KR102272100B1 - Method and system for surface crack detection of continuous casting using deep learning images - Google Patents

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이호욱
권경락
권효중
한준석
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현대제철 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a method and system for detecting vertical cracks in continuous casting through image learning, which improve the consistency of vertical crack detection by image learning to improve the quality of slabs through selective mill scale inspection. According to the present invention, the method for detecting vertical cracks in continuous casting through image learning may comprise the steps of: (a) collecting the temperature of a metal plate in a mold in real time in the continuous casting process; (b) generating a temperature map of the metal plate in units of slabs; (c) determining whether a vertical crack occurs in the temperature map based on deep learning; and (d) performing a detailed inspection on the slab determined to be vertically cracked.

Description

이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법 및 시스템{Method and system for surface crack detection of continuous casting using deep learning images}BACKGROUND ART Method and system for surface crack detection of continuous casting using deep learning images}

본 발명은 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이미지 학습을 이용하여 면세로 크랙 탐지의 정합성을 향상시켜서 선별적인 흑피 검사를 통한 주편의 품질을 향상시킬 수 있게 하는 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning, and more particularly, improving the consistency of longitudinal crack detection using image learning to improve the quality of cast steel through selective mill scale inspection It relates to a method and system for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning.

종래의 슬라브를 연속적으로 주조(continuous casting)하는 연속 주조 장치는 용강을 일렬로 배열된 복수개의 롤 세그먼트를 통과시키면서 주조와 압연을 동시에 행하여 소정 폭 및 두께를 갖는 슬라브를 제조할 수 있다.A conventional continuous casting apparatus for continuously casting a slab can manufacture a slab having a predetermined width and thickness by simultaneously casting and rolling while passing molten steel through a plurality of roll segments arranged in a line.

연속 주조 장치에서 제조된 슬라브는 연주로로부터 액체 상태의 용강을 저장하는 턴디쉬(Tundish)를 거쳐 몰드(Mould)를 통과하며, 냉각 작용에 의해 그 표층은 고체 상태의 응고 쉘(Shell)을 형성하게 되고 하부의 세그먼트(Segment)에 설치된 가이드 세그먼트 롤(Guide Roll)에 의해 안내를 받으면서 냉각수에 의해 응고가 진행되어 완전한 고체 상태의 슬라브 형태로 형성된다.The slab manufactured in the continuous casting device passes through the mold through the tundish that stores the molten steel in the liquid state from the casting furnace, and the surface layer forms a solid solidified shell by the cooling action. The solidification proceeds by cooling water while being guided by the guide segment roll installed in the lower segment to form a complete solid slab.

고체 상태의 슬라브는 정해진 길이에 따라 토치 절단 장치(TCM: Torch Cutting Machine)에서 절단되어 런 아웃 롤러 테이블(Run Out Roller Table)에 의해 신속히 후 공정으로 이송된다.The solid slab is cut by a torch cutting machine (TCM) according to a predetermined length, and is quickly transferred to a post-process by a run out roller table.

도 1은 기존의 몰드 내 동판에서 에어갭(Air gap)에 의한 온도 차이가 발생되는 과정을 개념적으로 나타내는 그래프이고, 도 2는 도 1의 측온 센서에서 측정된 시간에 따른 동판 온도를 나타내는 그래프이고, 도 3은 도 1의 에어갭에 의해 발생될 수 있는 면세로 크랙의 일례를 나타내는 사진이다.1 is a graph conceptually illustrating a process in which a temperature difference is generated due to an air gap in a copper plate in a conventional mold, and FIG. 2 is a graph showing the copper plate temperature according to time measured by the temperature sensor of FIG. , FIG. 3 is a photograph showing an example of longitudinal cracks that may be generated by the air gap of FIG. 1 .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 연속 주조 공정에서 면세로 크랙을 탐지하기 위해서 몰드 내 측정되는 온도 편차를 이용하여 면세로 크랙 발생 가능성을 실시간으로 탐지하고 있다.As shown in FIGS. 1 to 3 , in order to detect longitudinal cracks in the conventional continuous casting process, the possibility of occurrence of longitudinal cracks is detected in real time by using the temperature deviation measured in the mold.

