。y座標y1は、出銑滓流像300の幅を規定する2つのy座標y1,y2のうち、出銑滓流30の下側部分30a側のy座標である。図5は、第3関心領域ROI3が設定された第1画像Im1−aを示す画像図である。図6は、第3関心領域ROI3が設定された第1画像Im1−bを示す画像図である。第1画像Im1−aに設定される第3関心領域ROI3の位置、サイズと、第1画像Im1−bに設定される第3関心領域ROI3の位置、サイズとは、同じである。第3関心領域ROI3のx方向のサイズ、y方向のサイズは、それぞれ、例えば、40画素である。第3関心領域ROI3のy座標は、第1関心領域ROI1のy座標と同じにされているが、異なっていてもよい。第3関心領域ROI3内の像が出銑滓流30の下側部分30aの像となる。   1 to 4, the first images Im1-a and Im1-b are taken in a state where no deposit is grown near the lower portion 11a of the spout 11. The determination unit 53 sets the third region of interest ROI3 including the y coordinate y1 to the first images Im1-a and Im1-b. The y coordinate y <b> 1 is the y coordinate on the lower portion 30 a side of the output flow 30 among the two y coordinates y <b> 1 and y <b> 2 that define the width of the output flow image 300. FIG. 5 is an image diagram showing the first image Im1-a in which the third region of interest ROI3 is set. FIG. 6 is an image diagram showing the first image Im1-b in which the third region of interest ROI3 is set. The position and size of the third region of interest ROI3 set in the first image Im1-a and the position and size of the third region of interest ROI3 set in the first image Im1-b are the same. The size in the x direction and the size in the y direction of the third region of interest ROI3 are each 40 pixels, for example. The y coordinate of the third region of interest ROI3 is the same as the y coordinate of the first region of interest ROI1, but may be different. An image in the third region of interest ROI3 becomes an image of the lower portion 30a of the outgoing flow 30.

判定部53は、第1画像Im1−a,Im1−bから第3関心領域ROI3の部分を切り出し、切り出された画像に対して、所定の画像処理をする。図7は、この画像処理を説明する説明図である。第2画像Im2−aは、図5に示す第1画像Im1−aから第3関心領域ROI3の部分を切り出して得られた画像である。第2画像Im2−bは、図6に示す第1画像Im1−bから第3関心領域ROI3の部分を切り出して得られた画像である。第2画像Im2−a,Im2−bは、出銑滓流30の下側部分30aの像である。   The determination unit 53 cuts out the portion of the third region of interest ROI3 from the first images Im1-a and Im1-b, and performs predetermined image processing on the cut-out images. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining this image processing. The second image Im2-a is an image obtained by cutting out the portion of the third region of interest ROI3 from the first image Im1-a shown in FIG. The second image Im2-b is an image obtained by cutting out the portion of the third region of interest ROI3 from the first image Im1-b shown in FIG. The second images Im2-a and Im2-b are images of the lower portion 30a of the output stream 30.

判定部53は、第2画像Im2−aを二値化処理することにより、第3画像Im3−aを生成する。判定部53は、第2画像Im2−bを二値化処理することにより、第3画像Im3−bを生成する。例えば、判別分析法で二値化処理がされる。出銑滓流像300は、黒画素で示されている。背景は、白画素で示されている。黒画素の画素値は、0である。白画素の画素値は、1である。第3画像Im3−a,Im3−bは、出銑滓流30の下側部分30aの像である。   The determination unit 53 generates a third image Im3-a by binarizing the second image Im2-a. The determination unit 53 generates a third image Im3-b by binarizing the second image Im2-b. For example, binarization processing is performed by discriminant analysis. The output flow image 300 is indicated by black pixels. The background is indicated by white pixels. The pixel value of the black pixel is 0. The pixel value of the white pixel is 1. The third images Im3-a and Im3-b are images of the lower portion 30a of the output stream 30.

