JP7056401B2 - Boil detection method in continuous casting mold, quality judgment method of continuous casting slab, monitoring method of continuous casting equipment, boil detection device in continuous casting mold - Google Patents

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本発明は、連続鋳造時において、連続鋳造用モールドの湯面を監視し、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出する連続鋳造用モールド内のボイル検出方法、これを用いた連続鋳造鋳片の品質判定方法、連続鋳造設備の監視方法、及び、連続鋳造用モールド内のボイル検出装置に関するものである。 The present invention uses a method for detecting boil in a mold for continuous casting, which monitors the molten metal surface of the mold for continuous casting during continuous casting and detects the boil of gas bubbles discharged from the mold for continuous casting. The present invention relates to a method for determining the quality of continuously cast slabs, a method for monitoring continuous casting equipment, and a boil detection device in a mold for continuous casting.

金属の連続鋳造においては、連続鋳造用モールド内に、浸漬ノズルを介して溶融金属を連続的に供給し、連続鋳造用モールドのモールド壁において凝固シェルを成長させ、得られた鋳片を連続鋳造用モールドから引き抜くことにより、連続的に鋳片を製造する構成とされている。 In continuous metal casting, molten metal is continuously supplied into the continuous casting mold via a dipping nozzle, a solidified shell is grown on the mold wall of the continuous casting mold, and the obtained slab is continuously cast. It is configured to continuously produce slabs by pulling out from the mold.

この連続鋳造時には、連続鋳造用モールド内の湯面上にモールドパウダーが添加される。このモールドパウダーは、連続鋳造用モールド内の湯面上において溶融し、モールド壁と凝固シェルとの間に流入する。そして、モールドパウダーは、モールド壁と凝固シェルとの間でパウダーフィルムを形成し、モールド壁と凝固シェルの間で潤滑作用を奏する。
また、連続鋳造時には、溶融金属中の非金属介在物等を浮上分離するために、連続鋳造用モールド内の溶融金属に対して、浸漬ノズルを介して不活性ガスを供給している。
At the time of this continuous casting, the mold powder is added on the molten metal surface in the continuous casting mold. This mold powder melts on the surface of the molten metal in the continuous casting mold and flows between the mold wall and the solidified shell. Then, the mold powder forms a powder film between the mold wall and the solidified shell, and exerts a lubricating action between the mold wall and the solidified shell.
Further, at the time of continuous casting, an inert gas is supplied to the molten metal in the mold for continuous casting via a dipping nozzle in order to float and separate non-metal inclusions and the like in the molten metal.

ここで、連続鋳造時には、連続鋳造用モールド内に供給された不活性ガスが凝集してガス気泡が粗大化し、これが湯面上で放出されることがある。この現象を「ボイル」と称する。ガス気泡のボイルが生じると、湯面上の溶融したモールドパウダーが溶融金属内に巻き込まれ、鋳片の内部品質が低下してしまうおそれがあった。
また、浸漬ノズルに孔や亀裂等が生じた場合には、浸漬ノズルを通過する溶鋼が雰囲気ガスを巻き込んでしまい、この雰囲気ガスが連続鋳造用モールド内から湯面上に放出され、上述の「ボイル」が生じることになる。
なお、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルが生じた場合には、湯面上のモールドパウダーが除去され、瞬間的に溶融金属が露出する。このため、連続鋳造用モールドを観察すると、ボイルが生じた際には、瞬間的に輝度の高い領域が観察されることになる。
Here, during continuous casting, the inert gas supplied into the continuous casting mold may aggregate and coarsen the gas bubbles, which may be released on the molten metal surface. This phenomenon is called "boil". When the boil of gas bubbles is generated, the molten mold powder on the molten metal surface may be caught in the molten metal, and the internal quality of the slab may be deteriorated.
Further, when a hole or a crack is generated in the dipping nozzle, the molten steel passing through the dipping nozzle entrains the atmospheric gas, and this atmospheric gas is discharged from the inside of the mold for continuous casting onto the molten metal surface. "Boil" will occur.
When the gas bubbles discharged from the continuous casting mold are boiled, the mold powder on the molten metal surface is removed and the molten metal is instantaneously exposed. Therefore, when observing the mold for continuous casting, when boil occurs, a region having high brightness is instantaneously observed.

このため、連続鋳造時においては、連続鋳造用モールドの湯面を監視し、モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出することで、鋳片の表面品質及び内部品質を判定したり、設備異常を検出したりすることが可能となる。
このため、従来、連続鋳造時において、連続鋳造用モールドの湯面を監視して、ガス気泡のボイルを検出する手段が提供されている。
For this reason, during continuous casting, the surface quality and internal quality of the slab can be determined by monitoring the molten metal surface of the continuous casting mold and detecting the boil of gas bubbles discharged from the mold, and equipment. It is possible to detect anomalies.
For this reason, conventionally, there has been provided a means for monitoring the molten metal surface of a continuous casting mold and detecting a boil of gas bubbles during continuous casting.

例えば、特許文献1には、鋳型内を撮像し、得られた画像信号を演算処理して、湯面上に浮上する気泡数および湯面上に発生する炎の大きさを検出し、ガスの吹き込み量を制御する方法が提案されている。
また、特許文献2には、テレビカメラによって画像を得て、記憶された画像を固定し、新たに入力される画像との画素毎の差を取り、ボイル発生有無を検知して判定処理する方法が提案されている。
For example, in Patent Document 1, the inside of a mold is imaged, the obtained image signal is arithmetically processed, the number of bubbles floating on the molten metal surface and the size of the flame generated on the molten metal surface are detected, and the size of the gas is detected. A method of controlling the blowing amount has been proposed.
Further, in Patent Document 2, a method of obtaining an image by a television camera, fixing the stored image, taking a difference for each pixel from a newly input image, detecting the presence or absence of boil, and performing determination processing. Has been proposed.

さらに、特許文献3には、浸漬ノズルを中心としてモールドの長辺方向の一方と他方とをそれぞれ2つのカメラで撮像し、得られた画像に対して画像処理装置により1画素当りの平均輝度値を算出し、一方のモールド内画像と他方のモールド内画像の平均輝度値との差から、片沸を検出する方法が提案されている。
また、特許文献4には、モールド内の溶鋼面を撮像して原画像データを得て、この原画像データの各画素の輝度値に応じて、ボイル発生値と非ボイル発生値とに2値化処理し、判定画像データをあらかじめ定めてある判定パターンと比較して、ボイル現象を判定する方法が提案されている。
Further, in Patent Document 3, one and the other in the long side direction of the mold are imaged by two cameras centering on the immersion nozzle, and the obtained image is subjected to an average luminance value per pixel by an image processing device. Is calculated, and a method of detecting one-sided boiling from the difference between the average brightness value of one in-mold image and the other in-mold image has been proposed.
Further, in Patent Document 4, the molten steel surface in the mold is imaged to obtain original image data, and the boil generation value and the non-boil generation value are binar values according to the brightness value of each pixel of the original image data. A method has been proposed in which the boil phenomenon is determined by performing the conversion process and comparing the determination image data with a predetermined determination pattern.

さらに、特許文献5には、連続鋳造モールド内の画像を写す撮像部と、前記モールド内の画像に基づいて色彩の分布情報を解析して、前記モールド内部で発生する火炎部を検出することによって、モールド内の異常を検知する異常検知部と、を備えたモールド内監視装置が提案されている。 Further, in Patent Document 5, an image pickup unit that captures an image in a continuously cast mold and a flame portion generated inside the mold are detected by analyzing color distribution information based on the image in the mold. , An in-mold monitoring device including an abnormality detection unit for detecting an abnormality in the mold has been proposed.

特開平02-235556号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-235556 特開平05-077015号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-07715 特開平08-117943号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-11943 特開平10-034305号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-034305 特開2007-275944号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-275944

ところで、連続鋳造用モールドの湯面においては、添加したモールドパウダーが燃焼することによって炎が発生している。このため、連続鋳造用モールドの湯面を撮像した画像においては、モールドパウダーの燃焼炎、および、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルは、それぞれ輝度が高い部分として認識されるため、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルと、を精度良く識別することは困難であった。
なお、特許文献4においては、炎とボイルとを識別してボイル判定することを目的としているが、この方法では、十分な精度で、モールドパウダーの燃焼炎と連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルとを、識別することは困難であった。
By the way, on the molten metal surface of the mold for continuous casting, a flame is generated by burning the added mold powder. Therefore, in the image of the molten metal surface of the continuous casting mold, the combustion flame of the mold powder and the boil of the gas bubbles discharged from the inside of the continuous casting mold are recognized as high-brightness portions. , It was difficult to accurately distinguish between the combustion flame of the mold powder and the boil of gas bubbles emitted from the mold for continuous casting.
In Patent Document 4, the purpose is to discriminate between the flame and the boil to determine the boil, but in this method, the combustion flame of the mold powder and the mold for continuous casting are discharged with sufficient accuracy. It was difficult to distinguish it from the boil of gas bubbles.

