JPH045515A - 溶炉内壁の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、製鋼工場における取鍋、転炉、ＲＨ槽、電気
炉等の如き溶炉内壁の耐火物の損耗状態を測定する方法
に関する。

従来技術 取鍋、転炉、ＲＨ槽、電気炉等の溶炉では、耐火物が内
張すされているが、耐火物が溶損により損耗し、それが
次第に進行していくと、やがては損耗した箇所より鉄皮
が赤熱し、ついには咳部より溶銑や溶鋼が洩れ出るよう
になる。こうした事故を防ぐためには耐火物の損耗の程
度を把握し、損耗が一定量以上進行した箇所には耐火物
を吹付けて補修せねばならない。そこでこうした溶炉で
は、耐火物の損耗プロフィルを把握することが必要とな
るが、従来は作業者が溶炉内に入り込んで直接測定する
方法、レーザ光を直接被測定点に当て、反射するまでの
時間を求めて距離を測定する方法などが行われてきた。

しかしながら溶炉内に人が入り込んで直接測定する前者
の方法による場合、溶炉が冷めて人が入り込めるように
なってからでないと測定することができない。またレー
ザ光による後者の方法による場合には、−か所の測定に
時間がか＼るため測定箇所が制約されてポイントごとの
測定とならざるを得なくなりがちで、全体的なプロフィ
ルの把握が困難である。

溶炉内壁の耐火物の損耗プロフィルを測定する方法とし
てはこのほか、アークランプによって発した光を集合レ
ンズと絞り機構によりスポット光として炉壁に当て、カ
メラ中心線をモニターテレビカメラのセンターラインに
合わせたテレビカメラで上記スポット光を撮像すること
によりモニターテレビカメラの画面に表示されるスポッ
ト光点のセンターラインからの位置をマイクロスケーラ
によって計測し、損耗プロフィルを求める方法が提案さ
れている（特開昭６３−２５２２４２号）。

発明が解決しようとする課題 上述するような従来の方法では、いづれにしても炉壁の
全体的なプロフィルを測定するのにかなりな時間がかか
る。

本発明は計測をリアルタイムで行って炉壁の全体的なプ
ロフィルの測定を短時間で自動的に行えるようにしたも
のである。

課題の解決手段 本発明の測定方法はそのため、撮像装置の画角の中心線
に対し、一定の角度でレーザ光を照射し、炉壁に当たる
レーザースポットを撮像装置で撮像して画像上における
スポット光点から咳点の重心位置の座標を画素又は解像
線からＸＹ座標検出装置により求め、撮像装置から炉壁
までの距離を算出するようにしたもので、撮像装置から
炉壁までの距離ｌ＋は次の数式から求められる。

ここでＺｏ　：画像の一座標軸上における画素又は解像
線の総数 ｈｏ　；撮像装置とレーザ光の照射位置間の距離 θ１　：撮像装置の画角の中心線に対するレーザ光の照
射角度 θ　：撮像装置の画角の１７２ ２　：上記座標軸上におけるレーザ光点の重心位置の画
素又は解像線の座標 作用 第３図に示すように、炉壁の被測定点Ａにレーザ光を撮
像装置の画角２θの中心線に対し、角度θ、で照射し、
炉壁上のレーザスポットを撮像装置で撮像する。そして
画像処理する。炉壁上の上記中心線から距離ｙＭれた被
測定点Ａは、画像上ではセンターラインから距離ｚＭれ
たレーザスポット光点として表される（第４図）４スポ
ット光点の座標は、該光点上の画素又はＨ＠線の座標か
らＸＹ座標検出装置によって求められるが、スポット光
点は複数の画素又は解像線上にまたがっているため先ず
、その重心位置が算出される。ついでセンターラインか
らの距離２が算出される。

距ＮＺは三角法により次のように表わすことができる。

離 ｈｏ”撮像装置とレーザ光照射位置間の距離 したがって撮像装置から被測定点Ａまでの距離１１は として求めることができる。

撮像装置として例えば画面走査時間が１／６ｏ秒のテレ
ビカメラを用いて撮像すると、６分間で３６０か所、す
なわち１°づ＼の測定を行うことができる。

実施例 第１図は本発明方法で使用する測定装置の一例を示すも
ので、耐熱性を有し、透明な撮影用窓を備えた本体１内
には、レーザ光ａ２と、レーザ光を所定角度に屈折させ
るプリズム３と撮像装置としてのテレビカメラ４が装着
されている。テレビカメラ４にはＸＹ座標検出装置５と
画像蓄積装置６が接続され、ＸＹ座標検出装置５はテレ
ビカメラ４で撮像した画像を画像処理し、画像上のレー
ザスポット光点の解像線の座標を読取る。