判定部53は、第3画像Im3−aと第3画像Im3−bとにおいて、同じ位置にある画素に対して排他的論理和を求める処理をすることにより、第4画像Im4−1を生成する。第1画像Im1−a(図5)が撮像された時刻から第1画像Im1−b(図6)が撮像された時刻までの期間(所定時間間隔)において、白画素から黒画素に変化した画素、または、黒画素から白画素に変化した画素は、白画素で示される。所定時間間隔において、白画素の状態が続いている画素、または、黒画素の状態が続いている画素は、黒画素で示される。白画素(所定時間間隔において、画素値が変化した画素)は、所定時間間隔において、出銑滓流30の下側部分30aの像のうち、形状が変化した箇所(動いた箇所)を示す。黒画素(所定時間間隔において、画素値が変化しない画素)は、所定時間間隔において、出銑滓流30の下側部分30aの像のうち、形状が変化していない箇所(動いていない箇所)を示す。白画素の数が多いことは、出銑滓流30の下側部分30aの像の形状変化が比較的大きいことを意味する。これに対して、白画素の数が少ないことは、出銑滓流30の下側部分30aの像の形状変化が比較的小さいことを意味する。判定部53は、第4画像Im4−1に含まれる白画素の数をカウントする。白画素の数は、130である。   The determination unit 53 generates a fourth image Im4-1 by performing processing for obtaining an exclusive OR with respect to pixels at the same position in the third image Im3-a and the third image Im3-b. . Pixels that have changed from white pixels to black pixels in a period (predetermined time interval) from the time when the first image Im1-a (FIG. 5) was captured to the time when the first image Im1-b (FIG. 6) was captured Alternatively, a pixel that has changed from a black pixel to a white pixel is indicated by a white pixel. A pixel in which a white pixel state continues or a black pixel state continues in a predetermined time interval is indicated by a black pixel. A white pixel (a pixel whose pixel value has changed at a predetermined time interval) indicates a portion of the image of the lower portion 30a of the outgoing flow 30 where the shape has changed (moved portion) at the predetermined time interval. A black pixel (a pixel whose pixel value does not change at a predetermined time interval) is a portion of the image of the lower portion 30a of the outgoing stream 30 where the shape does not change (a portion that does not move) at the predetermined time interval. Indicates. A large number of white pixels means that the shape change of the image of the lower portion 30a of the output stream 30 is relatively large. On the other hand, the small number of white pixels means that the change in the shape of the image of the lower portion 30a of the output stream 30 is relatively small. The determination unit 53 counts the number of white pixels included in the fourth image Im4-1. The number of white pixels is 130.

図8は、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長している状態で撮像された、連続する2つの画像のうち、先に撮像された画像の例を示す第1画像Im1−cの画像図である。図9は、これらの2つの画像のうち、後に撮像された画像の例を示す第1画像Im1−dの画像図である。判定部53は、第1画像Im1−a,Im1−bと同様にして、第1画像Im1−c,Im1−dに第3関心領域ROI3を設定する。出銑滓流像300の幅を規定するy座標y1(図5)は、第1画像Im1−a,Im1−bと第1画像Im1−c,Im1−dとで必ずしも一致しない。このため、第1画像Im1−a,Im1−bに設定される第3関心領域ROI3の位置と、第1画像Im1−c,Im1−dに設定される第3関心領域ROI3の位置とは、必ずしも一致しない。   FIG. 8 shows a first image Im1 showing an example of an image picked up first among two consecutive images picked up with deposits growing near the lower portion 11a of the tap mouth 11. It is an image figure of -c. FIG. 9 is an image diagram of the first image Im1-d showing an example of an image captured later among these two images. The determination unit 53 sets the third region of interest ROI3 in the first images Im1-c and Im1-d in the same manner as the first images Im1-a and Im1-b. The y-coordinate y1 (FIG. 5) that defines the width of the output flow image 300 does not necessarily match between the first images Im1-a and Im1-b and the first images Im1-c and Im1-d. Therefore, the position of the third region of interest ROI3 set in the first images Im1-a and Im1-b and the position of the third region of interest ROI3 set in the first images Im1-c and Im1-d are: Does not necessarily match.