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、連続鋳造用モールドの湯面を監視し、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルと、を精度良く識別して、ボイルを確実に検出することが可能な連続鋳造用モールド内のボイル検出方法、この連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いた連続鋳造鋳片の品質判定方法、連続鋳造設備の監視方法、及び、連続鋳造用モールド内のボイル検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, in which the molten metal surface of the continuous casting mold is monitored, the combustion flame of the mold powder, the boil of gas bubbles discharged from the inside of the continuous casting mold, and the boil of gas bubbles. Boil detection method in a continuous casting mold that can accurately identify and reliably detect boil, quality judgment method of continuously cast slab using this boil detection method in a continuous casting mold, continuous It is an object of the present invention to provide a monitoring method for casting equipment and a boil detection device in a mold for continuous casting.

上記課題を解決するために、本発明に係る連続鋳造用モールド内のボイル検出方法は、連続鋳造時に連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出する連続鋳造用モールド内のボイル検出方法であって、前記連続鋳造用モールド内を動画撮像して動画データを得る撮像ステップと、前記動画データから静止画像データを切り出す静止画像データ取得ステップと、前記静止画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理ステップと、前記移動平均画像データをグレースケール化し、輝度に応じて低輝度部と高輝度部とに2値化して2値化画像を得る2値化処理ステップと、前記2値化画像から前記高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出ステップと、抽出された前記切り出し画像に基づいて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定ステップと、を備えており、前記ボイル判定ステップにおける判定ロジックが、前記切り出し画像と、正解ラベルを有する教師ラベルと、をもとに、教師あり学習手法によって構築されることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the boil detection method in the continuous casting mold according to the present invention detects the boil in the continuous casting mold that detects the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold during continuous casting. The method is an imaging step of acquiring moving image data by imaging the inside of the continuous casting mold, a still image data acquisition step of cutting out still image data from the moving image data, and moving averaging processing of the still image data. A moving average processing step for obtaining moving average image data, and a binarization processing step for grayscale the moving average image data and binarize the moving average image data into a low-brightness portion and a high-brightness portion according to the brightness to obtain a binarized image. Then, based on the cut-out image extraction step of extracting the contour data of the high-brightness portion from the binarized image as a cut-out image and the extracted cut-out image, the cut-out image is released from the continuous casting mold. It is provided with a boil determination step for determining whether or not it corresponds to the boil of the gas bubble, and the determination logic in the boil determination step includes the cutout image and a teacher label having a correct answer label. In addition, it is characterized by being constructed by a supervised learning method .

この構成の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法によれば、輝度に応じて2値化した2値化画像から前記高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出ステップと、抽出された切り出し画像に基づいて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定ステップと、を備えているので、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを、精度良く識別することが可能となり、ガス気泡のボイルを確実に検出することが可能となる。 According to the boil detection method in the mold for continuous casting having this configuration, the cutout image extraction step of extracting the contour data of the high brightness portion as a cutout image from the binarized image binarized according to the brightness and the extraction are performed. Based on the cut-out image, the mold powder is provided with a boil determination step for determining whether or not the cut-out image corresponds to the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold. It is possible to accurately distinguish between the combustion flame and the boil of gas bubbles discharged from the mold for continuous casting, and it is possible to reliably detect the boil of gas bubbles.

ここで、本発明に係る連続鋳造用モールド内のボイル検出方法においては、前記静止画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理ステップを有しているので、移動平均処理ステップによって、画像のノイズを除去することができ、安定してガス気泡のボイルを検出することが可能となる。
また、前記ボイル判定ステップにおける判定ロジックが、前記切り出し画像と、正解ラベルを有する教師ラベルと、をもとに、教師あり学習手法によって構築されるので、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを、さらに精度良く識別することが可能となる。
Here, since the boil detection method in the continuous casting mold according to the present invention has a moving average processing step for obtaining the moving average image data by performing the moving average processing of the still image data , the moving average processing step. This makes it possible to remove noise in the image and stably detect boil of gas bubbles.
Further, since the determination logic in the boil determination step is constructed by a supervised learning method based on the cutout image and the teacher label having the correct answer label, the combustion flame of the mold powder and the mold for continuous casting are used. It is possible to more accurately identify the boil of gas bubbles emitted from the inside.

また、本発明に係る連続鋳造用モールド内のボイル検出方法においては、前記ボイル判定ステップにおいては、抽出された前記切り出し画像の特徴量を用いて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定する構成とすることが好ましい。
この場合、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを、さらに精度良く識別することが可能となり、ガス気泡のボイルを確実に検出することが可能となる。
Further, in the method for detecting a boil in a mold for continuous casting according to the present invention, in the boil determination step, the cut-out image is obtained from the inside of the mold for continuous casting by using the feature amount of the extracted cut-out image. It is preferable that the configuration is such that it is determined whether or not it corresponds to the boil of the released gas bubbles.
In this case, the combustion flame of the mold powder and the boil of the gas bubbles discharged from the mold for continuous casting can be discriminated more accurately, and the boil of the gas bubbles can be reliably detected.

また、本発明に係る連続鋳造用モールド内のボイル検出方法においては、前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルを用いる構成としてもよい。
この場合、抽出された前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルを用いているので、当該前記切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かをさらに精度良く判定することが可能となる。
Further, in the boil detection method in the continuous casting mold according to the present invention, a pixel vector may be used as the feature amount of the cutout image.
In this case, since the pixel vector is used as the feature amount of the extracted cut-out image, it is determined whether or not the cut-out image corresponds to the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold. It is possible to make a more accurate judgment.

さらに、本発明に係る連続鋳造用モールド内のボイル検出方法においては、前記切り出し画像の特徴量は、画素ベクトルをHOG特徴量に加工したものであることが好ましい。
この場合、抽出された前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルをHOG特徴量に加工したものを用いているので、当該前記切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かをより一層精度良く判定することが可能となる。
Further, in the method for detecting boil in the mold for continuous casting according to the present invention, it is preferable that the feature amount of the cut-out image is a pixel vector processed into a HOG feature amount.
In this case, as the feature amount of the extracted image, the pixel vector processed into the HOG feature amount is used, so that the cutout image is the gas bubble emitted from the continuous casting mold. It is possible to determine whether or not it corresponds to a boil with even higher accuracy.

本発明の連続鋳造鋳片の品質判定方法は、上述の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いて、前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルの検出状況に応じて、得られた連続鋳造鋳片の品質を判定することを特徴としている。 The quality determination method for the continuously cast slab of the present invention is obtained by using the above-mentioned boil detection method in the continuous casting mold according to the detection status of the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold. It is characterized by determining the quality of the continuously cast slabs produced.

ガス気泡のボイルが生じた場合には、モールドパウダーの巻き込みが生じているおそれがあるため、ガス気泡のボイルの検出状況によって、連続鋳造鋳片の内部品質への影響を懸念することが可能となる。
そこで、本発明の連続鋳造鋳片の品質判定方法においては、上述の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法によって前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出しているので、ガス気泡のボイルを精度良く検出することが可能となり、連続鋳造鋳片の品質判定を精度良く行うことができる。
If gas bubble boil occurs, mold powder may be caught in it, so it is possible to worry about the effect on the internal quality of the continuously cast slab depending on the detection status of the gas bubble boil. Become.
Therefore, in the method for determining the quality of the continuously cast slab of the present invention, the boil of the gas bubbles released from the inside of the continuous casting mold is detected by the above-mentioned boil detection method in the continuous casting mold. It is possible to detect the boil of bubbles with high accuracy, and it is possible to accurately determine the quality of continuously cast slabs.

本発明の連続鋳造設備の監視方法は、上述の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いて、前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルの検出状況に応じて、設備異常の有無を判断することを特徴としている。 The monitoring method of the continuous casting equipment of the present invention uses the above-mentioned boil detection method in the continuous casting mold, and the equipment abnormality is caused according to the detection status of the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold. It is characterized by determining the presence or absence.