이러한 면세로 크랙 탐지 방법은 몰드 내 설치되어 있는 복수개의 측온 센서 등의 온도 감지 수단으로부터 온도를 측정하여 에어갭에 의해 면세로 크랙이 발생할 때와 발생하지 않을 때의 온도의 편차가 발생하는 특성을 이용한 것이다.This free vertical crack detection method measures the temperature from a temperature sensing means such as a plurality of temperature sensors installed in the mold, and the temperature difference occurs when the vertical crack occurs and does not occur due to the air gap. it will be used

즉, 면세로 크랙이 몰드 내 발생하였을때, 에어갭에 의해 크랙 발생부와 인접한 동판의 온도가 감소하는 데, 이러한 현상을 이용하여 면세로 크랙을 예측할 수 있다.That is, when a vertical crack occurs in the mold, the temperature of the copper plate adjacent to the crack generating part is decreased due to the air gap. This phenomenon can be used to predict the vertical crack.

전술한 기술은 본 발명의 배경기술의 이해를 위해서 기재한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.The above-described technology has been described for understanding the background of the present invention, and does not mean the prior art widely known in the art to which the present invention pertains.

한국특허공개공보 제2010-0107805Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0107805

그러나, 종래의 면세로 크랙 탐지 방법은 동판에 온도 편차가 발생되면 수식 모델을 적용시켜서 단순한 계산식 알고리즘으로 판정하는 것으로서, 다양한 공정 스팩이나 다양한 공정 환경에 따라 다양한 형태로 발생될 수 있는 면세로 크랙을 정확하게 반영하여 판별할 수 없었고, 이로 인하여 정합성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.However, the conventional method for detecting cracks in duty-free road is to apply a mathematical model when a temperature deviation occurs in the copper plate to determine it with a simple calculation algorithm, and to detect tax-free cracks that can occur in various forms according to various process specifications or various process environments. It was not possible to accurately reflect and discriminate, so there was a problem that the consistency was greatly reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 몰드의 동판 내에 설치된 각 행 열전대의 시간에 따른 온도맵을 형성하고 이를 딥러닝 기반 객체 탐지 모델을 이용하여 딥러닝 학습시켜서 면세로 크랙 탐지의 정합성을 향상시키고, 이를 통해 선별적 흑피 검사를 수행하여 주편 품질을 크게 향상시킬 수 있게 하는 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems, including the above problems, by forming a temperature map according to time of each row thermocouple installed in the copper plate of the mold, and deep learning it using a deep learning-based object detection model to obtain tax exemption An object of the present invention is to provide a duty-free furnace crack detection method and system through image learning that improves the consistency of furnace crack detection and enables selective mill scale inspection to significantly improve the cast steel quality. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법은, (a) 연속 주조 공정에서 몰드 내 금속판의 온도를 실시간으로 수집하는 단계; (b) 슬라브 단위로 상기 금속판의 온도맵을 생성하는 단계; (c) 딥러닝 기반으로 상기 온도맵의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하는 단계; 및 (d) 면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브에 대한 정밀 검사를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.A method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning according to the spirit of the present invention for solving the above problems, (a) collecting the temperature of the metal plate in the mold in real time in the continuous casting process; (b) generating a temperature map of the metal plate in units of slabs; (c) determining whether a crack occurs in the temperature map based on deep learning; and (d) performing a detailed inspection on the corresponding slab determined to be tax-free and cracked.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 (a) 단계에서, 상기 금속판은 응고셀과 접촉되는 동판일 수 있다.Further, according to the present invention, in step (a), the metal plate may be a copper plate in contact with the solidification cell.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 (a) 단계에서, 상기 금속판에 후면에 설치된 n행 m열로 설치되는 열전대들을 이용하여 실시간으로 상기 금속판의 부위별 온도를 측정할 수 있다.In addition, according to the present invention, in the step (a), it is possible to measure the temperature of each part of the metal plate in real time by using thermocouples installed in n rows and m columns installed on the rear surface of the metal plate.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 온도맵은 낮은 온도 구간이 콜드 스팟(cold spot, 저온 영역) 형태로 표시될 수 있도록 각 행별 상기 열전대들의 시간에 따른 온도 상태를 색깔로 나타내는 열화상 영상일 수 있다.In addition, according to the present invention, in the step (b), the temperature map shows the temperature state according to time of the thermocouples for each row by color so that the low temperature section can be displayed in the form of a cold spot (cold spot). It may be a thermal image showing the image.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 딥러닝 기반 객체 탐지 모델을 이용하여 각 행 열전대의 동일 열에서 콜드 스팟으로 기준 횟수 이상으로 판별되면 면세로 크랙 발생으로 판정할 수 있다.In addition, according to the present invention, in the step (c), if it is determined as a cold spot more than a reference number of times in the same column of each row thermocouple using a deep learning-based object detection model, it can be determined as a duty-free crack occurrence.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델은, 손실 함수를 이용하여 최적화 가중치를 학습하는 기계 학습 모드 및 면세로 크랙을 판정하는 개체 검출 모드로 동작할 수 있는 CNN(Convolutional Neural Network)을 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the deep learning-based object detection model is a CNN (Convolutional Neural Network) that can operate in a machine learning mode that learns an optimization weight using a loss function and an object detection mode that determines a crack by duty-free may include.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델은, 적어도 컨볼루션 레이어, 풀링 레이어, 활성화 함수 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 복수개의 상기 온도맵으로부터 특징맵을 추출하는 특징 추출부; 적어도 디컨볼루션 레이어, 언풀링 레이어, 활성화 함수 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 상기 결함 특징맵을 복원 영상으로 복원하는 복원부; 및 면세로 크랙의 위치 또는 크기를 표시할 수 있도록 상기 복원 영상의 특징을 분류하는 분류기;를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the deep learning-based object detection model extracts a feature map from a plurality of temperature maps, including at least any one of a convolution layer, a pooling layer, an activation function, and combinations thereof. extraction unit; a reconstruction unit for reconstructing the defect feature map into a reconstructed image including at least one of a deconvolution layer, an unpooling layer, an activation function, and combinations thereof; and a classifier for classifying the characteristics of the reconstructed image so as to display the position or size of the vertical crack.