JP3400995B2 - 地金噛み込みを検出するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機におけ
る地金噛み込みによる欠陥検出のためのシステムおよび
方法に関する。さらに詳しくは、連続鋳造機のモールド
からカッターまでの間に設けられた撮影装置によって得
られた映像信号に画像処理装置で所定の処理を加えるこ
とによって面積計算を行なって、正常鋳造時の面積との
面積差を比較し、該面積差が所定の値以上の場合、地金
噛み込みとして検出するシステムおよび方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】連続
鋳造は、つぎの工程ｉ〜工程ivからなる。 （工程ｉ）溶解炉から溶鋼を鍋に移す。 （工程ii）鍋をタンディッシュの上部にのせる。 （工程iii）溶鋼を鍋からタンディッシュに注ぐ。 （工程iv）溶鋼をタンディッシュからモールドに注ぐ。

【０００３】前記工程ivにおいてモールドに注がれた溶
鋼は、表面に薄い層が凝固した状態でローラを用いて連
続的に引き出され、凝固する。

【０００４】前記工程（iv）において、溶鋼をモールド
に注入する際に、溶鋼の跳ね返り（ないしは、スプラッ
シュ）５０ｓがタンディッシュＴＤまたはモールドＭＤ
などに付着して地金５０となり（図６の（ａ）参照）、
この地金５０がモールドＭＤに落下して（図６の（ｂ）
参照）、鋳片２が地金を噛み込んで、これが凝固後も残
って地金噛み込み（以下、「ノロカミ」という）と称す
る鋳造欠陥を惹起する（図６の（ｃ）参照）。このノロ
カミ発生の有無の検出は、従来、目視で鋳片表面の色を
判断することによってなされていたが、人による判断に
依存するものであるため、欠陥の見落としや判断ミスが
どうしても避けられないとの問題があった。

【０００５】本発明の目的は、かかる従来のノロカミ検
出の問題点を解消し、連続鋳造機のモールドからカッタ
ーまでの間に設けられた撮影装置によって得られた画像
データに画像処理装置で所定の処理を加えることによっ
て面積計算を行なって、正常鋳造時の面積との面積差を
比較することによって自動的にノロカミ異常を検出する
システムおよび方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様である地
金噛み込みを検出するためのシステムは、連続鋳造機の
モールドからカッターまでの間に設けられた撮影装置
と、該撮影装置によって得られたモールドからカッター
までの間の鋳片表面の映像信号を受け取り、画像処理を
行なうための画像処理装置と、該画像処理装置によって
画像処理が行なわれた結果、地金噛み込みが発生してい
ると判断された場合に警報を出すための警報装置からな
る地金噛み込みを検出するためのシステムであって、前
記撮影手段が、映像信号を前記画像処理装置に送信する
ための送信手段を備えており、前記画像処理装置が、前
記送信手段によって送信された映像信号を受け取り、高
温部（ないしは明部）を白色とする画像データに変換
し、ノイズを除去するための手段、該ノイズが除去され
た白黒画像データにおける白色領域の面積を算出するた
めの面積算出手段、該白色領域の面積と正常に鋳造され
たときの白色領域の面積との面積差を算出するための面
積差算出手段、および該面積差算出手段によって算出さ
れた面積差が所定の値以上の場合に、地金噛み込みが発
生している旨の警報信号を前記警報装置に送信する警報
信号送信手段を備えてなることを特徴としている。

【０００７】また、前記ノイズを除去するための手段
が、画像信号を２値化された画像データに変換するため
の手段、該２値化された画像データを膨張・縮小する手
段からなることが好ましい。