浸漬ノズルの孔空きや欠損、亀裂等の設備異常が生じた場合には、連続鋳造用モールド内に供給される溶融金属に雰囲気中のガスが巻き込まれることや、連続鋳造用モールド内での溶鋼流動が期待している様態と異なるため、前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルが健全な状態に比べて多く発生することになる。
そこで、本発明の連続鋳造設備の監視方法においては、上述の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法によって前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出しているので、ガス気泡のボイルを精度良く検出することが可能となり、連続鋳造設備異常の有無を精度良く判断することができる。
In the event of equipment abnormalities such as holes, defects, or cracks in the dipping nozzle, gas in the atmosphere may be caught in the molten metal supplied into the continuous casting mold, or molten steel in the continuous casting mold may occur. Since the flow is different from the expected state, more boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold will be generated as compared with the healthy state.
Therefore, in the monitoring method of the continuous casting equipment of the present invention, the boil of the gas bubbles released from the inside of the continuous casting mold is detected by the above-mentioned method of detecting the boil in the continuous casting mold. It is possible to detect the boil with high accuracy, and it is possible to accurately determine the presence or absence of an abnormality in the continuous casting equipment.

本発明の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置は、連続鋳造時に連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出する連続鋳造用モールド内のボイル検出装置であって、前記連続鋳造用モールド内を動画撮像して動画データを得る撮像手段と、前記動画データから静止画像データを切り出す静止画像データ取得手段と、前記静止画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理手段と、前記移動平均画像データをグレースケール化し、輝度に応じて低輝度部と高輝度部とに2値化して2値化画像を得る2値化処理手段と、前記2値化画像から前記高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出手段と、抽出された前記切り出し画像に基づいて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定手段と、を備えており、前記ボイル判定手段における判定ロジックが、前記切り出し画像と、正解ラベルを有する教師ラベルと、をもとに、教師あり学習手法によって構築されることを特徴としている。 The boil detection device in the continuous casting mold of the present invention is a boil detection device in the continuous casting mold that detects the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold during continuous casting, and is for continuous casting. An imaging means for capturing moving images in a mold to obtain moving image data, a still image data acquisition means for cutting out still image data from the moving image data, and a moving averaging process for moving averaging the still image data to obtain moving average image data. The means, a binarization processing means that grayscales the moving average image data and binarizes the moving average image data into a low-brightness portion and a high-brightness portion according to the brightness to obtain a binarized image, and the binarization processing means from the binarized image. Based on the cut-out image extraction means that extracts the contour data of the high-brightness portion as a cut-out image and the extracted cut-out image, the cut-out image corresponds to the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold. It is provided with a boil determination means for determining whether or not to perform, and the determination logic in the boil determination means is constructed by a supervised learning method based on the cutout image and a teacher label having a correct answer label. It is characterized by being done.

この構成の連続鋳造用モールド内のガス気泡検出装置によれば、輝度に応じて低輝度部と高輝度部とに2値化した2値化画像から前記高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出手段と、抽出された前記切り出し画像に基づいて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定手段と、を備えているので、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを、精度良く識別することが可能となり、ガス気泡のボイルを確実に検出することが可能となる。 According to the gas bubble detection device in the mold for continuous casting having this configuration, the contour data of the high-brightness portion is cut out as an image from the binarized image obtained by binarizing the low-brightness portion and the high-brightness portion according to the brightness. A boil determination means for determining whether or not the cut-out image corresponds to a boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold based on the cut-out image extraction means to be extracted and the extracted cut-out image. Since it is equipped with, it is possible to accurately distinguish between the combustion flame of the mold powder and the boil of gas bubbles discharged from the mold for continuous casting, and it is possible to reliably detect the boil of gas bubbles. It will be possible.

ここで、本発明の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置においては、前記静止画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理手段を備えている構成としているので、移動平均処理手段によって、画像のノイズを除去することができ、安定してガス気泡のボイルを検出することが可能となる。
さらに、前記ボイル判定手段における判定ロジックが、前記切り出し画像と、正解ラベルを有する教師ラベルと、をもとに、教師あり学習手法によって構築されるので、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを、さらに精度良く識別することが可能となる。
Here, since the boil detection device in the mold for continuous casting of the present invention is configured to include a moving average processing means for moving average processing the still image data to obtain moving average image data, the moving average processing is provided. By means, the noise of the image can be removed, and the boil of gas bubbles can be stably detected.
Further, since the determination logic in the boil determination means is constructed by a supervised learning method based on the cutout image and the teacher label having the correct answer label, the combustion flame of the mold powder and the mold for continuous casting are used. It is possible to more accurately identify the boil of gas bubbles emitted from the inside.

また、本発明の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置においては、前記ボイル判定手段は、抽出された前記切り出し画像の特徴量を用いて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定することが好ましい。
この場合、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを、さらに精度良く識別することが可能となり、ガス気泡のボイルを確実に検出することが可能となる。
Further, in the boil detection device in the continuous casting mold of the present invention, the boil determination means uses the extracted feature amount of the cutout image to discharge the cutout image from the continuous casting mold. It is preferable to determine whether or not the gas bubble boil.
In this case, the combustion flame of the mold powder and the boil of the gas bubbles discharged from the mold for continuous casting can be discriminated more accurately, and the boil of the gas bubbles can be reliably detected.

また、本発明の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置においては、前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルを用いる構成としてもよい。
この場合、抽出された前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルを用いているので、当該前記切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かをさらに精度良く判定することが可能となる。
Further, in the boil detection device in the mold for continuous casting of the present invention, a pixel vector may be used as the feature amount of the cutout image.
In this case, since the pixel vector is used as the feature amount of the extracted cut-out image, it is determined whether or not the cut-out image corresponds to the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold. It is possible to make a more accurate judgment.

さらに、本発明の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置においては、前記切り出し画像の特徴量は、画素ベクトルをHOG特徴量に加工したものであることが好ましい。
この場合、抽出された前記前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルをHOG特徴量に加工したものを用いているので、当該前記切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かをより一層精度良く判定することが可能となる。
Further, in the boil detection device in the mold for continuous casting of the present invention, it is preferable that the feature amount of the cut-out image is a pixel vector processed into a HOG feature amount.
In this case, as the feature amount of the extracted image, the pixel vector processed into the HOG feature amount is used, so that the cutout image is the gas bubble discharged from the mold for continuous casting. It is possible to more accurately determine whether or not the image corresponds to the boil of.

上述のように、本発明によれば、連続鋳造用モールドの湯面を監視し、モールドパウダーの燃焼炎と、連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルと、を精度良く識別して、ボイルを確実に検出することが可能な連続鋳造用モールド内のボイル検出方法、この連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いた連続鋳造鋳片の品質判定方法、連続鋳造設備の監視方法、及び、連続鋳造用モールド内のボイル検出装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the molten metal surface of the continuous casting mold is monitored, and the combustion flame of the mold powder and the boil of gas bubbles discharged from the inside of the continuous casting mold are accurately discriminated. , A method for detecting boil in a mold for continuous casting that can reliably detect boil, a method for determining the quality of continuously cast slabs using this method for detecting boil in a mold for continuous casting, a method for monitoring continuous casting equipment, Further, it is possible to provide a boil detection device in a mold for continuous casting.

本発明の実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を実施する連続鋳造設備の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the continuous casting equipment which carries out the boil detection method in the mold for continuous casting which is an embodiment of this invention. 本発明の実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the boil detection apparatus in the mold for continuous casting which is an embodiment of this invention. 本発明の実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法に用いられる識別モデル学習のフロー図である。It is a flow chart of discriminative model learning used for the boil detection method in the mold for continuous casting which is an embodiment of this invention. 本発明の実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法のフロー図である。It is a flow chart of the boil detection method in the mold for continuous casting which is an embodiment of this invention. 本発明の実施形態において、モールド内湯面の画像データ、グレースケール画像、2値化画像、輪郭抽出結果の一例を示す図である。In the embodiment of the present invention, it is a figure which shows an example of the image data of the molten metal surface in a mold, a gray scale image, a binarized image, and a contour extraction result. HOG特徴量の説明図である。It is explanatory drawing of HOG feature amount. 連続鋳造用モールド内のガス気泡のボイルの検出状況と鋳片の欠陥発生状況との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the detection state of the boil of a gas bubble in a mold for continuous casting, and the defect generation state of a slab. 図7を得るための観察状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the observation situation for obtaining FIG. 7. 連続鋳造用モールド内のガス気泡のボイルの検出状況と設備異常の発生状況との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the detection state of the boil of a gas bubble in a mold for continuous casting, and the occurrence state of an equipment abnormality.

以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

まず、図1に、本発明の実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を実施する連続鋳造設備の一例を示す。
この連続鋳造設備1は、取鍋2によって転炉から溶鋼を移送し、ロングノズル3を介してタンディシュ4に溶鋼を移し、このタンディシュ4において大きな介在物を浮上分離した後、浸漬ノズル20を介して連続鋳造用モールド30内に溶湯を供給し、連続鋳造鋳片を連続的に鋳造するものである。
First, FIG. 1 shows an example of a continuous casting facility that implements a boil detection method in a continuous casting mold according to an embodiment of the present invention.
In this continuous casting facility 1, molten steel is transferred from a converter by a ladle 2, molten steel is transferred to a tundish 4 via a long nozzle 3, large inclusions are levitated and separated in the tundish 4, and then through a dipping nozzle 20. The molten metal is supplied into the continuous casting mold 30 to continuously cast the continuously cast slab.

