JP7167744B2 - Control method and control device - Google Patents
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Description
本発明は、還元炉の制御方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and control device for a reducing furnace.
還元鉄を製造するプロセスの一つとして、粉状の鉄鉱石と、粉状の石炭やコークス等の炭材と、を混合してペレットやブリケットのような塊成化物とした上で、かかる塊成化物を回転炉床炉等の還元炉に装入して高温に加熱することで、鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄を得る方法がある。回転炉床炉等の還元炉の加熱には、一般的にバーナーが用いられ、還元鉄の原料である塊成化物は、バーナー及び還元炉の炉壁からの輻射熱によって、外部から伝熱的に加熱される。その後、塊成化物は炉外に排出されて、溶解工程へと送られる。 As one of the processes for producing reduced iron, powdered iron ore and carbonaceous material such as powdered coal and coke are mixed to form agglomerates such as pellets and briquettes, and such agglomerates are produced. There is a method in which the iron oxide in the iron ore is reduced by charging the product into a reducing furnace such as a rotary hearth furnace and heating it to a high temperature to obtain solid metallic iron. A burner is generally used to heat a reducing furnace such as a rotary hearth furnace. heated. After that, the agglomerates are discharged out of the furnace and sent to the melting process.
塊成化物が破砕され、粒径が数mm以下になると、集塵機で吸い取られ、歩留りの悪化を招くことから、塊成化物の粒度分布を精度よく測定する技術が求められている。特許文献1には、還元炉から排出された塊成化物の撮影画像から塊成化物の粒度及び温度を同時に求めることが可能な技術が開示されている。
If the agglomerate is crushed and has a particle size of several millimeters or less, it will be sucked up by a dust collector, leading to a deterioration in yield.
還元炉から次工程の溶解工程に搬送された塊成化物のうち、飛散して集塵機に集塵されるなどして、溶解炉内に留まらず出鋼量に寄与しない割合のことを飛散ロスという。飛散ロスが大きくなると、歩留りが悪化し、還元炉の操業が不安定になってしまうことから、操業安定化をもたらす技術が求められている。 Scattering loss refers to the percentage of agglomerates transported from the reduction furnace to the next melting process, which scatters and is collected by a dust collector, and does not stay in the melting furnace and contribute to the steel output. . If the scattering loss becomes large, the yield deteriorates and the operation of the reducing furnace becomes unstable.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、塊成化物の飛散ロスを抑制するように還元炉を制御する方法及び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 problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling a reducing furnace so as to suppress scattering loss of agglomerates.
本発明の還元炉の制御方法は、還元炉から排出された塊成化物を順次撮像して撮影画像を生成する撮像ステップと、前記撮像ステップで生成された前記撮影画像に画像処理を施して前記塊成化物の粒度を算出する粒度算出ステップと、前記粒度算出ステップで算出された前記粒度から、次工程での前記塊成化物の飛散ロスを計算する飛散ロス演算ステップと、前記還元炉から排出された前記塊成化物のうち前記粒度が所定値以下の塊成化物が占める割合と、前記還元炉の平均炉温との相関から、前記飛散ロスが一定以下となる温度を求め、前記還元炉を当該温度に設定する制御ステップと、を備える。 A control method for a reducing furnace according to the present invention includes an imaging step of sequentially imaging agglomerates discharged from a reducing furnace to generate a photographed image; a particle size calculation step of calculating the particle size of the agglomerate; a scattering loss calculation step of calculating the scattering loss of the agglomerate in the next process from the particle size calculated in the particle size calculation step; and discharging from the reducing furnace. A temperature at which the scattering loss is equal to or less than a certain value is obtained from the correlation between the ratio of the agglomerates having a particle size of a predetermined value or less among the agglomerates obtained and the average furnace temperature of the reducing furnace, and the reducing furnace and a control step of setting to the temperature.