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 (d) 단계에서, 상기 정밀 검사는 상기 슬라브의 산화된 표면을 제거하고 표피를 검사하는 흑피 검사일 수 있다.In addition, according to the present invention, in the step (d), the detailed examination may be a mill scale examination for removing the oxidized surface of the slab and examining the epidermis.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템은, 연속 주조 공정에서 몰드 내 금속판의 온도를 실시간으로 수집하는 온도 수집 장치; 슬라브 단위로 상기 금속판의 온도맵을 생성하는 온도맵 생성 장치; 딥러닝 기반으로 상기 온도맵의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하는 면세로 크랙 판정 장치; 및 면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브에 대한 정밀 검사를 수행할 수 있도록 대상 슬라브 정보를 출력하는 정보 출력 장치;를 포함할 수 있다.On the other hand, the continuous casting crack detection system through image learning according to the spirit of the present invention for solving the above problems, a temperature collecting device for collecting the temperature of the metal plate in the mold in the continuous casting process in real time; a temperature map generating device for generating a temperature map of the metal plate in units of slabs; a vertical crack determination device for determining whether a vertical crack occurs in the temperature map based on deep learning; and an information output device for outputting target slab information so as to perform a detailed inspection on the corresponding slab determined to be tax-free cracking.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 몰드의 동판 내에 설치된 각 행 열전대의 시간에 따른 온도맵을 형성하고 이를 딥러닝 기반 객체 탐지 모델을 이용하여 딥러닝 학습시켜서 면세로 크랙 탐지의 정합성을 향상시키고, 이를 통해 선별적 흑피 검사를 수행하여 주편 품질을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, a temperature map according to time of each row thermocouple installed in the copper plate of the mold is formed and deep learning is performed using the deep learning-based object detection model to detect vertical cracks. It is to have the effect of improving the consistency of the cast iron and greatly improving the quality of the cast steel by performing a selective mill scale inspection through this. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 기존의 몰드 내 동판에서 에어갭(Air gap)에 의한 온도 차이가 발생되는 과정을 개념적으로 나타내는 그래프이다.
도 2는 도 1의 측온 센서에서 측정된 시간에 따른 동판 온도를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1의 에어갭에 의해 발생될 수 있는 면세로 크랙의 일례를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템을 개념적으로 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 4의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템의 열전대의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템의 딥러닝 기반 객체 탐지 모델의 학습 모드를 개념적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 도 6의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템의 딥러닝 기반 객체 탐지 모델의 학습 모드에서 적용되는 손실 함수의 일례를 나타내는 수식이다.
도 8은 도 4의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템의 딥러닝 기반 객체 탐지 모델의 판정 모드를 개념적으로 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a graph conceptually illustrating a process in which a temperature difference due to an air gap is generated in a copper plate in a conventional mold.
FIG. 2 is a graph showing the copper plate temperature according to time measured by the temperature sensor of FIG. 1 .
FIG. 3 is a photograph showing an example of longitudinal cracks that may be generated by the air gap of FIG. 1 .
4 is a conceptual diagram conceptually illustrating a longitudinal crack detection system of continuous casting through image learning according to some embodiments of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing an example of a thermocouple of a crack detection system of continuous casting through image learning of FIG. 4 .
6 is a conceptual diagram conceptually illustrating a learning mode of the deep learning-based object detection model of the continuous casting freeway crack detection system through image learning of FIG. 4 .
7 is a formula showing an example of a loss function applied in the learning mode of the deep learning-based object detection model of the continuous casting freeway crack detection system through image learning of FIG. 6 .
8 is a conceptual diagram conceptually illustrating a determination mode of a deep learning-based object detection model of the continuous casting freeway crack detection system through image learning of FIG. 4 .
9 is a flowchart illustrating a method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning according to some embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms so that they It is self-evident that These terms are used only to distinguish one member, component, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, a first member, component, region, layer or portion discussed below may refer to a second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.Also, relative terms such as "above" or "above" and "below" or "below" may be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the drawings. It may be understood that relative terms are intended to include other orientations of the element in addition to the orientation depicted in the drawings. For example, if an element is turned over in the figures, elements depicted as being on the face above the other elements will have orientation on the face below the other elements. Thus, the term “top” by way of example may include both “bottom” and “top” directions depending on the particular orientation of the drawing. If the element is oriented in a different orientation (rotated 90 degrees relative to the other orientation), the relative descriptions used herein may be interpreted accordingly.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is used to describe specific embodiments, not to limit the present invention. As used herein, the singular forms may include the plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, as used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of the recited shapes, numbers, steps, actions, members, elements, and/or groups of those specified. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be expected, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the inventive concept should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing.