本実施形態である連続鋳造設備1は、図2に示すように、連続鋳造用モールド30と、この連続鋳造用モールド30内に溶鋼を吐出する浸漬ノズル20と、浸漬ノズル20内の溶鋼に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段10と、を備えている。
ここで、図2に示すように、タンディシュ4と浸漬ノズル20とは、上ノズル6及びスライディングノズル7を介して接続されている。
As shown in FIG. 2, the continuous casting facility 1 of the present embodiment is not suitable for the continuous casting mold 30, the dipping nozzle 20 for discharging molten steel into the continuous casting mold 30, and the molten steel in the dipping nozzle 20. The inert gas introducing means 10 for introducing the active gas is provided.
Here, as shown in FIG. 2, the tundish 4 and the immersion nozzle 20 are connected to each other via the upper nozzle 6 and the sliding nozzle 7.

本実施形態における不活性ガス導入手段10は、図2に示すように、上ノズル6及び浸漬ノズル20の側壁部に設けられたガススリーブノズル11と、このガススリーブノズル11に不活性ガスを供給するガス供給配管12と、を備えている。なお、本実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを導入する構成とされている。 As shown in FIG. 2, the inert gas introducing means 10 in the present embodiment supplies the gas sleeve nozzle 11 provided on the side wall portion of the upper nozzle 6 and the immersion nozzle 20 and the inert gas to the gas sleeve nozzle 11. The gas supply pipe 12 is provided. In this embodiment, argon gas is introduced as the inert gas.

本実施形態における浸漬ノズル20は、図2に示すように、概略有底円筒状をなしており、縦孔部21と、この縦孔部21の下方に設けられた一対の吐出孔22(22A、22B)と、を備えている。ここで、吐出孔22は、径方向外側に向かうにしたがい漸次下方に向かうように傾斜しており、一対の吐出孔22(22A、22B)が浸漬ノズル20(縦孔部21)の軸線に対して対称に配設されている。 As shown in FIG. 2, the immersion nozzle 20 in the present embodiment has a substantially bottomed cylindrical shape, and has a vertical hole portion 21 and a pair of discharge holes 22 (22A) provided below the vertical hole portion 21. , 22B) and. Here, the discharge hole 22 is gradually inclined downward as it goes outward in the radial direction, and the pair of discharge holes 22 (22A, 22B) with respect to the axis of the immersion nozzle 20 (vertical hole portion 21). Are arranged symmetrically.

このような構成とされた連続鋳造設備1においては、浸漬ノズル20を介して連続鋳造用モールド30の鋳造空間に溶鋼が供給される。
浸漬ノズル20を介して供給される溶鋼には、不活性ガス導入手段10により、不活性ガスの一種であるアルゴンガスが吹き込まれている。さらに、鋳型空間内に貯留された溶鋼の上には、溶鋼の保温と凝固シェルSと連続鋳造用モールド30の内壁との間の潤滑性を確保するために、モールドパウダー9が供給される。
In the continuous casting facility 1 having such a configuration, molten steel is supplied to the casting space of the continuous casting mold 30 via the dipping nozzle 20.
Argon gas, which is a kind of inert gas, is blown into the molten steel supplied through the immersion nozzle 20 by the inert gas introducing means 10. Further, the mold powder 9 is supplied onto the molten steel stored in the mold space in order to keep the molten steel warm and to ensure the lubricity between the solidified shell S and the inner wall of the continuous casting mold 30.

ここで、不活性ガス導入手段10によって、連続鋳造用モールド30内に供給された不活性ガスが凝集して気泡が粗大化し、これが湯面上で放出されることがある。この現象を「ボイル」と称する。このガス気泡のボイルが発生すると、湯面上の溶融したモールドパウダー9が溶鋼内に巻き込まれ、連続鋳造用鋳片の内部品質が低下してしまうおそれがあった。 Here, the inert gas introduction means 10 may aggregate the inert gas supplied into the continuous casting mold 30 to coarsen the bubbles, which may be released on the molten metal surface. This phenomenon is called "boil". When the boil of gas bubbles is generated, the molten mold powder 9 on the molten metal surface is caught in the molten steel, and there is a possibility that the internal quality of the slab for continuous casting is deteriorated.

また、浸漬ノズル20に孔や亀裂等が生じた場合には、浸漬ノズル20内を通過する溶鋼に雰囲気ガスが巻き込まれることになり、この雰囲気ガスが連続鋳造用モールド30内から湯面上に放出されて、ボイルが発生することになる。 Further, when a hole or a crack is generated in the dipping nozzle 20, atmospheric gas is entrained in the molten steel passing through the dipping nozzle 20, and the atmospheric gas is transferred from the inside of the continuous casting mold 30 onto the molten metal surface. It will be released and boil will be generated.

ここで、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルが生じた場合には、モールドパウダーが除去され、瞬間的に溶鋼が露出する。このため、連続鋳造用モールド30内を観察すると、ボイルが生じた際には、瞬間的に輝度の高い領域が観察されることになる。
このため、本実施形態においては、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルを検出する連続鋳造用モールド内のボイル検出装置50が配設されている。
Here, when the gas bubbles discharged from the continuous casting mold 30 are boiled, the mold powder is removed and the molten steel is instantaneously exposed. Therefore, when observing the inside of the continuous casting mold 30, when boil occurs, a region having high brightness is instantaneously observed.
Therefore, in the present embodiment, the boil detection device 50 in the continuous casting mold for detecting the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold 30 is arranged.

なお、連続鋳造用モールド30の湯面においては、モールドパウダー9が燃焼することによって炎が生じていることから、モールドパウダー9の燃焼炎とガス気泡のボイルがともに輝度が高い領域として観察されることになる。よって、モールドパウダー9の燃焼炎とガス気泡のボイルとを、精度良く識別する必要がある。 Since a flame is generated by burning the mold powder 9 on the molten metal surface of the continuous casting mold 30, both the combustion flame of the mold powder 9 and the boil of gas bubbles are observed as a region having high brightness. It will be. Therefore, it is necessary to accurately distinguish between the combustion flame of the mold powder 9 and the boil of gas bubbles.

本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出装置50は、連続鋳造用モールド30内を動画撮像して動画データを得る撮像カメラ51と、動画データから静止画像データを切り出す静止画像データ取得手段52と、画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理手段53と、移動平均画像データをグレースケール化し、輝度に応じて低輝度部と高輝度部とに2値化して2値化画像を得る2値化処理手段54と、2値化画像から高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出手段55と、抽出された切り出し画像の特徴量と、予め機械学習を行うことによって得られる識別モデルと、に基づいて、当該切り出し画像が、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定手段56と、を備えている。 The boil detection device 50 in the continuous casting mold according to the present embodiment includes an imaging camera 51 that obtains moving image data by taking a moving image in the continuous casting mold 30, and a still image data acquisition means that cuts out still image data from the moving image data. 52, a moving averaging processing means 53 that performs moving averaging processing of image data to obtain moving averaging image data, greyscaling the moving averaging image data, and binarizing the moving average image data into a low-brightness portion and a high-brightness portion according to the brightness. A binarization processing means 54 for obtaining a binarized image, a cutout image extraction means 55 for extracting contour data of a high-brightness portion from the binarized image as a cutout image, a feature amount of the extracted cutout image, and a machine in advance. Based on the identification model obtained by performing the training, and the boil determination means 56 for determining whether or not the cutout image corresponds to the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold 30. I have.

本実施形態においては、コンピュータ端末59が上記各手段を備える。具体的には以下の通りである。コンピュータ端末59は、プロセッサやメモリを備えた情報処理装置である。コンピュータ端末59は、プロセッサがプログラムを実行することにより、画像データ切り出し手段52、移動平均処理手段53、2値化処理手段54、輪郭抽出手段55、ボイル判定手段56を備える装置として機能する。 In the present embodiment, the computer terminal 59 includes each of the above means. Specifically, it is as follows. The computer terminal 59 is an information processing device including a processor and a memory. The computer terminal 59 functions as a device including image data cutting means 52, moving average processing means 53, binarization processing means 54, contour extraction means 55, and boil determination means 56 by executing a program by the processor.