本発明の還元炉の制御装置は、還元炉から排出された塊成化物を順次撮像して撮影画像を生成する撮像装置と、前記撮像装置で生成された前記撮影画像に基づいて前記還元炉を制御する演算処理装置と、を備える。前記演算処理装置は、前記撮像装置により生成された前記撮影画像に画像処理を施して前記塊成化物の粒度を算出する粒度算出部と、前記粒度算出部により算出された前記粒度から、次工程での前記塊成化物の飛散ロスを計算する飛散ロス演算部と、前記還元炉から排出された前記塊成化物のうち前記粒度が所定値以下の塊成化物が占める割合と、前記還元炉の平均炉温との相関から、前記飛散ロスが一定以下となる温度を求め、前記還元炉を当該温度に設定する温度制御部と、を有する。 A control device for a reducing furnace according to the present invention comprises an imaging device for sequentially imaging agglomerates discharged from a reducing furnace to generate a photographed image; and an arithmetic processing unit for controlling. The arithmetic processing unit includes: a particle size calculation unit for performing image processing on the photographed image generated by the imaging device to calculate the particle size of the agglomerate; a scattering loss calculation unit that calculates the scattering loss of the agglomerates in the reducing furnace; a temperature control unit that obtains a temperature at which the scattering loss is equal to or less than a certain value from the correlation with the average furnace temperature, and sets the reducing furnace to the temperature.
本発明によれば、還元炉から排出された塊成化物の飛散ロスを減少させるように、粒度が所定値以下の塊成化物が占める割合に応じて還元炉の温度を設定することで、還元炉の操業安定化を図ることができる。 According to the present invention, the temperature of the reducing furnace is set according to the ratio of the agglomerates having a particle size of a predetermined value or less so as to reduce the scattering loss of the agglomerates discharged from the reducing furnace. Furnace operation can be stabilized.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明において、同一又は同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
<制御装置の全体構成>
まず、本発明の実施形態に係る制御装置10の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る制御装置10の全体構成を模式的に示す図である。
<Overall configuration of control device>
First, the configuration of the
制御装置10は、還元炉から排出された塊成化物の粒度から飛散ロスを求め、求めた飛散ロスに基づいて還元炉の温度を制御する装置である。制御装置10は、図1に示すように、撮像装置100と演算処理装置200とを主に備える。
The
ここで、還元炉は、粉状の鉄鉱石(酸化鉄)と、粉状の石炭やコークス等の炭材(すなわち、還元剤)とを混合して形成されるペレットやブリケットのような塊成化物が装入され、かかる塊成化物を高温に加熱することで鉄鉱石中の酸化鉄を還元して、固体状金属鉄(すなわち、還元鉄)を製造する設備である。本実施形態では、還元炉の一例として回転炉床炉(Rotary Hearth Furnace:RHF)を取り上げる。 Here, the reducing furnace is an agglomerate such as pellets and briquettes formed by mixing powdered iron ore (iron oxide) and carbonaceous material (that is, reducing agent) such as powdered coal and coke. Iron oxide in the iron ore is reduced by heating the agglomerate to a high temperature to produce solid metallic iron (that is, reduced iron). In this embodiment, a rotary hearth furnace (RHF) is taken up as an example of a reducing furnace.
撮像装置100は、回転炉床炉300の炉外排出口301の近傍に設置されており、炉外排出口301内を落下する塊成化物を撮像して撮影画像を生成する装置である。
The