判定部53は、第1画像Im1−a,Im1−bと同様に、第1画像Im1−c,Im1−dから第3関心領域ROI3の部分を切り出す。判定部53は、切り出された画像に対して、第1画像Im1−a,Im1−bに対して実行された画像処理と同様の画像処理をする。図10は、この画像処理を説明する説明図である。第2画像Im2−cは、図8に示す第1画像Im1−cから第3関心領域ROI3の部分を切り出して得られた画像である。第2画像Im2−dは、図9に示す第1画像Im1−dから第3関心領域ROI3の部分を切り出して得られた画像である。第2画像Im2−c,Im2−dは、出銑滓流30の下側部分30aの像である。   The determination unit 53 cuts out a portion of the third region of interest ROI3 from the first images Im1-c and Im1-d, similarly to the first images Im1-a and Im1-b. The determination unit 53 performs image processing similar to the image processing performed on the first images Im1-a and Im1-b on the clipped image. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining this image processing. The second image Im2-c is an image obtained by cutting out the portion of the third region of interest ROI3 from the first image Im1-c shown in FIG. The second image Im2-d is an image obtained by cutting out the portion of the third region of interest ROI3 from the first image Im1-d shown in FIG. The second images Im2-c and Im2-d are images of the lower portion 30a of the output stream 30.

判定部53は、第2画像Im2−cを二値化処理することにより、第3画像Im3−cを生成する。判定部53は、第2画像Im2−dを二値化処理することにより、第3画像Im3−dを生成する。   The determination unit 53 generates a third image Im3-c by binarizing the second image Im2-c. The determination unit 53 generates a third image Im3-d by binarizing the second image Im2-d.

判定部53は、第3画像Im3−cと第3画像Im3−dとにおいて、同じ位置にある画素に対して排他的論理和を求める処理をすることにより、第4画像Im4−2を生成する。第1画像Im1−c(図8)が撮像された時刻から第1画像Im1−d(図9)が撮像された時刻までの期間(所定時間間隔)において、白画素から黒画素に変化した画素、または、黒画素から白画素に変化した画素は、白画素で示される。所定時間間隔において、白画素の状態が続いている画素、または、黒画素の状態が続いている画素は、黒画素で示される。判定部53は、第4画像Im4−2に含まれる白画素の数をカウントする。白画素の数は、13である。   The determination unit 53 generates a fourth image Im4-2 by performing processing for obtaining an exclusive OR with respect to pixels at the same position in the third image Im3-c and the third image Im3-d. . Pixels that have changed from white pixels to black pixels during a period (predetermined time interval) from the time when the first image Im1-c (FIG. 8) was captured to the time when the first image Im1-d (FIG. 9) was captured Alternatively, a pixel that has changed from a black pixel to a white pixel is indicated by a white pixel. A pixel in which a white pixel state continues or a black pixel state continues in a predetermined time interval is indicated by a black pixel. The determination unit 53 counts the number of white pixels included in the fourth image Im4-2. The number of white pixels is 13.

図7に示すように、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していない場合、第4画像Im4−1に含まれる白画素の数は比較的多い(130個)。これに対して、図10に示すように、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長している場合、第4画像Im4−2に含まれる白画素の数は比較的少ない(13個)。第4画像Im4に含まれる白画素の数は、指標値の一例である。指標値は、所定時間間隔において、出銑滓流30の下側部分30aの像の形状変化が大きくなるに従って、大きくなり、その像の形状変化が小さくなるに従って、小さくなる。   As shown in FIG. 7, when the deposit is not growing near the lower portion 11a of the tap mouth 11, the number of white pixels included in the fourth image Im4-1 is relatively large (130). On the other hand, as shown in FIG. 10, when the deposit grows near the lower portion 11a of the tap mouth 11, the number of white pixels included in the fourth image Im4-2 is relatively small ( 13). The number of white pixels included in the fourth image Im4 is an example of an index value. The index value increases as the image shape change of the lower portion 30a of the output stream 30 increases at a predetermined time interval, and decreases as the image shape change decreases.

判定部53は、指標値が、予め定められたしきい値Thを超えているとき、出銑滓流30の下側部分30aの像の形状変化が比較的大きいと見なし、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していないと判定し、指標値がしきい値Th以下のとき、その像の形状変化が比較的小さいと見なし、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していると判定する。   When the index value exceeds a predetermined threshold value Th, the determination unit 53 regards that the shape change of the image of the lower portion 30a of the output flow 30 is relatively large, and When it is determined that the deposit has not grown near the lower portion 11a and the index value is equal to or less than the threshold value Th, the shape change of the image is considered to be relatively small, and the lower portion vicinity 11a of the spout 11 It is determined that the deposit is growing.