コンピュータ端末59が備える上記各機能の一部又は全部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されても良い。コンピュータ端末59によって実行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。 A part or all of the above-mentioned functions included in the computer terminal 59 may be realized by using hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), and an FPGA (Field Programmable Gate Array). The program executed by the computer terminal 59 may be recorded on a computer-readable recording medium.

コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM、半導体記憶装置(例えばSSD:Solid State Drive)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。上記プログラムは、電気通信回線を介して送信されても良い。なお、コンピュータ端末59が備える上記各機能の一部又は全部は、コンピュータ端末59とは異なる情報処理装置によって実行されてもよい。例えば、撮像カメラ51又はコンピュータ端末59とネットワークを介して接続されたサーバ装置やクラウドにおいて上記各機能の一部又は全部が実装されてもよい。 Computer-readable recording media include, for example, flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, CD-ROMs, portable media such as semiconductor storage devices (eg SSD: Solid State Drive), hard disks built into computer systems, and semiconductor storage. It is a storage device such as a device. The above program may be transmitted via a telecommunication line. Note that some or all of the above functions included in the computer terminal 59 may be executed by an information processing device different from that of the computer terminal 59. For example, a part or all of the above functions may be implemented in a server device or a cloud connected to the image pickup camera 51 or the computer terminal 59 via a network.

ここで、本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法において用いられる識別モデル学習について図4を用いて説明する。 Here, the discriminative model learning used in the boil detection method in the continuous casting mold according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

(撮像ステップS101)
まず、撮像カメラ51を用いて、連続鋳造用モールド30の湯面を動画撮影して動画データを動画記録部に格納する。なお、本実施形態では、図2に示すように、連続鋳造用モールド30の長辺方向において浸漬ノズル20の一方側と他方側の2つの撮像カメラ51によって、それぞれ動画撮影する構成とされている。
(Imaging step S101)
First, the image pickup camera 51 is used to take a moving image of the molten metal surface of the continuous casting mold 30, and the moving image data is stored in the moving image recording unit. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the continuous casting mold 30 is configured to shoot moving images by two imaging cameras 51 on one side and the other side of the immersion nozzle 20 in the long side direction. ..

(切出し画像取得ステップS102)
次に、動画記録部に格納された撮像データから、ボイルの候補の画像を切り出す。切り出し画像取得ステップS102では、以下の静止画像データ取得ステップS121と、移動平均処理ステップS122と、2値化処理ステップS123と、切り出し画像抽出ステップS124と、を実施する。
(Cutout image acquisition step S102)
Next, the image of the candidate boil is cut out from the image pickup data stored in the moving image recording unit. In the cutout image acquisition step S102, the following still image data acquisition step S121, moving average processing step S122, binarization processing step S123, and cutout image extraction step S124 are carried out.

(静止画像データ取得ステップS121)
動画記録部に格納された動画像データをフレームごとに静止画像データ(以下、単に「画像データ」という。)として切り出す。
(Still image data acquisition step S121)
The moving image data stored in the moving image recording unit is cut out as still image data (hereinafter, simply referred to as “image data”) for each frame.

(移動平均処理ステップS122)
次に、得られた画像データに対して移動平均処理を実施する。前段階での移動平均画像データに重み係数αを掛け、得られた画像データに重み係数(1-α)を掛けて、これを加えたものを今回の移動平均画像データとした。なお、本実施形態では、重み係数αを0.8以上0.99以下の範囲内としている。
(Moving average processing step S122)
Next, a moving average process is performed on the obtained image data. The moving average image data in the previous stage was multiplied by the weighting coefficient α, the obtained image data was multiplied by the weighting coefficient (1-α), and the sum of these was used as the moving average image data this time. In this embodiment, the weighting coefficient α is set to be in the range of 0.8 or more and 0.99 or less.

(2値化処理ステップS123)
次に、移動平均画像データから連続鋳造用モールド内湯面部分の画像(以下「部分画像」という。)を抽出し、これをグレースケール化し、輝度に応じて低輝度部と高輝度部に2値化処理して2値化画像を得る。すなわち、移動平均画像データから連続鋳造用モールド内湯面部分のみを抽出することによって図5(a)に示す部分画像を生成し、部分画像を、図5(b)に示すようにグレースケール化し、図5(c)に示すように輝度に応じて低輝度部と高輝度部に2値化して2値化画像を得た。なお、連続鋳造用モールド内湯面部分のみを抽出する処理はどのように実装されてもよい。例えば、動画像データから切り出された画像データにおいて、予め定義された所定の領域の画像を抽出することによって、部分画像が生成されてもよい。所定の領域は、撮像カメラ51の撮像領域などに応じて予め設計者などによって定義されてもよい。
(Battering process step S123)
Next, an image of the molten metal surface portion in the mold for continuous casting (hereinafter referred to as "partial image") is extracted from the moving average image data, this is grayscaled, and binar values are divided into a low-brightness portion and a high-brightness portion according to the brightness. The binarization process is performed to obtain a binarized image. That is, the partial image shown in FIG. 5A is generated by extracting only the molten metal surface portion in the mold for continuous casting from the moving average image data, and the partial image is grayscaled as shown in FIG. 5B. As shown in FIG. 5 (c), a binarized image was obtained by binarizing the low-luminance portion and the high-luminance portion according to the brightness. It should be noted that the process of extracting only the molten metal surface portion in the mold for continuous casting may be implemented in any way. For example, a partial image may be generated by extracting an image of a predetermined region defined in advance from the image data cut out from the moving image data. The predetermined area may be defined in advance by a designer or the like according to the image pickup area of the image pickup camera 51 or the like.

(切り出し画像抽出ステップS124)
次に、2値化画像から高輝度部の輪郭データを抽出する。本実施形態では、Suzuki85のアルゴリズムを利用し、2値化画像から高輝度部の輪郭を認識し、図5(d)に示すように、認識した輪郭を含むことのできる最小の長方形(外接矩形)形状として抽出した。なお、輪郭の認識手法は、Suzuki85に限定される必要は無く、他のアルゴリズム等を用いて実現されてもよい。
そして、前記抽出した長方形(外接矩形)の頂点の座標を計算し、外接矩形の頂点座標に基づき、静止画像データから高輝度部の画像(以下、切り出し画像をいう。)を切り出す。
(Cutout image extraction step S124)
Next, the contour data of the high-luminance portion is extracted from the binarized image. In this embodiment, the algorithm of Suzuki85 is used to recognize the contour of the high-luminance portion from the binarized image, and as shown in FIG. 5D, the smallest rectangle (extrinsic rectangle) capable of including the recognized contour. ) Extracted as a shape. The contour recognition method does not have to be limited to the Suzuki 85, and may be realized by using another algorithm or the like.
Then, the coordinates of the vertices of the extracted rectangle (extrinsic rectangle) are calculated, and the image of the high-brightness portion (hereinafter referred to as a cutout image) is cut out from the still image data based on the vertices coordinates of the extrinsic rectangle.

(教師ラベル付与ステップS103)
上述の切り出し画像には、ガス気泡のボイル以外に、モールドパウダー9の燃焼炎も含まれるため、切り出し画像からボイルと炎を判定する識別モデルを作成する必要がある。そこで、まず、切り出し画像抽出ステップS124で抽出した複数の切り出し画像それぞれに対して、切り出し画像が、ガス気泡のボイルに該当するか否かを人が判定して教師ラベルとして付与する。切り出し画像と教師ラベルのセット(以下、教師データという。)を教師データ格納部へ格納する。
(Teacher Labeling Step S103)
Since the above-mentioned cutout image includes the combustion flame of the mold powder 9 in addition to the boil of gas bubbles, it is necessary to create a discriminative model for determining the boil and the flame from the cutout image. Therefore, first, for each of the plurality of cutout images extracted in the cutout image extraction step S124, a person determines whether or not the cutout image corresponds to a boil of gas bubbles and assigns the cutout image as a teacher label. A set of the cutout image and the teacher label (hereinafter referred to as teacher data) is stored in the teacher data storage unit.

(特徴量計算ステップS104)
識別モデルの入力として使用する切り出し画像の特徴量を作成する。切り出し画像の特徴量には、切り出し画像の画素ベクトルや輪郭部の面積を用いることも可能であるが、本実施形態においては、切り出し画像の特徴量として、輝度の勾配方向と強度をピクセル毎に算出したものを用いており、より具体的には、HOG(Histgram of Oriented Gradient)特徴量を用いている。
(Feature quantity calculation step S104)
Create the features of the cutout image to be used as the input of the discriminative model. It is also possible to use the pixel vector of the cutout image or the area of the contour portion as the feature amount of the cutout image, but in the present embodiment, as the feature amount of the cutout image, the gradient direction and the intensity of the brightness are set for each pixel. The calculated one is used, and more specifically, the HOG (Histogram of Oriented Gradient) feature amount is used.