撮像装置100は、レンズ等の各種光学素子と、CCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子と、を有する。ここで、撮像装置100は、静止画像を生成可能なものであってもよく、動画像を生成可能なものであってもよい。また、撮像装置100は、モノクロ画像を撮像可能なものであってもよいし、カラー画像を撮像可能なものであってもよい。なお、カラー画像を撮像可能な撮像装置を利用する場合には、1チャンネルの画像を生成すればよい。すなわち、撮影画像の生成手段としては、RGB成分のうちR、G、Bのいずれかの成分だけを利用しても良いし、RGB色空間からYCbCr色空間への変換を行い、Y成分のみを利用しても良い。
The
撮像装置100は、演算処理装置200により制御されており、所定のフレームレート毎に、演算処理装置200から撮像のためのトリガ信号が出力されることで、撮像が行なわれる。撮像装置100は、演算処理装置200から出力されたトリガ信号に応じて、回転炉床炉300の炉外排出口301内を落下する塊成化物の熱放射を撮像して撮影画像を生成し、生成した撮影画像を演算処理装置200に出力する。
The
図2は、撮像装置100の設置状態を説明するための模式図であり、図3は、撮像装置100により生成された撮影画像の一例である。撮像装置100は、図2に示すように、炉外排出口301の状態を観察するための観察窓302の近傍に設置されている。炉外排出口301の内部では、回転炉床炉300から排出された塊成化物1が随時落下している。撮像装置100は、例えば観察窓302から約2m離隔した位置に設置され、観察窓302を介して、炉外排出口301の内部を落下している塊成化物1の熱放射を順次撮像し、図3に示すような撮影画像(熱放射画像)を生成する。ここで、炉外排出口301内の塊成化物1の温度は、約800℃~1000℃である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the installation state of the
撮像装置100により生成された熱放射画像は、図3に示すように、観察窓302に対応する視野(図3では、直径約160mmの略円形の視野)の内部に、炉外排出口301の内部を落下する塊成化物1が写り込んだものとなる。かかる熱放射画像では、温度の高い塊成化物1ほど、熱放射画像中に白く写り込み、温度の低い塊成化物1ほど、熱放射画像中に黒く写り込む。
As shown in FIG. 3, the thermal radiation image generated by the
演算処理装置200は、図1に示すように、撮像制御部201と、画像処理部203と、表示制御部205と、記憶部207と、飛散ロス演算部209と、温度制御部210と、を備える。演算処理装置200は、例えばCPU(Central Processing Unit)を備えており、CPUは、記憶部207に記憶された各種プログラムに従って、撮像制御部201、画像処理部203、表示制御部205、飛散ロス演算部209、及び温度制御部210における各機能を制御する。
As shown in FIG. 1, the
撮像制御部201は、撮像装置100による撮像処理を制御する。より具体的には、撮像制御部201は、回転炉床炉300の炉外排出口301内部の撮像をする際に、撮像装置100に対して、所定のフレームレート毎に、撮像を実行させるためのトリガ信号を送信する。
The
画像処理部203は、撮像装置100から塊成化物1の撮影画像を取得し、取得された撮影画像に対して画像処理を施して塊成化物1を検出し、検出した塊成化物1の粒度(粒度分布)を算出する。画像処理部203の詳細な機能については後述する(図4参照)。
The
表示制御部205は、撮像装置100で生成された撮影画像、画像処理部203での処理結果、飛散ロス演算部209での計算結果、及び温度制御部210による温度制御に関する情報を、表示部206に表示させる。
The
表示部206は、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ、又は有機エレクトロ・ルミネッセンス(EL)ディスプレイ等のディスプレイを備え、表示制御部205からの制御に従って、撮像装置100で生成された撮影画像、及び演算処理装置200での処理結果を表示する。
The
記憶部207は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備える。ROMは、CPUによって実行される制御処理プログラム(図5参照)等の各種プログラムやこれらのプログラムの実行時に必要なデータを格納する。ROMに格納された各種プログラムやデータはRAMにロードされて実行される。
The
なお、記憶部207は、ハードディスクドライブ(HDD)等の磁気メモリ、又は光ディスク等の光メモリを備えるようにしてもよい。あるいは、演算処理装置200に着脱可能で、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に各種プログラムやデータを格納するようにしてもよい。または、演算処理装置200で実行される各種プログラムを、通信ネットワークを介して受信するようにしてもよい。
Note that the
飛散ロス演算部209は、画像処理部203で算出された塊成化物1の粒度(粒度分布)から、次工程(溶解工程)での塊成化物1の飛散ロスを計算する。飛散ロスの計算については後述する(図5及び図6参照)。
The scattering
温度制御部210は、歩留りに悪影響を及ぼす飛散ロスが一定以下となるように、所定粒径以下の粉割合(%)と回転炉床炉300の平均炉温(℃)との相関(図7)から、飛散ロスと相関のある所定粒径以下の粉割合(%)に対応する温度を求め、回転炉床炉300内を当該温度に設定する。所定粒径以下の粉割合(%)とは、画像処理部203で検出された全ての塊成化物1に対する、粒度が所定値以下の塊成化物1が占める割合である。温度制御部210による温度制御については後述する(図5及び図7参照)。
The