【０００８】また、前記撮影装置は、赤外線カメラであ
ってもよい。

【０００９】また、前記撮影装置は、白黒ＣＣＤカメラ
であることが好ましい。

【００１０】本発明の他の態様である地金噛み込みを検
出する方法は、（ａ）連続鋳造機のモールドからカッタ
ーまでの間の鋳片表面の画像信号を撮影装置を用いて収
集する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）によって得られた
映像信号を受け取って、該映像信号に所定の処理を行な
う工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）により所定の処理を行
なった結果、地金噛み込みが発生していると判断した場
合に警報を出す工程を備え、前記工程（ｂ）が、（ｂ
１）前記画像信号を２値化された画像データに変換する
工程、（ｂ２）該２値化された画像データを膨張・縮小
し、ノイズを除去する工程、（ｂ３）前記工程（ｂ２）
においてノイズが除去された画像データの白色領域の面
積を算出する工程、（ｂ４）前記工程（ｂ３）において
算出された白色領域の面積と正常に鋳造されたときの白
色領域の面積との面積差を算出する工程、および（ｂ
５）前記工程（ｂ４）において算出された面積差が所定
の値以上の場合に、地金噛み込みが発生している旨を警
報する工程を備えてなることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態にかかわる
ノロカミ検出システムおよび方法について、添付図面を
参照しながら以下に詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態にかかわるノ
ロカミ検出システムの概要を示す説明図、図２の（ａ）
は正常鋳造時のＣＣＤカメラによる画像例、図２の
（ｂ）はノロカミ時のＣＣＤカメラによる画像例、図３
の（ａ）は正常鋳造時の２値化画像例、図３の（ｂ）は
ノロカミ時の２値化画像例、図４の（ａ）は正常鋳造時
のノイズ除去後の２値化画像例、図４の（ｂ）はノロカ
ミ時のノイズ除去後の２値化画像例、図５は本発明の一
実施の形態にかかわるノロカミ検出方法の一連の流れを
示すフローチャートである。

【００１３】実施の形態１ 図１を参照すると、本実施の形態のノロカミ検出システ
ム２０は、撮影手段である白黒ＣＣＤ（charge coupled
device）カメラ１と画像処理装置５とを備えている。
なお、白黒ＣＣＤカメラに代えて、赤外線カメラを使用
することも可能である。

【００１４】白黒ＣＣＤカメラ１は、連続鋳造機（図示
されていない）のモールドからカッターまでの間（図６
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の下部）に設けられており、常
時、鋳片２の状態を撮影している。この白黒ＣＣＤカメ
ラ１から出力される映像信号４は、映像信号／画像デー
タ変換部４ａにて６４０ドット×４８０ドットの画像デ
ータに変換されると共に白黒２５６階調（すなわち、画
像の濃度レベルの範囲が０〜２５５である）の画像デー
タ４ｂに変換され、鋳片２の低温部では黒色が強調さ
れ、高温部では白色が強調される。

【００１５】画像処理装置５は、送信手段を介して白黒
２５６階調の画像データ４ｂ（図２の（ａ）および
（ｂ）参照）を受け取って２値化するための２値化手段
７と、２値化された画像データ（図３の（ａ）および
（ｂ）参照）に画像の膨張・縮小処理を加えてノイズを
除去するためのノイズ除去手段８と、ノイズが除去され
た画像データ（図４の（ａ）および（ｂ）参照）のうち
白色部分（高温部）の面積を算出するための面積算出手
段９と、正常鋳造時に入力した画像の面積と面積算出手
段９によって算出された面積との面積差を算出するため
の面積差算出手段１０とを備えている。

【００１６】本発明において「２値化」とは、明暗を表
わす０〜２５５の白黒画像データに、基準値（たとえ
ば、１２０）を設け、該基準値（１２０）よりも数字が
上の場合は２５５とし、該基準値よりも数字が下の場合
は０とする処理をいう。

【００１７】２値化手段７により２値化された画像デー
タでは、鋳片にスケールなどが付着することによって曖
昧な温度になっている部分については微小な黒点ノイズ
Ｎ（図３の（ａ）および（ｂ）参照）が発生するが、ノ
イズ除去手段８により微小な黒点ノイズＮが除去される
（図４の（ａ）および（ｂ）参照）。本明細書におい
て、ノイズとはスケールなどの付着によって曖昧な色
（温度）となっている部分をいう。