ここで、図6を参照して、HOG特徴量について説明する。
まず、1つの切り出し画像を所定のサイズ(本実施例では、横40ピクセル×縦30ピクセルとした)に縮小・拡大する。切り出し画像、ブロック、セル、ピクセルの関係を図6(a)に示す。本実施例ではセルサイズを5×5ピクセル、ブロックサイズを3×3セルとした。
Here, the HOG feature amount will be described with reference to FIG.
First, one cropped image is reduced or enlarged to a predetermined size (in this embodiment, 40 pixels wide x 30 pixels high). The relationship between the cut-out image, the block, the cell, and the pixel is shown in FIG. 6A. In this embodiment, the cell size is 5 × 5 pixels and the block size is 3 × 3 cells.

次に、1セルの各ピクセルにおいて、輝度の勾配方向と強度を算出する。以降、縦方向/横方向のピクセルの位置座標をx、yとして説明する。 Next, the gradient direction and intensity of the luminance are calculated for each pixel of one cell. Hereinafter, the position coordinates of the pixels in the vertical direction / horizontal direction will be described as x and y.

まず、座標(x,y)における輝度値ベクトル[f(x,y),f(x,y)]を、下記式に基づき計算する。 First, the luminance value vector [f x (x, y), f y (x, y)] at the coordinates (x, y) is calculated based on the following equation.

Figure 0007056401000001
Figure 0007056401000001

なお、L(x,y)は座標(x,y)におけるピクセルの輝度値を表している。f(x,y)は座標(x,y)のピクセルの左右のピクセルの輝度値の差分であり、f(x,y)は座標(x,y)のピクセルの上下のピクセルの輝度値の差分である。 Note that L (x, y) represents the luminance value of the pixel at the coordinates (x, y). f x (x, y) is the difference between the brightness values of the left and right pixels of the pixel of the coordinate (x, y), and f y (x, y) is the brightness of the pixels above and below the pixel of the coordinate (x, y). The difference between the values.

次に、輝度値ベクトル[f(x,y),f(x,y)]の強度m(x,y)と勾配θを、下記式に基づき計算する。輝度の勾配ベクトルを可視化した結果を図6(b)に示す。 Next, the intensity m (x, y) and the gradient θ of the luminance value vector [f x (x, y), f y (x, y)] are calculated based on the following equation. The result of visualizing the luminance gradient vector is shown in FIG. 6 (b).

Figure 0007056401000002
Figure 0007056401000002

Figure 0007056401000003
Figure 0007056401000003

そして、図6(c)に示すように、1セル毎に、各ピクセルで算出された勾配方向を横軸とし、勾配強度を縦軸として、ヒストグラムを作成する。本実施形態では、勾配方向θを0~180°で20°毎の9分割とし、分割領域毎の強度の和を勾配強度とした。なお、勾配方向θが180を超える場合には、θ-180として0~180°の範囲内とした。すると、1セルには、9つの勾配強度v(n)が存在することになる。 Then, as shown in FIG. 6C, a histogram is created for each cell with the gradient direction calculated for each pixel as the horizontal axis and the gradient intensity as the vertical axis. In the present embodiment, the gradient direction θ is divided into 9 divisions at intervals of 20 ° from 0 to 180 °, and the sum of the intensities of each division region is defined as the gradient intensity. When the gradient direction θ exceeds 180, it is set to be within the range of 0 to 180 ° as θ-180. Then, nine gradient intensities v (n) exist in one cell.

ここで、図6(d)に示すように、1ブロックは3×3セルであるため、1ブロックには、3×3×9=81つの勾配強度が存在することになる。そして、以下の式に示すように、ブロック毎に勾配強度を正規化したものがHOG特徴量となる。 Here, as shown in FIG. 6D, since one block is a 3 × 3 cell, there are 3 × 3 × 9 = 81 gradient intensities in one block. Then, as shown in the following equation, the HOG feature amount is obtained by normalizing the gradient intensity for each block.

Figure 0007056401000004
Figure 0007056401000004

ここで、bはブロックサイズ、Nは勾配分割数であり、本実施形態ではそれぞれb=3、N=9となる。εは数4の分母が0とならないために用意された定数であり、ε=1とした。切り出し画像1枚当たりのブロック数は24個であることから、切り出し画像1枚当たりのHOG特徴量の数は、81×24=1944個となる。 Here, b is the block size and N is the number of gradient divisions, and in this embodiment, b = 3 and N = 9, respectively. ε is a constant prepared so that the denominator of the equation 4 does not become 0, and ε = 1. Since the number of blocks per cut-out image is 24, the number of HOG features per cut-out image is 81 × 24 = 1944.

(識別モデル作成ステップS105)
切り出し画像の特徴量(本実施形態においてはHOG特徴量)を入力として、切り出し画像が連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルに該当するか燃焼炎に該当するか(以降、切り出し画像のクラスという)を出力する識別モデルを、教師データ格納部に格納された複数の教師データに基づいて、機械学習手法の一つである教師あり学習によって構築し、識別モデル格納部へ格納する。教師あり学習の具体例として、K-近傍法、サポートベクターマシン、深層学習などがあるが、本実施形態ではK-近傍法を使用する。
(Discriminative model creation step S105)
Whether the cut-out image corresponds to the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold 30 or the combustion flame by inputting the feature amount of the cut-out image (HOG feature amount in this embodiment) (hereinafter, cut-out). A discriminative model that outputs (called an image class) is constructed by supervised learning, which is one of the machine learning methods, based on a plurality of teacher data stored in the teacher data storage unit, and stored in the discrimination model storage unit. .. Specific examples of supervised learning include a K-nearest neighbor method, a support vector machine, and deep learning, but in this embodiment, the K-nearest neighbor method is used.

以降では、作成した識別モデルを用いてボイルを検出する手順を、図3を参照して説明する。 Hereinafter, the procedure for detecting the boil using the created discriminative model will be described with reference to FIG.

(撮像ステップS01)
上述した撮像ステップS101と同様に、撮像カメラ51を用いて、連続鋳造用モールド30の湯面を動画撮影して動画データを動画記録部に格納する。
(Imaging step S01)
Similar to the image pickup step S101 described above, the image pickup camera 51 is used to take a moving image of the molten metal surface of the continuous casting mold 30 and store the moving image data in the moving image recording unit.

(切出し画像取得ステップS02)
次に、上述した切出し画像取得ステップS102と同様に、動画記録部に格納された撮像データから、ボイルの候補の画像を切り出す。この切り出し画像取得ステップS02では、静止画像データ取得ステップS21と、移動平均処理ステップS22と、2値化処理ステップS23と、切り出し画像抽出ステップS24と、を実施する。
(Cutout image acquisition step S02)
Next, similarly to the cutout image acquisition step S102 described above, the image of the candidate boil is cut out from the image pickup data stored in the moving image recording unit. In this cut-out image acquisition step S02, a still image data acquisition step S21, a moving average processing step S22, a binarization processing step S23, and a cut-out image extraction step S24 are carried out.

ここで、静止画像データ取得ステップS21と、移動平均処理ステップS22と、2値化処理ステップS23と、切り出し画像抽出ステップS24は、それぞれ上述した静止画像データ取得ステップS121と、移動平均処理ステップS122と、2値化処理ステップS123と、切り出し画像抽出ステップS124と、同様の処理を行う。
これにより、静止画像データから高輝度部の切り出し画像を取得する。
Here, the still image data acquisition step S21, the moving average processing step S22, the binarization processing step S23, and the cutout image extraction step S24 are the still image data acquisition step S121 and the moving average processing step S122, respectively. 2. The same processing is performed in the binarization processing step S123 and the cutout image extraction step S124.
As a result, the cut-out image of the high-luminance portion is acquired from the still image data.

(特徴量計算ステップS03)
識別モデルの入力として使用する切り出し画像の特徴量を作成する。特徴量計算ステップS03では、前述した特徴量計算ステップS104と同様の処理を行う。
(Feature quantity calculation step S03)
Create the features of the cutout image to be used as the input of the discriminative model. In the feature amount calculation step S03, the same processing as in the feature amount calculation step S104 described above is performed.

(ボイル判定ステップS04)
次に、切り出し画像の特徴量と識別モデル格納部に格納されている識別モデルを用いて、切り出し画像のクラスを判定する。判定結果として、撮像時刻/切り出し画像の座標(例:矩形の頂点や重心など)/切り出し画像のクラスをボイル判定結果格納部に格納する。
(Boil determination step S04)
Next, the class of the cut-out image is determined using the feature amount of the cut-out image and the identification model stored in the discrimination model storage unit. As the determination result, the image pickup time / the coordinates of the cutout image (eg, the apex of the rectangle, the center of gravity, etc.) / the class of the cutout image are stored in the boil judgment result storage unit.