なお、演算処理装置200は、汎用ハードウェアによって構成されていてもよいし、演算処理装置200の各機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。例えば、画像処理部203の機能を特定用途向け集積回路(ASIC)等のハードウェアにより構成してもよい。
Note that the
次に、図4を参照して、画像処理部203の機能について説明する。図4は、画像処理部203の機能ブロック図である。
Next, functions of the
画像処理部203は、撮像装置100で生成された塊成化物1の撮影画像から塊成化物1の粒度を算出する機能を有し、図4に示すように、前処理部211と、フィルタ処理画像生成部213と、直線関数算出部215と、閾値決定部217と、2値化画像生成部219と、合成画像生成部221と、ラベリング部223と、粒度算出部225と、を有する。本実施形態では、画像処理部203により実行される塊成化物1の粒度の算出方法として、特許文献1に開示された方法を採用する。
The
前処理部211は、撮像装置100から出力された、炉外排出口301内を落下する塊成化物1を撮像した撮影画像(熱放射画像)に対して、必要に応じて各種の前処理を施す。このような前処理として、例えば、撮影画像を所定の画像サイズまで縮小させる画像縮小処理を挙げることができる。縮小の程度については特に限定されるものではなく、縮小後の撮影画像において粉状の塊成化物1が少なくとも1画素として存在するようなサイズであればよい。前処理部211は、撮影画像の縮小倍率を任意に設定することが可能であるが、例えば、撮影画像を縦・横ともに、1/3に縮小するような画像縮小処理が実行可能である。このような画像縮小処理を実行することで、以下の画像処理の演算時間を、更に短縮することが可能となる。
The
フィルタ処理画像生成部213は、撮像装置100から出力された撮影画像、又は前処理後の撮影画像に対して、標準偏差σの値が互いに異なる複数の正規化したラプラシアンガウシアンフィルタ(以下、「正規化LoGフィルタ」と称する。)をそれぞれ作用させて複数のフィルタ処理画像を生成する。
The filtered
正規化LoGフィルタの関数形は、以下の式(1)で与えられる。
フィルタ処理画像生成部213は、中心の座標を(0,0)とし、中心から(i,j)画素だけ離れた画素の重みを式(1)に(x,y)=(i,j)を代入した値としたフィルタを作成し、かかるフィルタを熱放射画像に乗じることでフィルタ処理を行う。
The filtered
具体的に、かかるフィルタ処理は、輝度で表した熱放射画像をf(x,y)とし、座標(x,y)でのf(x,y)にφ(0,0)を乗じ、座標(x+i,y+i)でのf(x+i,y+j)にφ(i,j)を乗じた値に関してパラメータi,jについての総和として定義される。すなわち、以下の式(2)で表わされるg(x,y)を算出することにより、正規化LoGフィルタを作用させた後の熱放射画像を得ることができる。 Specifically, such a filtering process assumes that the thermal radiation image expressed in luminance is f(x, y), and f(x, y) at coordinates (x, y) is multiplied by φ(0, 0) to It is defined as the sum over parameters i,j with respect to f(x+i,y+j) at (x+i,y+i) multiplied by φ(i,j). That is, by calculating g(x, y) represented by the following equation (2), it is possible to obtain a thermal radiation image after applying the normalized LoG filter.
標準偏差σの値が互いに異なる複数の正規化LoGフィルタは、第1の直径以下の塊成化物1を検出するために用いる第1正規化LoGフィルタ群(すなわち、小粒径の塊成化物1を検出するための正規化LoGフィルタ群)と、第2の直径以上の塊成化物1を検出するために用いる第2正規化LoGフィルタ群(すなわち、中~大粒径の塊成化物1を検出するための正規化LoGフィルタ群)と、から構成されている。第1の直径及び第2の直径の具体的な数値は、回転炉床炉300で生成される塊成化物1の粒度分布を、事前に公知の測定方法により解析することで、適宜設定すればよい。
A plurality of normalized LoG filters with different values of standard deviation σ are a first normalized LoG filter group used for detecting
第1の直径を3mm(塊成化物1の平均粒径の約1/5以下)とした場合、第1正規化LoGフィルタ群としては、例えば、σ=1/3、2/3、1、2の値が設定された4種類の正規化LoGフィルタを用いることができる。第2の直径を8mmとした場合、第2正規化LoGフィルタ群としては、例えば、σ=3、4、・・・、6の値が設定された4種類の正規化LoGフィルタを用いることができる。 When the first diameter is 3 mm (about 1/5 or less of the average particle size of the agglomerate 1), the first normalized LoG filter group includes, for example, σ=1/3, 2/3, 1, Four normalized LoG filters with a value of 2 can be used. When the second diameter is 8 mm, as the second normalized LoG filter group, for example, four types of normalized LoG filters set with values of σ = 3, 4, ..., 6 can be used. can.