【００１８】本実施の形態の場合、ノイズ除去手段８に
よる微小な黒点ノイズＮの除去は、２値化手段７により
２値化された画像データの白色画素部分の一定周囲を白
色にする方法（以下、「膨張処理」という）により行な
われる。膨張処理により微小な黒点ノイズＮが除去され
ると、ノロカミ部分３のみが黒色表示される。膨張処理
の後、鋳片２の外形の画像のサイズを元のサイズ（実画
像の横サイズ：１ｍ）に戻すために縮小処理を加える。
なお、ノイズの除去は、膨張処理の代りに、一定の大き
さ以下のノイズを除外する処理によっても達成できる。

【００１９】こうしてノイズ除去手段８により微小な黒
点ノイズＮが除去された後、面積算出手段９により白色
部分（高温部）の面積が算出されると、面積差算出手段
１０により、当該算出された面積と、正常鋳造時に入力
した画像の基準面積Ｒ（図４の（ａ）参照）との面積差
が算出され、この面積差が約１０００（すなわち、３２
ドット×３２ドット以上である場合に、警報出力１１を
警報装置６に送信し、サイレン、ベルなどの吹鳴装置を
吹鳴させる。

【００２０】実施の形態２ 図５を参照すると、本実施の形態のノロカミ検出方法
は、つぎの工程から構成される。

【００２１】工程Ｉ： 一定の周期（たとえば、５〜１
０秒）で白黒ＣＣＤカメラを動作させ、当該白黒ＣＣＤ
カメラによって撮影されて得られた映像信号を取り込ん
で、６４０ドット×４８０ドットの画像データに変換す
ると共に白黒２５６階調の画像データに変換する。な
お、工程Ｉにおける「一定の周期」は、鋳造速度に依存
して画像の取りこぼしがないように適宜選択されるべき
ものである。

【００２２】工程II： 前記工程Ｉによって得られた画
像データを２値化する。

【００２３】工程III： 前記工程IIによって２値化され
た画像データを膨張処理と、圧縮処理とをすることによ
ってノイズを除去する。ノイズの除去は、膨張処理に代
えて、一定の大きさ以下のノイズを除外することによっ
ても達成できる。

【００２４】工程IV： 前記工程IIIによってノイズが
除去された画像データから白色部分の面積を算出する。

【００２５】工程Ｖ： 前記工程IVによって算出された
白色部分の面積が所定の面積（たとえば、４０００（す
なわち、６３ドット×６３ドット）未満であるとき、
「鋳造なし」と判断する。この場合、警報装置に対して
吹鳴する命令を出さない。

【００２６】一方、前記工程IVによって算出された白色
部分の面積が所定の面積以上である場合、「鋳造中であ
る」と判断する。

【００２７】工程VI： 前記工程Ｖにおいて「鋳造中で
ある」と判断された場合、鋳造開始後１回目のノロカミ
の有無の判断であるか否かを判断し、「鋳造開始後１回
目のノロカミの有無の判断」と判断された場合、前記工
程IVにおいて算出された白色部分の面積を基準面積とし
て記憶する。この場合、警報装置に対して吹鳴する命令
を出さない。

【００２８】一方、「鋳造開始後１回目のノロカミの有
無の判断ではない（すなわち、鋳造開始後２回目以降の
ノロカミの有無の判断）」と判断された場合、前記基準
面積から前記工程IVで算出された白色部分の面積を減じ
て得られた値が所定の数値未満である場合、「ノロカミ
が発生してない」と判断し、警報装置に対して吹鳴する
命令を出さない。

【００２９】しかし、「鋳造開始後１回目のノロカミの
有無の判断ではない（すなわち、鋳造開始後２回目以降
のノロカミの有無の判断）」と判断され、かつ、前記基
準面積から前記工程IVで算出された白色部分の面積を減
じて得られた値が所定の数値以上である場合、「ノロカ
ミが発生している」と判断し、警報装置に対して吹鳴す
る命令を出す。

【００３０】叙上の記載は、本発明の原理だけを示して
いる。さらに多くの改良および変更が当業者には容易に
思いつくであろうから、本発明を本明細書および添付図
面に記載されかつ図示された構造および働きのものに限
定することは望ましくない。したがって、すべての適当
な改良および均等物は特許請求の範囲により定義されて
いるように本発明の範囲に含まれる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、連続鋳造機における鋳
片のノロカミないしは地金噛み込み異常を自動的に検出
し得るシステムおよび方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかわるノロカミ検出
システムの概要を示す説明図である。