以下に、本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いた連続鋳造鋳片の品質判定方法について説明する。
連続鋳造用モールド30内に不活性ガス導入手段10によって不活性ガスを供給すると、この不活性ガスの気泡が凝集して粗大化し、粗大化したガス気泡が湯面上で放出されることがある。このとき、湯面上の溶融したモールドパウダー9が溶鋼内に巻き込まれ、連続鋳造用鋳片の内部品質が低下する。
The quality determination method of the continuously cast slab using the boil detection method in the continuous casting mold according to the present embodiment will be described below.
When the inert gas is supplied into the continuous casting mold 30 by the inert gas introducing means 10, the bubbles of the inert gas are aggregated and coarsened, and the coarsened gas bubbles may be released on the molten metal surface. .. At this time, the molten mold powder 9 on the molten metal surface is caught in the molten steel, and the internal quality of the slab for continuous casting deteriorates.

そこで、連続鋳造用モールド30内から放出されるガス気泡のボイルを検出することによって、連続鋳造用鋳片の内部品質を判断することが可能となるのである。例えば、図7に示すように、ガス気泡のボイルが検出された箇所において、連続鋳造用鋳片の欠陥が発生していることが確認できる。 Therefore, by detecting the boil of gas bubbles discharged from the mold 30 for continuous casting, it is possible to determine the internal quality of the slab for continuous casting. For example, as shown in FIG. 7, it can be confirmed that a defect of the slab for continuous casting has occurred at the position where the boil of gas bubbles is detected.

図7は、モールド湯面を撮影し、識別モデルを用いてボイル検出した個数を調査した結果を示す。図7の例では、図8に示すようにモールド表面を2台のカメラで北側・南側から撮像し、それぞれの撮像領域をモールド厚み方向に2等分し、合計4つの領域に分けた。図7は横に前記4つの領域のグラフを並べ、縦に時経列に並べたものである。また、各々のグラフは、横軸が前記4分割した各領域をモールド幅方向に20分割し、その位置を表している。縦軸は当該位置の特定時間内(図では1分間)のボイルの発生頻度を表している。 FIG. 7 shows the results of photographing the mold molten metal surface and investigating the number of boil detected using the discriminative model. In the example of FIG. 7, as shown in FIG. 8, the mold surface was imaged from the north side and the south side by two cameras, and each imaging area was bisected in the mold thickness direction and divided into a total of four areas. FIG. 7 shows graphs of the four regions arranged horizontally and vertically arranged in a time series. Further, in each graph, each region whose horizontal axis is divided into four is divided into 20 in the mold width direction, and the position thereof is shown. The vertical axis represents the frequency of boil occurrence within a specific time (1 minute in the figure) at the position.

次に、本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いた連続鋳造設備1の監視方法について説明する。
浸漬ノズル20に孔や亀裂等が生じると、浸漬ノズル20を通過する溶鋼に雰囲気ガスを巻き込んでしまい、この雰囲気ガスが連続鋳造用モールド30内から湯面上に放出され、ガス気泡のボイルが生じることになる。
Next, a monitoring method of the continuous casting facility 1 using the boil detection method in the continuous casting mold according to the present embodiment will be described.
When a hole or a crack is generated in the dipping nozzle 20, atmospheric gas is entrained in the molten steel passing through the dipping nozzle 20, and this atmospheric gas is discharged from the inside of the continuous casting mold 30 onto the molten metal surface, and boil of gas bubbles is generated. It will occur.

そこで、連続鋳造用モールド内から放出されるガス気泡のボイルを検出することによって、連続鋳造設備の異常を検知することが可能となるのである。例えば、図9は、図7と同様に、ある時期の北L面、F面のボイル発生状況を示した図である。図9に示すように、北L面の10分以降、徐々にボイルの発生頻度が増えている。これも調査した結果、浸漬ノズル20の穴開きが生じていたことが判明した。 Therefore, by detecting the boil of gas bubbles discharged from the mold for continuous casting, it is possible to detect an abnormality in the continuous casting equipment. For example, FIG. 9 is a diagram showing the boil generation state of the north L plane and the F plane at a certain time, as in FIG. 7. As shown in FIG. 9, the frequency of boil generation gradually increases after 10 minutes on the north L surface. As a result of investigating this as well, it was found that a hole was formed in the immersion nozzle 20.

以上のような構成とされた本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法によれば、輝度に応じて低輝度部と高輝度部に2値化処理した2値化画像から高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出ステップS24と、抽出された切り出し画像の特徴量と予め機械学習を行うことによって得られる識別モデルと、に基づいて、当該輪郭データが、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定ステップS04と、を備えているので、予め機械学習を行うことによって得られる識別モデルに基づいて、モールドパウダー9の燃焼炎と、ガス気泡のボイルを、精度良く識別することが可能となり、ガス気泡のボイルを確実に検出することが可能となる。 According to the boil detection method in the continuous casting mold according to the present embodiment having the above configuration, the binarized image obtained by binarizing the low-brightness portion and the high-brightness portion according to the brightness has high brightness. The contour data is continuously cast based on the cutout image extraction step S24 for extracting the contour data of the portion as a cutout image, the feature amount of the extracted cutout image, and the identification model obtained by performing machine learning in advance. Since the boil determination step S04 for determining whether or not the gas bubble is boiled from the inside of the mold 30 is provided, the mold powder is based on the identification model obtained by performing machine learning in advance. It is possible to accurately distinguish between the combustion flame of 9 and the boil of the gas bubble, and it is possible to reliably detect the boil of the gas bubble.

また、本実施形態においては、抽出された切り出し画像の特徴量として、輝度の勾配方向と強度をピクセル毎に算出したものを用いており、さらに具体的には、HOG特徴量を用いているので、予め機械学習を行うことによって得られる識別モデルに基づいて、当該輪郭データが、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルに該当するか否かを、さらに精度良く判定することが可能となる。 Further, in the present embodiment, as the feature amount of the extracted cutout image, the one obtained by calculating the gradient direction and the intensity of the brightness for each pixel is used, and more specifically, the HOG feature amount is used. Based on the identification model obtained by performing machine learning in advance, it is possible to more accurately determine whether or not the contour data corresponds to the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold 30. It will be possible.

さらに、本実施形態である連続鋳造鋳片の品質判定方法によれば、本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法によって、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルを検出しているので、ガス気泡のボイルを精度良く検出することが可能となる。そして、このボイルの発生状況に応じて、連続鋳造鋳片の品質判定を精度良く行うことができる。 Further, according to the quality determination method for continuously cast slabs of the present embodiment, the boil of gas bubbles discharged from the inside of the continuous casting mold 30 is detected by the boil detection method in the continuous casting mold of the present embodiment. Since it is detected, it is possible to accurately detect the boil of gas bubbles. Then, the quality of the continuously cast slab can be accurately determined according to the boil generation condition.

また、本実施形態である連続鋳造設備の監視方法によれば、本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法によって、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルを検出しているので、浸漬ノズル20に孔や亀裂等が生じた場合でも精度よく検出できることが可能であり、連続鋳造設備1の異常の有無を精度良く判断することができる。 Further, according to the monitoring method of the continuous casting equipment of the present embodiment, the boil of gas bubbles discharged from the inside of the continuous casting mold 30 is detected by the boil detection method in the continuous casting mold of the present embodiment. Therefore, even if a hole, a crack, or the like is generated in the dipping nozzle 20, it is possible to accurately detect it, and it is possible to accurately determine whether or not there is an abnormality in the continuous casting equipment 1.

本実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出装置によれば、輝度に応じて低輝度部と高輝度部に2値化処理した2値化画像から高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出手段55と、抽出された切り出し画像の特徴量と予め機械学習を行うことによって得られる識別モデルとに基づいて、当該切り出し画像が、連続鋳造用モールド30内から放出されたガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定手段56と、を備えているので、予め機械学習を行うことによって得られる識別モデルにより、モールドパウダー9の燃焼炎と、ガス気泡のボイルを、精度良く識別することが可能となり、ガス気泡のボイルを確実に検出することが可能となる。 According to the boil detection device in the mold for continuous casting according to the present embodiment, the contour data of the high-brightness portion is cut out as an image from the binarized image obtained by binarizing the low-brightness portion and the high-brightness portion according to the brightness. Based on the cutout image extraction means 55 to be extracted, the feature amount of the extracted cutout image, and the identification model obtained by performing machine learning in advance, the cutout image is a gas released from the inside of the continuous casting mold 30. Since it is provided with a boil determination means 56 for determining whether or not it corresponds to a bubble boil, the combustion flame of the mold powder 9 and the boil of gas bubbles can be determined by the identification model obtained by performing machine learning in advance. , It becomes possible to identify accurately, and it becomes possible to reliably detect the boil of gas bubbles.