以下では、第1正規化LoGフィルタ群の作用により生成されるフィルタ処理画像群を第1フィルタ処理画像群と称し、第2正規化LoGフィルタ群の作用により生成されるフィルタ処理画像群を第2フィルタ処理画像群と称することとする。 Hereinafter, the filtered image group generated by the action of the first normalized LoG filter group will be referred to as the first filtered image group, and the filtered image group generated by the action of the second normalized LoG filter group will be referred to as the second filter processed image group. It will be called a group of filtered images.
直線関数算出部215は、後述する閾値決定部217においてフィルタ処理画像を2値化する際の閾値を決定するために用いられる直線関数を算出する。この直線関数は、第1フィルタ処理画像群の平均輝度値と第2フィルタ処理画像群の平均輝度値との対応関係を表わす直線関数である。より具体的に、直線関数は、第1フィルタ処理画像群の平均輝度値をXとし、第2フィルタ処理画像群の平均輝度値をYとしたときに、(X,Y)の組み合わせをXY平面にプロットし、それぞれのX位置におけるYの下限値の集合を、例えば最小二乗法等の公知の方法により直線近似することで得られる(特許文献1の図7参照)。このようにして算出された直線関数(Y=AX+B)のデータは、記憶部207に格納される。
The linear
なお、直線関数の算出処理は、撮像装置100による塊成化物1の撮像環境に変化が生じない限りは、少なくとも一度行えばよく、撮像装置100により撮影画像が生成されるたびに実行する必要はない。
It should be noted that the process of calculating the linear function may be performed at least once as long as the imaging environment of the agglomerated
閾値決定部217は、第1フィルタ処理画像群を2値化するための閾値(第1閾値)を決定するとともに、直線関数算出部215により算出された直線関数に基づいて、第2フィルタ処理画像群を2値化するための閾値(第2閾値)を決定する。
The
具体的に、閾値決定部217は、第1の直径以下の塊成化物1を検出するための閾値(第1閾値)を、第1フィルタ処理画像群の平均輝度値に対して所定の固定値を乗じた値とする。より詳細には、閾値決定部217は、第1フィルタ処理画像群の平均輝度値Xrに対して、塊成化物1の輝度バラツキも考慮して輝度がXr以下の塊成化物1も検出するように、0.4~0.6の範囲に含まれるある一つの値(例えば、0.5等)を乗じることで、第1閾値を求める。
Specifically, the
第1閾値を、平均輝度値Xrに対してある固定値を乗じたものとする理由は、第1フィルタ処理画像群に含まれる小粒径の塊成化物1の方が温度ムラは少なく、2値化も容易であると考えられるからである。
The reason why the first threshold value is obtained by multiplying the average brightness value Xr by a certain fixed value is that the
また、閾値決定部217は、第2の直径以上の塊成化物1を検出するための閾値(第2閾値)を、直線関数算出部215により算出された直線関数(Y=AX+B)に平均輝度値Xrを代入して得られた値Yrとする。このように、第2閾値は、固定値とせずに、第1フィルタ処理画像群の平均輝度値に応じて変動する値としている。これにより、中~大粒径の塊成化物1を検出するための閾値を、未検出や過検出が生じないような値に設定することが可能となる。
Further, the
2値化画像生成部219は、第1閾値を用いて、第1フィルタ処理画像群に含まれる各画像を2値化して2値化画像を生成するとともに、第2閾値を用いて、第2フィルタ処理画像群に含まれる各画像を2値化して2値化画像を生成する。
The binarized
合成画像生成部221は、2値化画像生成部219により生成された複数の2値化画像を合成して、合成2値化画像を生成する。
The
なお、第1フィルタ処理画像群から得られた2値化画像において、中~大粒径の塊成化物1の外形が残存している場合も考えられる。この場合、合成画像生成部221は、まず、第1フィルタ処理画像から得られた2値化画像と、第2フィルタ処理画像から得られた2値化画像とを別個に合成し、第1フィルタ処理画像から得られた合成画像から、第2フィルタ処理画像から得られた合成画像を差し引いたもの(差分画像)を、最終的な合成画像に利用する第1フィルタ処理画像の合成画像として利用しても良い。このような差分画像を利用することで、小粒径の塊成化物1をより正確に検出することが可能となる。