【図２】（ａ）は正常鋳造時のＣＣＤカメラによる画像
の電子データの一例であり、（ｂ）はノロカミ時のＣＣ
Ｄカメラによる画像の電子データの一例である。

【図３】（ａ）は正常鋳造時の２値化画像の電子データ
の一例であり、（ｂ）はノロカミ時の２値化画像の電子
データの一例である。

【図４】（ａ）は正常鋳造時のノイズ除去後の２値化画
像の電子データの一例であり、（ｂ）はノロカミ時のノ
イズ除去後の２値化画像の電子データの一例である。

【図５】本発明の一実施の形態にかかわるノロカミ検出
方法の一連の流れを示すフローチャートである。

【図６】ノロカミ発生の過程を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 白黒ＣＣＤカメラ ２ 鋳片 ３ ノロカミ部分 ４ 画像データ ５ 画像処理装置 ６ 警報装置 ７ ２値化手段 ８ ノイズ除去手段 ９ 面積算出手段 １０ 面積差算出手段 １１ 警報出力 ２０ ノロカミ検出システム ５０ 地金 ＭＤ モールド ＴＤ タンディッシュ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−90185（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−90184（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−107758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−142754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−142753（ＪＰ，Ａ) 特開2001−269770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−135587（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/16 104 G06T 1/00 300 G06T 5/00 300

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造機の下端部のモールドからカッ
   ターまでの間に設けられた撮影装置と、該撮影装置によ
   って得られたモールドからカッターまでの間の鋳片表面
   の映像信号を受け取り、画像処理を行なうための画像処
   理装置と、該画像処理装置によって画像処理が行なわれ
   た結果、地金噛み込みが発生していると判断された場合
   に警報を出すための警報装置からなる地金噛み込みを検
   出するためのシステムであって、前記撮影手段が、映像
   信号を前記画像処理装置に送信するための送信手段を備
   えており、前記画像処理装置が、前記送信手段によって
   送信された映像信号を受け取り、高温部を白色とする白
   黒画像データに変換し、ノイズを除去するための手段、
   該ノイズが除去された白黒画像データにおける白色領域
   の面積を算出するための面積算出手段、該白色領域の面
   積と正常に鋳造されたときの白色領域の面積との面積差
   を算出するための面積差算出手段、および該面積差算出
   手段によって算出された面積差が所定の値以上の場合
   に、地金噛み込みが発生している旨の警報信号を前記警
   報装置に送信する警報信号送信手段を備えてなることを
   特徴とする地金噛み込みを検出するためのシステム。
2. 【請求項２】 前記ノイズを除去するための手段が、画
   像信号を２値化された画像データに変換するための手
   段、該２値化された画像データを膨張・縮小する手段か
   らなる請求項１記載のシステム。
3. 【請求項３】 前記撮影装置が白黒ＣＣＤカメラである
   請求項１記載のシステム。
4. 【請求項４】 前記撮影装置が赤外線カメラである請求
   項１記載のシステム。
5. 【請求項５】 （ａ）連続鋳造機のモールドからカッタ
   ーまでの間の鋳片表面の映像信号を撮影装置を用いて収
   集する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）によって得られた
   映像信号を受け取って、該映像信号に所定の処理を行な
   う工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）により所定の処理を行
   なった結果、地金噛み込みが発生していると判断した場
   合に警報を出す工程を備え、前記工程（ｂ）が、（ｂ
   １）前記画像信号を２値化された画像データに変換する
   工程、（ｂ２）該２値化された画像データを膨張・縮小
   し、ノイズを除去する工程、（ｂ３）前記工程（ｂ２）
   においてノイズが除去された白黒画像データにおける白
   色領域の面積を算出する工程、（ｂ４）前記工程（ｂ
   ３）において算出された白色領域の面積と正常に鋳造さ
   れたときの白色領域の面積との面積差を算出する工程、
   および（ｂ５）前記工程（ｂ４）において算出された面
   積差が所定の値以上の場合に、地金噛み込みが発生して
   いる旨を警報する工程を備えてなることを特徴とする地
   金噛み込みを検出する方法。