도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)을 개념적으로 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram conceptually illustrating a longitudinal crack detection system 1000 of continuous casting through image learning according to some embodiments of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연속 주조 장치는 래들(Laddle, 10)과 턴디쉬(Tundish, 20), 몰드(Mold, 30), 지지롤(60)들이 설치된 세그먼트, 스프레이수단(65), 핀치롤, 및 절단기 등을 포함할 수 있다.As shown in Figure 4, the continuous casting apparatus of the present invention is a ladle (10) and a tundish (Tundish, 20), a mold (Mold, 30), a segment in which the support rolls 60 are installed, the spray means 65 ), a pinch roll, and a cutter, and the like.

예컨대, 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강(M)을 받아서 번갈아가며 턴디쉬(20)에 공급할 수 있다. 래들(10)에 수용된 용강(M)은, 턴디쉬(20)를 향해 연장된 슈라우드 노즐(Shroud nozzle, 15)을 통하여 턴디쉬(20)로 유동한다. 슈라우드 노즐(15)은, 용강(M)이 공기에 노출되어 산화 또는 질화되지 않도록, 턴디쉬(20) 내의 용강(M)에 잠기도록 연장될 수 있다.For example, the ladle 10 may be provided as a pair, and may alternately receive the molten steel M and alternately supply it to the tundish 20 . The molten steel M accommodated in the ladle 10 flows to the tundish 20 through a shroud nozzle 15 extending toward the tundish 20 . The shroud nozzle 15 may extend to be submerged in the molten steel M in the tundish 20 so that the molten steel M is not oxidized or nitridized by exposure to air.

참고로, 슈라우드 노즐(15)의 파손 등으로 용강(M)이 공기 중에 노출된 경우를 오픈 캐스팅(open casting)이라 지칭할 수 있다.For reference, a case in which the molten steel M is exposed to the air due to breakage of the shroud nozzle 15 or the like may be referred to as open casting.

또한, 예컨대, 턴디쉬(20)는 래들(10)로부터 용강(M)을 받아, 몰드(30)로 용강(M)을 공급한다. 턴디쉬(20)는 용강(M)의 공급 속도 조절, 몰드(30)로의 용강(M) 분배, 용강(M)의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물의 분리 등이 이루어질 수 있다.Also, for example, the tundish 20 receives the molten steel M from the ladle 10 and supplies the molten steel M to the mold 30 . The tundish 20 may control the supply speed of the molten steel M, distribute the molten steel M to the mold 30, store the molten steel M, and separate slag and non-metallic inclusions.

여기서, 턴디쉬(20)에 수용된 용강(M)은 몰드(30) 내로 연장된 침지 노즐(Submerged entry nozzle, SEN)(25)을 통하여 몰드(30) 사이로 유동될 수 있다. 침지 노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지 노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이루게 할 수 있다.Here, the molten steel M accommodated in the tundish 20 may flow between the molds 30 through a submerged entry nozzle (SEN) 25 extending into the mold 30 . The submerged nozzle 25 may be disposed in the center of the mold 30 so that the flow of the molten steel M discharged from both outlets of the submerged nozzle 25 may be symmetrical.

