JP2943575B2 - 鋳型口内パウダ不足自動検知装置 - Google Patents

鋳型口内パウダ不足自動検知装置

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JP2943575B2 JP22236393A JP22236393A JP2943575B2 JP 2943575 B2 JP2943575 B2 JP 2943575B2 JP 22236393 A JP22236393 A JP 22236393A JP 22236393 A JP22236393 A JP 22236393A JP 2943575 B2 JP2943575 B2 JP 2943575B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造機の鋳型口内
におけるパウダ不足を検知する連続鋳造機の鋳型口内に
おけるパウダ不足自動検知装置に関し、鋳型口内溶鋼表
面からの輻射光の輝度の変化量からパウダ不足を推定す
ることにより、パウダ不足を検知する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造機においては、溶鋼と外気とを
遮断し溶鋼の酸化防止を図ると共に、鋳型と鋳片間の潤
滑を図る等のために顆粒または粉末状のパウダが鋳型口
内の溶鋼表面に添加される。従来、パウダの供給は、機
側にいる作業者が目視によりパウダの消費量を判断し、
適宜、適量のパウダ投入を行っていた。しかし、機側は
高温高湿、粉塵等により作業環境は劣悪であり、人間に
よる作業環境として好ましいものではなく、さらに、作
業者は他の作業と並行してパウダ不足の検知およびパウ
ダの投入を行わなければならず、作業条件はさらに過酷
なものであった。
【0003】一方、パウダ不足の検知が遅れた場合に
は、製品の品質に悪影響を及ぼすのみならず、操業上、
重大な事故につながるブレークアウトを引き起こす危険
性が大きく、パウダ不足検知、投入は適格に行う必要性
が高い。そこで、作業者の負担を少しでも軽減するもの
として、一定周期で定量のパウダを自動投入する方法及
び装置等が開発されているが、これらの方法でも、投入
間隔及び投入量は、経時的な鋳造状況を監視し、監視結
果に基づく判断により決定されるため、作業者は悪環境
の下で鋳型口内の目視監視を続けなければならなかっ
た。
【0004】そこで最近では、鋳型口内の監視を人間に
よらず機械によって行うようにしたものとして、例え
ば、放射温度計による鋳型口内の温度分布測定(特開平
3−248752号公報)、赤外線カメラによる温度分
布測定、ITVカメラによる鋳型口内遠隔監視等によっ
てパウダ不足を検知し、適宜パウダ投入を行う方式が提
案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方式で
はパウダの燃焼火炎や溶鋼飛散等に起因する誤検出が発
生し、信頼性あるパウダ不足検知ができないという問題
点があった。ところで、このようなパウダの燃焼火炎や
溶鋼飛散等の影響を除去する装置として、例えば、溶鋼
レベル検出装置に関するものとして特開昭61−132
250号公報に記載されたものがある。しかし、同公報
には溶鋼レベル検出に関してパウダの燃焼火炎や溶鋼飛
散等の影響を除去する技術について開示されているが、
溶鋼表面におけるパウダ不足の検知については何等示唆
されておらず、また、その技術をパウダ不足検知に適用
したとしても、溶鋼面にレベル変動が発生した場合には
十分な検知能力が得られない。このようなことから、パ
ウダの燃焼火炎や溶鋼飛散等の影響を除去して、信頼性
の高いパウダ不足検知技術の開発が要望されていた。
【0006】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、パウダの燃焼火炎や溶鋼飛散等の影
響を除去し、高い信頼性を有するパウダ不足自動検知装
置を得ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鋳型口内パ
ウダ不足自動検知装置は、鋳型口内を撮像する撮像手段
と、該撮像手段によって撮像された画像信号を各画素に
ついてディジタル信号に変換するA/D変換手段と、該
A/D変換手段から出力される各画素の画像信号を入力
し、所定時間の間に入力された複数の画像信号のうち同
一位置における複数の画素について最小レベルのものを
選択してその位置における画素の値とする合成画像を生
成する最小輝度画像合成演算処理手段と、前記合成画像
に基づいてパウダ不足の判断を行うパウダ不足判断手段
とを備えたものである。
【0008】また、本発明に係る他の鋳型口内パウダ不
足自動検知装置は、鋳型口内を撮像する撮像手段と、該
撮像手段によって撮像された画像信号を各画素について
ディジタル信号に変換するA/D変換手段と、該A/D
変換手段から出力される各画素の画像信号を入力し、所
定時間の間に入力された複数の画像信号のうち特定領域
における同一位置における複数の画素について最小レベ
ルのものを選択してその位置における画素の値とする合
成画像を生成する最小輝度画像合成演算処理手段と、前
記合成画像の各画素の値に基づいて前記特定領域の平均
輝度値を算出する平均輝度算出処理手段と、該平均輝度
算出処理手段によって算出された平均輝度値を予め設定