In addition, in the binarized image obtained from the first filtered image group, it is conceivable that the outer shape of the
ラベリング部223は、合成画像生成部221により生成された合成2値化画像を参照し、輝度値が1となっている部分をラベリング処理することで、2値化画像に含まれる塊成化物1を特定し検出する。なお、ラベリング部223が実行するラベリング処理は、特に限定されるものではなく、公知のラベリング処理を適用することが可能である。
The
粒度算出部225は、ラベリング部223で検出された塊成化物1の各々について粒度を算出する。塊成化物1の粒度としては、例えば、塊成化物1の面積S、周囲長(塊成化物1の外形に沿った長さ)L、等価径(0.5×(S/π))、長軸の長さ、短軸の長さ等を挙げることができる。長軸の長さとは、塊成化物1の相当楕円(塊成化物1と同面積であり、一次及び二次モーメントが等しい楕円)における長軸の長さであり、短軸の長さとは、相当楕円における短軸の長さである。
The
<制御方法の流れ>
次に、図5~図7を参照して、制御装置10で実行される制御方法の流れを説明する。図5は、制御装置10で実行される制御方法のフローチャートである。
<Flow of control method>
Next, the flow of the control method executed by the
まず、撮像装置100が、撮像制御部201の制御のもとで回転炉床炉300の炉外排出口301内を落下する塊成化物1を順次撮像して撮影画像を生成し(ステップS101)、生成した撮影画像を演算処理装置200に出力する。
First, the
次いで、前処理部211が、撮像装置100で生成された撮影画像を取得し、取得した撮影画像に対して、必要に応じて縮小処理等の前処理を施す(ステップS103)。
Next, the
次いで、フィルタ処理画像生成部213が、ステップS101で得られた撮影画像又は前処理後の撮影画像に対して、標準偏差σの値が異なる複数の正規化LoGフィルタを作用させて複数のフィルタ処理画像(第1フィルタ処理画像群及び第2フィルタ処理画像群)を生成する(ステップS105)。
Next, the filtered
直線関数算出部215は、閾値決定部217が第2閾値を算出する際に用いる直線関数を、フィルタ処理画像生成部213で生成された第1フィルタ処理画像群及び第2フィルタ処理画像群を用いて算出する。閾値決定部217は、第1フィルタ処理画像群の平均輝度値を算出し、当該平均輝度値に所定の固定値を乗算することで、第1フィルタ処理画像群を2値化するための第1閾値を決定し、直線関数算出部215で求めた直線関数と第1フィルタ処理画像群の平均輝度値とを用いて、第2フィルタ処理画像群を2値化するための第2閾値を決定する(ステップS107)。
The linear
次いで、2値化画像生成部219が、第1閾値を用いて、第1フィルタ処理画像群に含まれる各画像を2値化して2値化画像を生成するとともに、第2閾値を用いて、第2フィルタ処理画像群に含まれる各画像を2値化して2値化画像を生成する(ステップS109)。
Next, the binarized
次いで、合成画像生成部221が、2値化画像生成部219により生成された各2値化画像を合成して合成2値化画像を生成する(ステップS111)。
Next, the
次いで、ラベリング部223が、合成2値化画像において、輝度値=1である部位をラベリング処理することで塊成化物1を検出する(ステップS113)。
Next, the
次いで、粒度算出部225が、ラベリング部223で検出された塊成化物1の粒度(粒度分布)を算出する(ステップS115)。
Next, the
次いで、飛散ロス演算部209が、ステップS115で算出された粒度から、塊成化物1の次工程(溶解工程)での飛散ロスを計算する(ステップS117)。具体的には、記憶部207に、塊成化物の粒度と飛散ロスとの関係を示す検量線のデータが格納されており、飛散ロス演算部209は、ステップS115で算出された粒度を検量線に当てはめることで、飛散ロスを求める。
Next, the
図6に、所定粒径以下の粉割合(%)とΔ飛散ロス(%)との相関をプロットした結果を示す。図6において、所定粒径以下の粉割合(%)は、ラベリング部223で検出された全ての塊成化物1の量(個数)に対する、粒度が所定粒径以下(第1の直径以下)の塊成化物1の量(個数)の割合である。Δ飛散ロス(%)とは、飛散ロスの基準(%)からの変動量(図6では+1.5(%)までの変動量)である。図6より、所定粒径以下の粉割合が大きくなると、Δ飛散ロスが大きくなることがわかる。これにより、所定粒径以下の粉割合とΔ飛散ロスとの間には、明確な相関があることが分かる。そのため、Δ飛散ロスを減少させ歩留まりを向上させるには、所定粒径以下の粉割合を減少させるように、操業を制御すれば良いことが分かる。なお、図6に示す検量線のデータを一旦作成してしまえば、飛散ロスを、操業を制御する度に求める必要はないため、S117は省略することが可能である。