또한, 예컨대, 상기 침지 노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작과 중단 및 토출 속도는 침지 노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(Stopper, 21)에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다.In addition, for example, the start, stop, and discharge speed of the discharging of the molten steel M through the submerged nozzle 25 is determined by a stopper 21 installed in the tundish 20 corresponding to the submerged nozzle 25 . can be decided. Here, the stopper 21 may be vertically moved along the same line as the submerged nozzle 25 to open and close the inlet of the submerged nozzle 25 .

또한, 여기서, 침지 노즐(25)을 통한 용강(M)의 유동에 대한 제어는, 상술한 스톱퍼 방식과 다른, 슬라이드 게이트(Slide gate) 방식을 이용할 수도 있다. 슬라이드 게이트는 판재가 턴디쉬(20) 내에서 수평 방향으로 슬라이드 이동하면서 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출 유량을 제어할 수 있다.In addition, here, the control of the flow of the molten steel M through the submerged nozzle 25 may use a slide gate method, which is different from the above-described stopper method. The slide gate can control the discharge flow rate of the molten steel M through the immersion nozzle 25 while the plate slides in the horizontal direction in the tundish 20 .

또한, 예컨대, 몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리 재질인 동판을 포함할 수 있으며, 용강(M)을 1차 냉각시킨다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강(M)이 수용되는 중공부를 형성할 수 있다.Also, for example, the mold 30 may include a copper plate that is typically a water-cooled copper material, and the molten steel M is first cooled. The mold 30 may form a hollow part in which the molten steel M is accommodated in the form in which a pair of structurally facing surfaces are opened.

예컨대, 용강(M)의 응고 정도는 강종에 따른 탄소 함량, 파우더의 종류, 주조 속도 등에 의해 달라지게 된다. 몰드(30)에 토출된 용강(M)은 몰드(30)의 벽면에 접한 부분으로부터 응고될 수 있다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 때문이다. 이와 같이, 용강(M)의 주변부가 먼저 응고되는 방식에 따라, 스트랜드(strand)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 용강(M)이 응고된 응고쉘(81)에 미응고 용강(82)이 감싸여진 형태를 이루게 된다.For example, the degree of solidification of the molten steel M varies depending on the carbon content according to the steel type, the type of powder, the casting speed, and the like. The molten steel M discharged to the mold 30 may be solidified from a portion in contact with the wall surface of the mold 30 . This is because heat is lost by the mold 30 in which the periphery rather than the center of the molten steel M is water-cooled. As such, according to the method in which the peripheral portion of the molten steel M is solidified first, the rear portion along the casting direction of the strand is the unsolidified molten steel 82 wrapped in the solidified shell 81 in which the molten steel M is solidified. will take shape

또한, 몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 왕복 운동될 수 있다. 왕복 운동 시 몰드(30)와 스트랜드와의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 윤활제가 이용될 수 있다. 여기서, 윤활제로는 뿜어 칠하는 평지 기름과 몰드(30) 내의 용강 표면에 첨가되는 몰드 파우더(mold powder)가 있다.In addition, the mold 30 may reciprocate in order to prevent the molten steel from adhering to the wall surface of the mold. A lubricant may be used to reduce friction between the mold 30 and the strands during reciprocating motion and to prevent burning. Here, as the lubricant, there are rapeseed oil to be sprayed and mold powder added to the surface of the molten steel in the mold 30 .

예컨대, 상기 몰드 파우더는 몰드(30) 내의 용강에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 스트랜드의 윤활뿐만 아니라 몰드(30) 내 용강의 산화 및 질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행할 수 있다.For example, the mold powder is added to the molten steel in the mold 30 to become slag, and not only lubricates the mold 30 and the strands, but also prevents oxidation and nitridation of the molten steel in the mold 30, heat retention, and non-metals floating on the surface of the molten metal. It can also perform the function of absorption of inclusions.

또한, 예컨대, 스트랜드는 지지롤(60)에 의하여 응고각이 변하지 않도록 지지되고, 스트랜드의 선단부(83)가 핀치롤에 의하여 잡아당겨지면, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동한다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각될 수 있다. 이는 스트랜드에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 스트랜드가 일 지점(85)에 이르면, 스트랜드는 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 스트랜드는 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브(S) 등과 같은 주편으로 나뉘어질 수 있다.In addition, for example, the strand is supported so that the solidification angle is not changed by the support roll 60, and when the tip 83 of the strand is pulled by the pinch roll, the unsolidified molten steel 82 together with the solidified shell 81. move in the casting direction. The unsolidified molten steel 82 may be cooled by the spray means 65 for spraying cooling water in the process of moving above. This causes the thickness occupied by the unsolidified molten steel 82 in the strands to gradually decrease. When the strand reaches a point (85), the strand is filled with the solidifying shell (81) to its entire thickness. The solidified strand may be cut to a predetermined size at the cutting point 91 and divided into slabs such as slabs (S).