されたパウダ不足検知レベル設定値と比較し、平均輝度
値がパウダ不足検知レベル設定値よりも大きな値になっ
た場合にはパウダ不足警報信号を発する検出値判定処理
手段とを備えたものである。
【0009】
【作用】本発明に係る鋳型口内パウダ不足自動検知装置
において、撮像手段は鋳型口内を撮像し、A/D変換手
段は撮像手段によって撮像された画像信号を各画素につ
いてディジタル信号に変換する。また、最小輝度画像合
成演算処理手段は、A/D変換手段から出力される各画
素の画像信号を入力し、所定時間の間に入力された複数
の画像信号のうち同一位置における複数の画素について
最小レベルのものを選択してその位置における画素の値
とする合成画像を生成する。このように最小レベルのも
のを選択することにより、パウダの燃焼火炎や溶鋼飛散
等の影響を除去している。パウダ不足判断手段は燃焼火
炎等の影響が除去された合成画像に基づいてパウダ不足
の判断を行う。
【0010】また、本発明に係る他の鋳型口内パウダ不
足自動検知装置において、平均輝度算出処理手段は合成
画像の各画素の値に基づいて特定領域の平均輝度値を算
出し、検出値判定処理手段は平均輝度算出処理手段によ
って算出された平均輝度値を予め設定されたパウダ不足
検知レベル設定値と比較し、平均輝度値がパウダ不足検
知レベル設定値よりも大きな値になった場合にはパウダ
不足警報信号を発する。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す機能ブロッ
ク図であり、図において、1は溶鋼面を含む鋳型口内の
領域を撮像するITVカメラ、3はITVカメラから入
力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/
D変換処理装置である。5は最小輝度画像合成演算処理
手段であり、図2に示すように、A/D変換処理装置3
から出力される各画素の画像信号を入力し、所定時間の
間に入力された複数の画像信号のうち特定領域における
同一位置における複数の画素について最小レベルのもの
を選択してその位置における画素の値とする合成画像を
生成する。このとき、特定領域及び所定時間は操業条件
により設定される処理パラメータによって決定され、処
理パラメータとしては、パウダの種類に関するもの、輝
度値のしきい値に関するもの、及び処理領域の大きさに
関するものがある。上記の処理により、パウダの燃焼や
溶鋼飛散等による短時間的な輻射光量変化を除去した合
成画像を得ることができる。
【0012】7は平均輝度算出処理手段であり、最小輝
度画像合成演算処理手段5によって合成された合成画像
の各画素の値に基づいて特定領域の平均輝度値を算出す
る。9は検出値判定処理手段であり、検出値判定処理手
段9は、平均輝度算出処理手段7により算出された平均
輝度値を予め設定されたパウダ不足検知レベル設定値と
比較し、平均輝度値がパウダ不足検知レベル設定値より
も大きな値になった場合にはパウダ不足警報信号を発す
る。
【0013】図3は、本実施例によるパウダ不足検知方
法を説明する説明図である。次に、図3に基づいて小断
面丸ビレット連続鋳造設備での本実施例によるパウダ不
足検知方法を説明する。図において、11は小断面丸ビ
レット連続鋳造機の鋳型(モールド)であり、鋳型11
内にはタンデッシュ13からノズル15を介して溶鋼1
7が鋳込まれ、鋳型11により冷却された溶鋼を徐々に
下方に引き抜くことにより、鋳片19が連続的に形成さ
れる。21は鋳型11口内溶鋼表面に添加された顆粒ま
たは粉末状のパウダであり、パウダ21は連続鋳造中に
鋳造と共に消費されるため、パウダ21が消費されると
溶鋼17の表面から発せられる輻射光量が増加する。そ
のため、輻射光量が一定値以上になるとパウダ21の供
給を行う必要がある。
【0014】鋳型口内におけるパウダ21の状況は、I
TVカメラ1により、非接触かつ連続的に撮像され、画
像処理装置2に実時間で入力される。ITVカメラ1に
よって撮像された画像データはA/D変換処理装置3に
よって、ディジタルデータに変換され、操業条件により
設定される処理パラメータに基づき、最小輝度画像合成
演算処理手段5によって最小輝度画像合成演算処理が施
こされる。図4は最小輝度画像合成演算処理によって、
火炎像を除去した画像の説明をする説明図である。図4
において、31は原画像、33は原画像31の模式図、
35は原画像31に対して最小輝度画像合成演算処理を
行って生成された合成画像である。合成画像35から明
らかなように、最小輝度画像合成演算処理によって、火
炎像がほぼ完全に除去されている。
【0015】次に、最小輝度画像合成演算処理によって
生成された合成画像の各画素の値に基づいて、平均輝度
算出手段7によって平均輝度値が算出され、算出された
平均輝度値はさらに、検出値判定処理手段9によって予
め設定されたパウダ不足検知レベル設定値と比較され
る。図5は検出された平均輝度値を縦軸にとり、時間を
横軸にとって表した平均輝度値の時間経過による変化状
態を示すグラフであり、グラフ中時間軸に平行に引いた
破線はパウダ不足検知レベル設定値を示している。比較
された結果、平均輝度値がパウダ不足検知レベル設定値
以上になった場合にはパウダ不足警報信号を発する。こ
の図5の例では、パウダ不足警報信号が発せられると、
直ちにパウダが供給されている。