FIG. 6 shows the result of plotting the correlation between the ratio (%) of powders having a predetermined particle size or smaller and the Δ scattering loss (%). In FIG. 6, the ratio (%) of powder having a predetermined particle size or less is the amount (number) of all the
次いで、飛散ロスが一定以下となるように、目標とする飛散ロスに対応する所定粒径以下の粉割合(%)を求め、温度制御部210が、所定粒径以下の粉割合(%)と回転炉床炉300の平均炉温(℃)との相関から、求めた所定粒径以下の粉割合(%)に対応する温度を求め、回転炉床炉300内を当該温度に設定する(ステップS119)。
Next, the ratio (%) of powder having a predetermined particle size or less corresponding to the target scattering loss is obtained so that the scattering loss is kept below a certain level, and the
図7に、所定粒径以下(第1の直径以下)の粉割合(%)と回転炉床炉300の平均炉温(℃)との相関を調査した結果を示す。ここで、平均炉温(℃)とは、回転炉床炉300に設置された熱電対温度計等の温度計により測定された回転炉床炉300の雰囲気温度の平均値である。図7に示すデータは記憶部207に格納されている。図7より、例えば、回転炉床炉300の平均炉温を1280℃以上にすれば、所定粒径以下の粉割合が4%以下となり、図6より、Δ飛散ロスを0.5%以下に抑えることができる。よって、例えば、温度制御部210は、回転炉床炉300の温度を1280℃に設定する。回転炉床炉300の温度を上げることは、直接生産コストの増加につながるため、過剰に温度を上げることは好ましくないが、このように、測定した粒度分布から、歩留まりを悪化させる飛散ロスを抑制する、最適な温度条件を見つけることで、最適な操業条件に制御することが可能となる。
FIG. 7 shows the result of investigating the correlation between the ratio (%) of powder having a predetermined particle size or smaller (the first diameter or smaller) and the average furnace temperature (° C.) of the
以上のように、本実施形態によると、演算処理装置200は、撮像装置100で塊成化物1を撮影して得られた撮影画像から塊成化物1の粒度を求め、求めた粒度から飛散ロスを計算し、飛散ロスを抑制するような炉温制御を行う。これにより、回転炉床炉300の温度を過剰に上げることなく、飛散ロスが抑制された安定した操業を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態における記述内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、撮影画像に対して正規化LoGフィルタを作用させて複数のフィルタ処理画像を生成するようにしたが、撮影画像に作用させるフィルタの種類は特に限定されない。
また、上述の実施形態では、飛散ロスの計算に必要な第1の直径を塊成化物1の平均粒径の約1/5としたが、第1の直径の大きさは特に限定されない。例えば、第1の直径を塊成化物1の平均粒径の約1/10としてもよい。
Note that the contents of description in this embodiment can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the normalized LoG filter is applied to the captured image to generate a plurality of filtered images, but the type of filter applied to the captured image is not particularly limited.