그러나, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 연속 주조 장치는 도면에 반드시 국한되지 않고, 매우 다양한 형태와 종류의 연속 주조 설비들이 모두 적용될 수 있다.However, the continuous casting apparatus according to some embodiments of the present invention is not necessarily limited to the drawings, and a wide variety of shapes and types of continuous casting equipment may all be applied.

여기서, 예컨대, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 연속 주조 장치의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)은, 연속 주조 공정에서 몰드(30) 내 금속판(31)의 온도를 실시간으로 수집하는 온도 수집 장치(100)와, 슬라브 단위로 상기 금속판(31)의 온도맵(M1)(M2)(M3)을 생성하는 온도맵 생성 장치(200)와, 딥러닝 기반으로 상기 온도맵(M1)(M2)(M3)의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하는 면세로 크랙 판정 장치(300) 및 면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브(S)에 대한 정밀 검사를 수행할 수 있도록 대상 슬라브(S) 정보를 출력하는 정보 출력 장치(400)를 포함할 수 있다.Here, for example, the longitudinal crack detection system 1000 of continuous casting through image learning of the continuous casting apparatus according to some embodiments of the present invention, the temperature of the metal plate 31 in the mold 30 in the continuous casting process A temperature collection device 100 that collects in real time, a temperature map generation device 200 that generates temperature maps M1, M2, and M3 of the metal plate 31 in units of slabs, and the temperature based on deep learning The object to be able to perform a detailed inspection on the longitudinal crack determination device 300 that determines whether the crack occurs in the duty free way of the maps M1, M2, and M3 and the corresponding slab S that is determined as the occurrence of the crack in the duty free way The slab (S) may include an information output device 400 for outputting information.

따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)은, 연속 주조 공정에서 몰드(30) 내 금속판(31)의 온도를 실시간으로 수집하고, 슬라브(S) 단위로 상기 금속판(31)의 온도맵(M1)(M2)(M3)을 생성하고, 딥러닝 기반으로 상기 온도맵(M1)(M2)(M3)의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하고, 면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브(S)에 대한 정밀 검사를 수행하는 일련의 과정을 수행할 수 있다.Therefore, the longitudinal crack detection system 1000 of continuous casting through image learning according to some embodiments of the present invention collects the temperature of the metal plate 31 in the mold 30 in the continuous casting process in real time, and the slab (S) generates temperature maps (M1) (M2) (M3) of the metal plate 31 in units, and determines whether or not cracks occur in the temperature maps (M1) (M2) (M3) based on deep learning And, it is possible to perform a series of processes of performing a detailed inspection of the slab (S) determined to be tax-free crack generation.

도 5는 도 4의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)의 열전대(G)의 일례를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing an example of the thermocouple (G) of the longitudinal crack detection system 1000 of continuous casting through image learning of FIG.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 금속판(31)은 응고셀(81)과 접촉되는 구리 재질의 동판일 수 있다.As shown in FIG. 5 , the metal plate 31 may be a copper plate made of copper in contact with the solidification cell 81 .

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열전대(G)들은, 상기 금속판(31)에 후면에 설치된 n행 m열로 설치되어 실시간으로 상기 금속판(31)의 부위별 온도를 측정할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5 , the thermocouples G are installed in n rows and m columns installed on the rear surface of the metal plate 31 to measure the temperature of each part of the metal plate 31 in real time.

따라서, 상기 열전대(G)들을 이용하여 상기 온도맵(M1)(M2)(M3)은 낮은 온도 구간이 콜드 스팟(CS)(cold spot, 저온 영역) 형태로 표시될 수 있도록 각 행별 상기 열전대(G)들의 시간에 따른 온도 상태를 색깔로 나타내는 열화상 영상을 수집할 수 있다.Therefore, using the thermocouples G, the temperature maps M1, M2, and M3 show the thermocouples (M1), M2, and M3 for each row so that the low temperature section can be displayed in the form of a cold spot (CS). It is possible to collect a thermal image representing the temperature state over time of G) in color.