【0016】以上の検知方法により、溶鋼17の表面上
に添加されるパウダ21が鋳造とともに消費され、溶鋼
17表面から発せられる輻射光量が増加した場合に、パ
ウダ21の燃焼や溶鋼飛散等による短時間的な輻射光量
変化の影響を除去しつつ(図4参照)、溶鋼17の表面
からの輻射光量の増減量のみを測定することができ、パ
ウダ21の不足を自動検出することができる。また、本
実施例の装置をパウダ自動供給装置の視覚センサとして
利用することによって、適切なタイミングで適量のパウ
ダ供給ができるパウダ自動供給装置を得ることができ
る。
【0017】なお、本実施例では合成画像の各画素の値
に基づいて平均輝度値を算出し、この平均輝度値とパウ
ダ不足検知レベル設定値とを比較してパウダ不足を判断
する例を示したが、平均輝度値を算出することなく合成
画像に基づいてパウダ不足を判断することも可能であ
る。また、本実施例ではITVカメラにより撮像される
鋳型口内の全画像情報の中から特定領域をきめて画像処
理をする例を示したが、本発明はこれに限られるもので
はなく、ITVカメラにより観察される鋳型の画像情報
の内、ある注目する領域の中から特定領域を決めて画像
処理を行ってもよい。
【0018】なお、注目する領域はパウダ表面での輻射
光量の変化を直接観察できる領域でなてもよく、例え
ば、鋳型口内壁に反射・映り込む輻射光量を観察・測定
してもよい。鋳型口内壁を観察・測定することにより、
周辺設備等により生ずる死角やITVカメラの設置位置
により直接観察できない位置で発生するパウダの不足
を、その発生位置にかかわらず検知することができる。
また、観察に用いるITVカメラは、可視光領域に限ら
ず赤外線領域に感度をもつようなテレビカメラを用いて
もよい。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、所定時間の間に入力された複数の画像信号のうち
同一位置における複数の画素について最小レベルのもの
から合成画像を生成し、この合成画像に基づいてパウダ
不足の判断を行うようにしたので、パウダの燃焼火炎や
溶鋼飛散等の影響を除去することができ、高い精度でパ
ウダ不足を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す機能ブロック図であ
る。
【図2】本発明の一実施例における最小輝度画像合成演
算処理を説明する説明図である。
【図3】本発明の一実施例におけるパウダ不足検知方法
を説明する説明図である。
【図4】本発明の一実施例における最小輝度画像合成演
算処理によって、火炎像を除去した画像の説明をする説
明図である。
【図5】本発明の一実施例における平均輝度算出手段に
よって算出された平均輝度値の時間経過による変化状態
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ITVカメラ 3 A/D変換処理装置 5 最小輝度画像合成演算処理手段 7 平均輝度算出処理手段 9 検出値判定処理手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−129126(JP,A) 特開 昭61−132250(JP,A) 特開 平3−248752(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/16 104 B22D 11/16 B22D 11/10 370 G01F 23/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型口内を撮像する撮像手段と、 該撮像手段によって撮像された画像信号を各画素につい
    てディジタル信号に変換するA/D変換手段と、 該A/D変換手段から出力される各画素の画像信号を入
    力し、所定時間の間に入力された複数の画像信号のうち
    同一位置における複数の画素について最小レベルのもの
    を選択してその位置における画素の値とする合成画像を
    生成する最小輝度画像合成演算処理手段と、 前記合成画像に基づいてパウダ不足の判断を行うパウダ
    不足判断手段とを備えたことを特徴とする鋳型口内パウ
    ダ不足自動検知装置。
  2. 【請求項2】 鋳型口内を撮像する撮像手段と、 該撮像手段によって撮像された画像信号を各画素につい
    てディジタル信号に変換するA/D変換手段と、 該A/D変換手段から出力される各画素の画像信号を入
    力し、所定時間の間に入力された複数の画像信号のうち
    特定領域における同一位置における複数の画素について
    最小レベルのものを選択してその位置における画素の値
    とする合成画像を生成する最小輝度画像合成演算処理手
    段と、 前記合成画像の各画素の値に基づいて前記特定領域の平
    均輝度値を算出する平均輝度算出処理手段と、 該平均輝度算出処理手段によって算出された平均輝度値
    を予め設定されたパウダ不足検知レベル設定値と比較
    し、平均輝度値がパウダ不足検知レベル設定値よりも大
    きな値になった場合にはパウダ不足警報信号を発する検
    出値判定処理手段とを備えたことを特徴とする鋳型口内
    パウダ不足自動検知装置。
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