ＸＹ座標検出装置５にはまたモニターテレビを接続し、
テレビカメラ４で撮像した画像を表示させるようにして
もよい。

ＸＹ座標検出装置５に接続されたマイクロコンピュータ
８には、テレビカメラ７の画角、プリズム３で屈折され
たレーザ光の角度（テレビカメラの画角の中心線に対す
る角度）、テレビカメラ７よりプリズム３の屈折点まで
の距離等が人力されており、ＸＹ座標検出装置５で読取
ったレーザスポット光点の座標に関する入力値より重心
位置の座標を、ついで画像上におけるセンターラインか
らの距離を算出する。そしてこれより上記（１）弐に基
づいてレーザスポットが当たる被測定点Ａとテレビカメ
ラ７との距離を算出する。

画像蓄積装置６には、テレビカメラ７で撮像した画像が
記憶され、それより逐次ＸＹ座標検出装置６に出力され
て上述する処理を行うことができるようになっている。

次に本装置を使用して第２図に示すようなＲＨ槽９内の
耐火物１１の溶損プロフィルを測定する方法の一例につ
いて説明する。

先ず測定装置をＲＨ浸漬管下部より測定箇所まで挿入し
、そのときのテレビカメラ４の高さ及び方位角をマイク
ロコンピュータ８に入力する。ついで装置を一回転させ
、その間の浸漬管内部の溶損プロフィルを次のようにし
て求める。

被測定面上のレーザスポットをテレビカメラ７で撮像し
、それをＸＹ座標検出装置５で画像処理するとともに画
像蓄積装置６に記憶させ、かつ画像上のレーザスポット
光点の解像線の座標を読取る。ついで読取った座標より
レーザスポット光点の重心座標及び画像上のセンターラ
インからの距離２を算出する。そしてこれより上記（１
）式に基づいてテレビカメラよりレーザスポットまでの
距離を算出する。

本装置によれば、例えば装置の旋回速度を５　ｒｐｍと
すると、１２秒間で一回転することとなり、画像処理装
置として１秒間に３０画像処理できるものを使用した場
合、１°ごとに溶損状況を測定できることになる。した
がって新品時に４５０φの浸漬管である場合、円周方向
に約４ｆｉピンチで溶損状況を測定することができる。

以上は円周方向の溶損プロフィルを測定する例について
示すものであるが、高さ方向の溶損プロフィルを測定す
る場合には、装置を上昇或いは降下させる。例えば装置
の昇降速度を９ｍ／ｎ＋ｉｎとすると、９０００　＋ｎ
　／　６０秒×３０画像＝５ｆｌのピンチで溶損状況を
測定することができる。

上記実施例は、撮像をテレビカメラで行って、画像をモ
ニターテレビに映し出し、レーザスポ・２トの解像線を
読取るようにしているが、別の実施例では、撮像がＣＣ
Ｄカメラで行われ、ＣＣＤ固体素子の画素数を読取るこ
とにより上記と同様の方法によってレーザスポットまで
の距離が算出され、溶損プロフィルが測定される。

上記実施例はまた、本発明をＲＨ槽の溶損プロフィルを
測定するのに適用した例を示したが、別の実施例では取
鍋、転炉、電気炉その他溶炉の溶損プロフィルを測定す
るのに適用される。

発明の効果 本発明によれば以上のように、リモートコントロールに
より安全上或いはスペース上人が入り込めないような溶
炉でも溶装の表面形状の測定を自動的に行うことができ
て省力化が可能となり、しかも撮像装置で撮像した画像
上のレーザスポット光点の重心座標をＸＹ座標検出装置
によって求められるようにしたことによりリアルタイム
で、かつ短時間で多数の測定を行うことができるため測
定箇所の制約がなく、炉壁の全体的なプロフィルの把握
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で使用する測定装置のブロック図、
第２図はＲＨ槽の横断面図、第３図は線図、第４図は画
像上のレーザスポットの位置を示す図である。 ２・・レーザ光源　　３・・プリズム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像装置の画角の中心線に対し、一定の角度でレ
   ーザ光を照射し、炉壁に当たるレーザースポットを撮像
   装置で撮像して画像上におけるスポット光点から該点の
   重心位置の座標を画素又は解像線からＸＹ座標検出装置
   により求め、撮像装置から炉壁までの距離を算出するよ
   うにしたことを特徴とする溶炉内壁の測定方法。
2. （２）撮像装置から炉壁までの距離ｌ＿１を次の数式か
   ら求めることを特徴とする請求項１記載の溶炉内壁の測
   定方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） ここでＺ＿０：画像の一座標軸上における画素又は解像
   線の総数 ｈ＿０：撮像装置とレーザ光の照射位置間の距離 θ＿１：撮像装置の画角の中心線に対するレーザ光の照
   射角度 θ：撮像装置の画角の１／２ ｚ：上記座標軸上におけるレーザ光点の重心位置の画素
   又は解像線の座標