도 6은 도 4의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)의 딥러닝 기반 객체 탐지 모델의 학습 모드를 개념적으로 나타내는 개념도이고, 도 7은 도 6의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)의 딥러닝 기반 객체 탐지 모델의 학습 모드에서 적용되는 손실 함수의 일례를 나타내는 수식이고, 도 8은 도 4의 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템(1000)의 딥러닝 기반 객체 탐지 모델의 판정 모드를 개념적으로 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual diagram conceptually showing the learning mode of the deep learning-based object detection model of the continuous casting freeway crack detection system 1000 through image learning of FIG. 4, and FIG. 7 is continuous casting through image learning of FIG. It is a formula showing an example of a loss function applied in the learning mode of the deep learning-based object detection model of the free longitudinal crack detection system 1000, and FIG. 8 is a continuous casting crack detection system through image learning of FIG. 1000) is a conceptual diagram conceptually showing the determination mode of the deep learning-based object detection model.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델은, 손실 함수를 이용하여 최적화 가중치를 학습하는 기계 학습 모드 및 면세로 크랙을 판정하는 개체 검출 모드로 동작할 수 있는 CNN(Convolutional Neural Network)을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 6 to 8, the deep learning-based object detection model is a CNN that can operate in a machine learning mode that learns an optimization weight using a loss function and an object detection mode that determines a crack by duty-free operation ( Convolutional Neural Network).

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기계 학습 모드인 경우에는, CNN을 이용하여 학습 대상에 따라 반복적으로 가중치를 변경 적용하여 결과값의 편차를 최소화하는 손실 함수를 적용할 수 있다. 여기서, 이러한 손실 함수는 학습용 온도맵 세트를 이용하여 온도맵의 이미지의 크랙부의 좌표 및 크기를 사전에 지정할 수 있고, 이러한 데이터들을 반복적으로 학습시켜서 결정된 가중치 값에 따라 정합성이 높은 판별력을 학습할 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 7 , in the case of the machine learning mode, a loss function that minimizes the deviation of the result value by repeatedly changing and applying the weight according to the learning target using the CNN may be applied. Here, this loss function can use the temperature map set for training to specify the coordinates and size of the crack part of the image of the temperature map in advance, and iteratively learns these data to learn discriminant power with high consistency according to the determined weight value. have.

그러나, 이러한 상기 손실 함수는 도면에만 국한되지 않는 것으로서, 면세로 크랙을 탐지하기에 용이한 다양한 형태의 손실 함수가 적용될 수 있다.However, the loss function is not limited to the drawings, and various types of loss functions that are easy to detect vertical cracks may be applied.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델은, 적어도 컨볼루션 레이어(311), 풀링 레이어(312), 활성화 함수(313) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 복수개의 상기 온도맵(M1)(M2)(M3)으로부터 특징맵을 추출하는 특징 추출부(310)와, 적어도 디컨볼루션 레이어(321), 언풀링 레이어(322), 활성화 함수(323) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 상기 결함 특징맵을 복원 영상으로 복원하는 복원부(320) 및 면세로 크랙의 위치 또는 크기를 표시할 수 있도록 상기 복원 영상의 특징을 분류하는 분류기(330)를 포함할 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIG. 6 , the deep learning-based object detection model is at least one of a convolution layer 311 , a pooling layer 312 , an activation function 313 , and combinations thereof. A feature extraction unit 310 that extracts a feature map from a plurality of the temperature maps M1, M2, and M3 including one or more, and at least a deconvolution layer 321, an unpooling layer 322, and activation A function 323 and any one or more of combinations thereof, the restoration unit 320 for restoring the defect feature map to a restored image, and the feature of the restored image so as to display the position or size of the vertical crack. A classifier 330 for classifying may be included.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 특징 추출부(310)의 상기 컨볼루션 레이어(311)(convolution layer)는, 필터로 입력값을 컨볼루션하여 보다 작은 사이즈의 특징맵을 추출할 수 있는 계층이고, 상기 풀링 레이어(312)는, 특징맵에서 풀링 커널 크기만큼의 데이터를 더 작은 사이즈의 데이터로 서브샘플링할 수 있는 계층이며, 상기 활성화 함수(313)는 컨볼루션 연산 이후에 추가적으로 데이터를 활성화하는 함수일 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIGS. 6 to 8 , the convolution layer 311 (convolution layer) of the feature extraction unit 310 convolves an input value with a filter to form a smaller size. A layer capable of extracting a feature map of , the pooling layer 312 is a layer capable of subsampling data as much as a pooling kernel size in the feature map into data of a smaller size, and the activation function 313 is It may be a function that additionally activates data after a convolution operation.