以上、本発明の実施形態である連続鋳造用モールド内のボイル検出方法、連続鋳造鋳片の品質判定方法、連続鋳造設備の監視方法、連続鋳造用モールド内のボイル検出装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The boil detection method in the mold for continuous casting, the quality determination method of the continuous cast slab, the monitoring method of the continuous casting equipment, and the boil detection device in the mold for continuous casting, which are the embodiments of the present invention, have been described above. The invention is not limited to this, and can be appropriately modified without departing from the technical idea of the invention.

例えば、本実施形態では、切り出し画像抽出ステップS24において、Suzuki85のアルゴリズムを利用し、2値化画像から高輝度部の輪郭データを抽出するものとして説明したが、これに限定されることはなく、他のアルゴリズムを利用して高輝度部の輪郭データを抽出してもよい。
また、切り出し画像の特徴量としてHOG特徴量を用いたものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の特徴量を用いてもよい。
For example, in the present embodiment, in the cutout image extraction step S24, the algorithm of Suzuki85 is used to extract the contour data of the high-luminance portion from the binarized image, but the present invention is not limited to this. The contour data of the high-luminance portion may be extracted by using another algorithm.
Further, although the description has been made assuming that the HOG feature amount is used as the feature amount of the cut-out image, the present invention is not limited to this, and other feature amounts may be used.

さらに、本実施形態では、図1及び図2に示す連続鋳造設備を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、他の構成の連続鋳造設備に適用してもよい。 Further, in the present embodiment, the continuous casting equipment shown in FIGS. 1 and 2 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and may be applied to continuous casting equipment having other configurations.

30 連続鋳造用モールド
50 連続鋳造用モールド内のボイル検出装置
51 撮像カメラ(撮像手段)
52 静止画像データ取得手段
53 移動平均処理手段
54 2値化処理手段
55 輪郭抽出手段
56 ボイル判定手段
S01 撮像ステップ
S21 静止画像データ取得ステップ
S22 移動平均処理ステップ
S23 2値化処理ステップ
S24 切り出し画像抽出ステップ
S04 ボイル判定ステップ
30 Mold for continuous casting 50 Boil detection device in mold for continuous casting 51 Imaging camera (imaging means)
52 Still image data acquisition means 53 Moving average processing means 54 Binarization processing means 55 Contour extraction means 56 Boil determination means S01 Imaging step S21 Still image data acquisition step S22 Moving average processing step S23 Binarization processing step S24 Cut out image extraction step S04 Boyle judgment step

Claims (10)

連続鋳造時に連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出する連続鋳造用モールド内のボイル検出方法であって、
前記連続鋳造用モールド内を動画撮像して動画データを得る撮像ステップと、
前記動画データから静止画像データを切り出す静止画像データ取得ステップと、
前記静止画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理ステップと、
前記移動平均画像データをグレースケール化し、輝度に応じて低輝度部と高輝度部とに2値化して2値化画像を得る2値化処理ステップと、
前記2値化画像から前記高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出ステップと、
抽出された前記切り出し画像に基づいて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定ステップと、
を備えており、
前記ボイル判定ステップにおける判定ロジックが、前記切り出し画像と、正解ラベルを有する教師ラベルと、をもとに、教師あり学習手法によって構築されることを特徴とする連続鋳造用モールド内のボイル検出方法。
It is a boil detection method in a continuous casting mold that detects the boil of gas bubbles released from the continuous casting mold during continuous casting.
An imaging step of acquiring moving image data by taking a moving image of the inside of the continuous casting mold,
A still image data acquisition step for cutting out still image data from the moving image data, and
The moving average processing step of performing the moving average processing of the still image data to obtain the moving average image data, and
A binarization processing step of grayscale the moving average image data and binarizing the low-luminance portion and the high-luminance portion according to the brightness to obtain a binarized image.
A cut-out image extraction step for extracting the contour data of the high-luminance portion as a cut-out image from the binarized image, and
A boil determination step for determining whether or not the cutout image corresponds to a boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold based on the extracted cutout image.
Equipped with
A method for detecting a boil in a mold for continuous casting , wherein the determination logic in the boil determination step is constructed by a supervised learning method based on the cutout image and a teacher label having a correct answer label .
前記ボイル判定ステップにおいては、抽出された前記切り出し画像の特徴量を用いて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法。 In the boil determination step, it is determined whether or not the cutout image corresponds to the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold by using the feature amount of the cutout image extracted. The method for detecting a boil in a mold for continuous casting according to claim 1 . 前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルを用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法。 The method for detecting boil in a mold for continuous casting according to claim 1 or 2, wherein a pixel vector is used as the feature amount of the cut-out image. 前記切り出し画像の特徴量は、画素ベクトルをHOG特徴量に加工したものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法。 The boil detection method in a mold for continuous casting according to any one of claims 1 to 3, wherein the feature amount of the cut-out image is a pixel vector processed into a HOG feature amount. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いて、前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルの検出状況に応じて、得られた連続鋳造鋳片の品質を判定することを特徴とする連続鋳造鋳片の品質判定方法。 Using the boil detection method in the continuous casting mold according to any one of claims 1 to 4, the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold can be detected according to the detection status. A method for determining the quality of continuously cast slabs, which comprises determining the quality of continuously cast slabs. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出方法を用いて、前記連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルの検出状況に応じて、連続鋳造設備における異常の有無を判断することを特徴とする連続鋳造設備の監視方法。 The boil detection method in the continuous casting mold according to any one of claims 1 to 4 is used to continuously detect the boil of gas bubbles discharged from the continuous casting mold. A method for monitoring a continuous casting facility, which comprises determining the presence or absence of an abnormality in the casting facility. 連続鋳造時に連続鋳造用モールド内から放出されたガス気泡のボイルを検出する連続鋳造用モールド内のボイル検出装置であって、
前記連続鋳造用モールド内を動画撮像して動画データを得る撮像手段と、
前記動画データから静止画像データを切り出す静止画像データ取得手段と、
前記静止画像データを移動平均処理して移動平均画像データを得る移動平均処理手段と、
前記移動平均画像データをグレースケール化し、輝度に応じて低輝度部と高輝度部とに2値化して2値化画像を得る2値化処理手段と、
前記2値化画像から前記高輝度部の輪郭データを切り出し画像として抽出する切り出し画像抽出手段と、
抽出された前記切り出し画像に基づいて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定するボイル判定手段と、
を備えており、
前記ボイル判定手段における判定ロジックが、前記切り出し画像と、正解ラベルを有する教師ラベルと、をもとに、教師あり学習手法によって構築されることを特徴とする連続鋳造用モールド内のボイル検出装置。
A boil detection device in a continuous casting mold that detects the boil of gas bubbles released from the continuous casting mold during continuous casting.
An imaging means for obtaining moving image data by taking a moving image of the inside of the continuous casting mold,
Still image data acquisition means for cutting out still image data from the moving image data,
A moving average processing means for obtaining moving average image data by performing moving average processing on the still image data,
A binarization processing means for obtaining a binarized image by grayscale the moving average image data and binarizing the low-luminance portion and the high-luminance portion according to the brightness.
A cut-out image extraction means for extracting the contour data of the high-luminance portion as a cut-out image from the binarized image, and
A boil determination means for determining whether or not the cutout image corresponds to a boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold based on the extracted cutout image.
Equipped with
A boil detection device in a mold for continuous casting , wherein the determination logic in the boil determination means is constructed by a supervised learning method based on the cutout image and a teacher label having a correct answer label .
前記ボイル判定手段は、抽出された前記切り出し画像の特徴量を用いて、当該切り出し画像が、前記連続鋳造用モールド内から放出された前記ガス気泡のボイルに該当するか否かを判定することを特徴とする請求項7に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置。 The boil determination means determines whether or not the cutout image corresponds to the boil of the gas bubbles discharged from the continuous casting mold by using the feature amount of the cutout image extracted. The boil detection device in a continuous casting mold according to claim 7 . 前記切り出し画像の特徴量として、画素ベクトルを用いることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置。 The boil detection device in a mold for continuous casting according to claim 7 or 8, wherein a pixel vector is used as the feature amount of the cut-out image. 前記切り出し画像の特徴量は、画素ベクトルをHOG特徴量に加工したものであることを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の連続鋳造用モールド内のボイル検出装置。 The boil detection device in a mold for continuous casting according to any one of claims 7 to 9, wherein the feature amount of the cut-out image is a pixel vector processed into a HOG feature amount.
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