しきい値Thの算出方法について説明する。溶滓量測定装置1のユーザーは、溶滓量測定装置1を用いて、第4画像Im4−1のサンプルを多数生成し、各サンプルについて、白画素の数(指標値)を計測し、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していない場合において、第4画像Im4−1に含まれる白画素の数の分布を示す第1のグラフを生成する。同様に、ユーザーは、溶滓量測定装置1を用いて、第4画像Im4−2のサンプルを多数生成し、各サンプルについて、白画素の数(指標値)を計測し、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長している場合において、第4画像Im4−2に含まれる白画素の数の分布を示す第2のグラフを生成する。第1のグラフおよび第2のグラフは、正規分布になると思われる。第1のグラフの平均値は、第2のグラフの平均値より高くなる。ユーザーは、第1のグラフと第2のグラフとを用いて、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していない場合と成長している場合とを分けるしきい値Thを決定する。ユーザーは、決定したしきい値Thを判定部53に設定する。   A method for calculating the threshold Th will be described. The user of the molten iron amount measuring device 1 generates a large number of samples of the fourth image Im4-1 using the molten iron amount measuring device 1, and measures the number of white pixels (index value) for each sample. When the deposit is not growing near the lower portion 11a of the shed 11, a first graph showing the distribution of the number of white pixels included in the fourth image Im4-1 is generated. Similarly, the user generates a large number of samples of the fourth image Im4-2 using the molten iron amount measuring device 1, measures the number of white pixels (index value) for each sample, When the deposit grows in the lower portion vicinity 11a, a second graph indicating the distribution of the number of white pixels included in the fourth image Im4-2 is generated. The first graph and the second graph appear to be normally distributed. The average value of the first graph is higher than the average value of the second graph. The user uses the first graph and the second graph to set a threshold value Th that separates the case where the deposit is not growing from the case where the deposit is not growing near the lower portion 11 a of the taphole 11. decide. The user sets the determined threshold value Th in the determination unit 53.

図2を参照して、表示制御部54は、所定の情報を示す画像を表示部7に表示させる。例えば、表示制御部54は、溶滓量測定装置1によって測定された溶滓量を示す画像を表示部7に表示させる。また、判定部53が出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していると判定した場合、表示制御部54は、その旨を報知する画像を表示部7に表示させる。表示制御部54および表示部7により、報知部が構成される。   Referring to FIG. 2, display control unit 54 causes display unit 7 to display an image indicating predetermined information. For example, the display control unit 54 causes the display unit 7 to display an image indicating the hot metal amount measured by the hot metal amount measuring device 1. In addition, when the determination unit 53 determines that the deposit is growing near the lower portion 11a of the tap hole 11, the display control unit 54 causes the display unit 7 to display an image informing that effect. The display control unit 54 and the display unit 7 constitute a notification unit.

表示部7は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ(Organic Light Emitting Diode display)等によって実現される。   The display unit 7 is realized by a liquid crystal display, an organic EL display (Organic Light Emitting Diode display), or the like.

入力部9は、ユーザーが溶滓量測定装置1に命令(例えば、溶滓量の測定開始、溶滓量の測定終了)等を入力するための装置である。入力部9は、キーボード、マウス、タッチパネル等によって実現される。   The input unit 9 is a device for a user to input a command (for example, start of hot metal measurement, end of hot metal measurement) and the like to the hot metal measurement device 1. The input unit 9 is realized by a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like.

算出部52は、出銑口11から出銑滓流30を取り出している全期間中において、第1の時間間隔で、出銑口11から取り出された溶滓量を算出する。判定部53は、その全期間中において、第2の時間間隔で、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定する。第1の時間間隔の長さと第2の時間間隔の長さとは、同じでもよいし、異なっていてもよい。算出部52が、出銑口11から取り出された溶滓量を算出するタイミングと、判定部53が、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定するタイミングとは、同じでもよいし、異なっていてもよい。   The calculation unit 52 calculates the amount of molten iron taken out from the spout 11 at the first time interval during the entire period in which the spout 30 is taken out from the spout 11. The determination unit 53 determines whether or not deposits have grown in the vicinity of the lower portion 11a of the taphole 11 at the second time interval during the entire period. The length of the first time interval and the length of the second time interval may be the same or different. The timing at which the calculation unit 52 calculates the amount of molten iron taken out from the spout 11 and the determination unit 53 determine whether or not deposits are growing near the lower portion 11 a of the spout 11. The timing may be the same or different.