Further, in the above-described embodiment, the first diameter necessary for the calculation of the scattering loss is about 1/5 of the average particle diameter of the
1 塊成化物
10 制御装置
100 撮像装置
200 演算処理装置
201 撮像制御部
203 画像処理部
205 表示制御部
206 表示部
207 記憶部
209 飛散ロス演算部
210 温度制御部
211 前処理部
213 フィルタ処理画像生成部
215 直線関数算出部
217 閾値決定部
219 2値化画像生成部
221 合成画像生成部
223 ラベリング部
225 粒度算出部
300 回転炉床炉
301 炉外排出口
302 観察窓
1 agglomerate 10
Claims (5)
前記撮像ステップで生成された前記撮影画像に画像処理を施して前記塊成化物の粒度を算出する粒度算出ステップと、
前記粒度算出ステップで算出された前記粒度から、次工程での前記塊成化物の飛散ロスを計算する飛散ロス演算ステップと、
前記還元炉から排出された前記塊成化物のうち前記粒度が所定値以下の塊成化物が占める割合と、前記還元炉の平均炉温との相関から、前記飛散ロスが一定以下となる温度を求め、前記還元炉を当該温度に設定する制御ステップと、
を備える、前記還元炉の制御方法。 an imaging step of sequentially imaging the agglomerates discharged from the reduction furnace to generate a photographed image;
a particle size calculation step of performing image processing on the captured image generated in the imaging step to calculate the particle size of the agglomerate;
a scattering loss calculation step of calculating the scattering loss of the agglomerate in the next step from the particle size calculated in the particle size calculating step;
The temperature at which the scattering loss is below a certain level is determined from the correlation between the ratio of the agglomerates having a particle size of a predetermined value or less among the agglomerates discharged from the reducing furnace and the average furnace temperature of the reducing furnace. a control step of obtaining and setting the reducing furnace to the temperature;
A method of controlling the reducing furnace, comprising:
前記撮影画像にフィルタ処理を施してフィルタ処理画像を生成するフィルタ処理画像生成ステップと、
前記フィルタ処理画像を2値化して2値化画像を生成する2値化画像生成ステップと、
前記2値化画像から前記塊成化物を検出する検出ステップと、
を備え、
前記粒度算出ステップは、
前記検出ステップで検出された前記塊成化物の前記粒度を算出する、請求項1~3の何れか1項に記載の制御方法。 The control method is
a filtered image generating step of performing filter processing on the captured image to generate a filtered image;
a binarized image generating step of binarizing the filtered image to generate a binarized image;
a detection step of detecting the agglomerates from the binarized image;
with
The particle size calculation step includes:
The control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the particle size of the agglomerates detected in the detection step is calculated.
前記撮像装置で生成された前記撮影画像に基づいて前記還元炉を制御する演算処理装置と、を備え、
前記演算処理装置は、
前記撮像装置により生成された前記撮影画像に画像処理を施して前記塊成化物の粒度を算出する粒度算出部と、
前記粒度算出部により算出された前記粒度から、次工程での前記塊成化物の飛散ロスを計算する飛散ロス演算部と、
前記還元炉から排出された前記塊成化物のうち前記粒度が所定値以下の塊成化物が占める割合と、前記還元炉の平均炉温との相関から、前記飛散ロスが一定以下となる温度を求め、前記還元炉を当該温度に設定する温度制御部と、
を有する、前記還元炉の制御装置。
an imaging device that sequentially images the agglomerate discharged from the reduction furnace to generate a captured image;
an arithmetic processing device that controls the reducing furnace based on the captured image generated by the imaging device;
The arithmetic processing unit is
a particle size calculation unit that performs image processing on the captured image generated by the imaging device to calculate the particle size of the agglomerate;
a scattering loss calculation unit that calculates the scattering loss of the agglomerate in the next step from the particle size calculated by the particle size calculation unit;
Based on the correlation between the ratio of agglomerates having a particle size of a predetermined value or less among the agglomerates discharged from the reducing furnace and the average furnace temperature of the reducing furnace, the temperature at which the scattering loss is below a certain level is determined. a temperature control unit that obtains and sets the reducing furnace to the temperature;
A controller for the reducing furnace, comprising:
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