溶滓量測定装置1が、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定する動作について説明する。図11は、これを説明するフローチャートである。図2および図11を参照して、判定部53は、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定するタイミングに到達したか否かを判断する(ステップS1)。判定部53が、このタイミングに到達していないと判断したとき(ステップS1でNo)、判定部53は、ステップS1の処理を繰り返す。   The operation of the hot metal amount measuring apparatus 1 for determining whether or not the deposit is growing near the lower portion 11a of the spout 11 will be described. FIG. 11 is a flowchart for explaining this. Referring to FIGS. 2 and 11, determination unit 53 determines whether or not it has reached a timing for determining whether or not deposits are growing near lower portion 11 a of tap hole 11 (step). S1). When the determination unit 53 determines that this timing has not been reached (No in step S1), the determination unit 53 repeats the process of step S1.

判定部53が、このタイミングに到達したと判断したとき(ステップS1でYes)、判定部53は、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長しているか否かを判定する(ステップS2)。   When the determination unit 53 determines that this timing has been reached (Yes in step S1), the determination unit 53 determines whether or not deposits are growing near the lower portion 11a of the taphole 11 ( Step S2).

判定部53が、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していないと判定したとき(ステップS2でNo)、判定部53は、ステップS1の処理に戻る。   When the determination unit 53 determines that the deposit has not grown near the lower portion 11a of the taphole 11 (No in step S2), the determination unit 53 returns to the process of step S1.

判定部53が、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していると判定したとき(ステップS2でYes)、表示制御部54は、堆積物が成長していることを示す画像を表示部7に表示させる(ステップS3)。これにより、ユーザーに、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していることが報知される。   When the determination unit 53 determines that the deposit is growing near the lower portion 11a of the taphole 11 (Yes in step S2), the display control unit 54 indicates that the deposit is growing. An image is displayed on the display unit 7 (step S3). As a result, the user is informed that the deposit is growing near the lower portion 11 a of the tap hole 11.

出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長している場合、算出部52を用いた溶滓量の測定では、溶滓量を正確に測定することができない。この場合、溶滓量測定装置1は、過去に測定された溶滓量が時系列に並ぶデータに対して、外挿をすることにより、溶滓量を推定してもよい。または、溶滓量測定装置1は、出銑口11の下側部分付近11aに堆積物が成長していると判定された状態、および、この後、堆積物が除去された状態で、測定された溶滓量が時系列に並ぶデータに対して、内挿をすることにより、溶滓量を推定してもよい。または、水砕設備で水砕スラグ量が測定されている場合、水砕スラグ量を溶滓量としてもよい。   When deposits are growing near the lower portion 11 a of the spout 11, the amount of hot metal cannot be measured accurately by measuring the amount of hot metal using the calculation unit 52. In this case, the hot metal amount measuring apparatus 1 may estimate the hot metal amount by extrapolating data in which the hot metal amounts measured in the past are arranged in time series. Alternatively, the hot metal amount measuring device 1 is measured in a state in which it is determined that the deposit is growing near the lower portion 11a of the spout 11 and in a state in which the deposit is removed thereafter. The amount of hot metal may be estimated by interpolating the amount of hot metal arranged in time series. Or when the amount of granulated slag is measured by the granulation facility, the amount of granulated slag may be used as the amount of hot metal.

1 溶滓量測定装置
10 高炉
11 出銑口
11a 出銑口の下側部分付近
20 出銑樋
20a 出銑樋の端部
21 出銑樋カバー
30 出銑滓流
30a 出銑滓流の下側部分
31 溶銑
32 溶滓
300 出銑滓流像
V 動画
ROI1 第1関心領域
ROI2 第2関心領域
ROI3 第3関心領域
Im1−a,Im1−b,Im1−c,Im1−d 第1画像
Im2−a,Im2−b,Im2−c,Im2−d 第2画像
Im3−a,Im3−b,Im3−c,Im3−d 第3画像
Im4−1,Im4−2 第4画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot metal amount measuring apparatus 10 Blast furnace 11 Outlet 11a Near lower side part 20 Outlet 20a End part 21 Outlet cover 30 Outlet flow 30a Underside outflow Portion 31 Hot metal 32 Hot metal 300 Outgoing flow image V Movie ROI1 First region of interest ROI2 Second region of interest ROI3 Third region of interest Im1-a, Im1-b, Im1-c, Im1-d First image Im2-a , Im2-b, Im2-c, Im2-d Second image Im3-a, Im3-b, Im3-c, Im3-d Third image Im4-1, Im4-2 Second image

Claims (5)

竪型炉の出銑口付近の出銑滓流が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した複数の画像を基にして、前記出銑滓流の速度および幅を算出し、前記速度および前記幅を変数として含む所定の式を用いて、前記出銑口から取り出された溶滓の量を算出する算出部と、
前記取得部が取得した複数の画像に写された、前記出銑滓流の下側部分の像を基にして、前記出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する判定部と、を備える溶滓量測定装置。
An acquisition unit for acquiring a plurality of images obtained by imaging the tidal current near the tidal outlet of the vertical furnace at a plurality of times;
Based on the plurality of images acquired by the acquisition unit, the speed and width of the tapping flow are calculated, and are extracted from the tapping outlet using a predetermined formula including the speed and the width as variables. A calculation unit for calculating the amount of molten iron,
Whether or not deposits are growing near the lower part of the tap outlet based on the images of the lower part of the tap stream that are copied to the plurality of images acquired by the acquisition unit. A hot metal amount measuring device comprising: a determination unit for determining.
前記判定部は、所定時間間隔において、前記像の形状の変化が比較的大きいとき、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していないと判定し、前記所定時間間隔において、前記像の形状の変化が比較的小さいとき、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していると判定する、請求項1に記載の溶滓量測定装置。   The determination unit determines that the deposit has not grown near the lower portion of the taphole when the change in the shape of the image is relatively large at a predetermined time interval, and at the predetermined time interval, The hot metal amount measuring apparatus according to claim 1, wherein when the change in the shape of the image is relatively small, it is determined that the deposit is growing near the lower portion of the tap hole. 前記判定部は、前記所定時間間隔において、前記像の形状の変化が大きくなるに従って値が大きくなり、前記像の形状の変化が小さくなるに従って値が小さくなる指標値を、前記像を基にして算出し、前記指標値が、予め定められたしきい値を超えているとき、前記像の形状の変化が比較的大きいと見なし、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していないと判定し、前記指標値が前記しきい値以下のとき、前記像の形状の変化が比較的小さいと見なし、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していると判定する、請求項2に記載の溶滓量測定装置。   The determination unit, based on the image, has an index value that increases as the change in the shape of the image increases and decreases as the change in the shape of the image decreases during the predetermined time interval. When the calculated index value exceeds a predetermined threshold value, it is considered that the change in the shape of the image is relatively large, and the deposit grows near the lower portion of the tap hole. When the index value is equal to or less than the threshold value, it is considered that the change in the shape of the image is relatively small, and the deposit is growing near the lower portion of the taphole The hot metal amount measuring device according to claim 2, wherein the determination is made. 前記判定部が、前記出銑口の下側部分付近に前記堆積物が成長していると判定したとき、所定の報知をする報知部をさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶滓量測定装置。   The said determination part is further provided with the alerting | reporting part which performs a predetermined alerting | reporting, when it determines with the said deposit growing near the lower part of the said tap hole. The hot metal amount measuring device described. 竪型炉の出銑口付近の出銑滓流が複数の時刻で撮像されることにより得られた複数の画像を取得する第1ステップと、
前記第1ステップで取得した複数の画像を基にして、前記出銑滓流の速度および幅を算出し、前記速度および前記幅を変数として含む所定の式を用いて、前記出銑口から取り出された溶滓の量を算出する第2ステップと、
前記第1ステップで取得した複数の画像に写された、前記出銑滓流の下側部分の像を基にして、前記出銑口の下側部分付近に堆積物が成長しているか否かを判定する第3ステップと、を備える溶滓量測定方法。
A first step of obtaining a plurality of images obtained by imaging a tidal current near a tidal outlet of a vertical furnace at a plurality of times;
Based on the plurality of images acquired in the first step, the speed and width of the tapping flow are calculated, and are extracted from the tapping outlet using a predetermined formula including the speed and the width as variables. A second step of calculating the amount of molten iron,
Whether or not deposits are growing near the lower part of the tap outlet based on the images of the lower part of the tap stream, which are captured in the plurality of images acquired in the first step. A third step of determining the amount of molten iron.
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