또한, 예컨대, 상기 복원부(320)의 상기 디컨볼루션 레이어(321)는, 필터로 입력값을 디컨볼루션하여 보다 큰 사이즈의 특징맵을 추출할 수 있는 계층이고, 상기 언풀링 레이어(322)는, 특징맵에서 풀링 커널 크기만큼의 데이터를 더 큰 사이즈의 데이터로 업샘플링할 수 있는 계층이며, 상기 활성화 함수(323)는, 컨볼루션 연산 이후에 추가적으로 데이터를 활성화하는 함수일 수 있다.Also, for example, the deconvolution layer 321 of the reconstruction unit 320 is a layer capable of extracting a feature map of a larger size by deconvolving an input value with a filter, and the unpooling layer 322 ) is a layer capable of upsampling data corresponding to the size of the pooling kernel in the feature map to data of a larger size, and the activation function 323 may be a function that additionally activates data after a convolution operation.

예를 들면, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 특징 추출부(310)의 상기 컨볼루션 레이어(311)는 제 1 컨볼루션 레이어와 제 2 컨볼루션 레이어 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 컨볼루션 레이어는 상기 제 1 컨볼루션 레이어의 후방에 존재한다. 즉, 상기 제 2 컨볼루션 레이어는 상기 제 1 컨볼루션 레이어의 출력을 이용할 수 있다.For example, as shown in FIGS. 6 and 8 , the convolutional layer 311 of the feature extraction unit 310 may include a first convolutional layer and a second convolutional layer. In this case, the second convolutional layer exists behind the first convolutional layer. That is, the second convolutional layer may use the output of the first convolutional layer.

보다 구체적으로, 상기 제 1 컨볼루션 레이어는 입력된 원본 영상의 사이즈 보다 작은 사이즈의 컨볼루션 필터 커널에 기초하여 특징맵(Feature Map)을 추출할 수 있다. 예컨대, 상기 컨볼루션 필터 커널은 원본 사이즈보다 작은 크기의 행렬이다. 이 때, 상기 제 1 컨볼루션 레이어는 컨볼루션 필터 커널을 이동시켜 가면서 원본 영상에 곱하여 특징맵을 추출할 수 있다. 이 때, 컨볼루션 연산을 완료한 후에, 데이터 활성화를 위하여 추가적으로 상기 활성화 함수(313), 예를 들어, ReLU 등에 통과시킬 수 있다.More specifically, the first convolution layer may extract a feature map based on a convolution filter kernel having a size smaller than the size of the input original image. For example, the convolutional filter kernel is a matrix having a size smaller than the original size. In this case, the first convolutional layer may extract the feature map by multiplying the original image while moving the convolutional filter kernel. In this case, after the convolution operation is completed, the activation function 313 may be additionally passed through the activation function 313, for example, ReLU, for data activation.

이러한, 상기 컨볼루션 레이어를 통과한 후에는 데이터 및 연산량을 줄이기 위하여 상기 풀링 레이어(312)를 통과할 수 있다.After passing through the convolution layer, it may pass through the pooling layer 312 in order to reduce the amount of data and computation.

이 경우, 상기 풀링 레이어(312)는 특징맵에서 풀링 커널(예를 들어 n x m) 크기만큼의 데이터를 더 작은 사이즈의 데이터로 서브샘플링(Subsampling)할 수 있다.In this case, the pooling layer 312 may subsample data corresponding to the size of a pooling kernel (eg, n x m) in the feature map into data having a smaller size.

이와 같이, 상기 특징 추출부(310)의 CNN은 복수의 컨볼루션 레이어(311) 및 풀링 레이어(312)를 반복적으로 통과시켜 연산을 수행할 수 있다.In this way, the CNN of the feature extraction unit 310 may perform an operation by repeatedly passing through the plurality of convolutional layers 311 and pooling layers 312 .

또한, 예컨대, 상기 복원부(320)의 상기 디컨볼루션 레이어(321)는 제 1 디컨볼루션 레이어와 제 2 디컨볼루션 레이어 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 디컨볼루션 레이어는 상기 제 1 디컨볼루션 레이어의 후방에 존재한다. 즉, 상기 제 2 디컨볼루션 레이어는 상기 제 1 디컨볼루션 레이어의 출력을 이용할 수 있다.Also, for example, the deconvolution layer 321 of the reconstruction unit 320 may include a first deconvolution layer and a second deconvolution layer. In this case, the second deconvolution layer exists behind the first deconvolution layer. That is, the second deconvolution layer may use the output of the first deconvolution layer.

보다 구체적으로, 상기 제 1 디컨볼루션 레이어는 입력된 특징맵의 사이즈 보다 넓은 사이즈의 특징맵을 추출할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 디컨볼루션 레이어는 디컨볼루션 필터 커널을 이동시켜 가면서 원본 영상에 곱하여 특징맵을 추출할 수 있다. 이 때, 디컨볼루션 연산을 완료한 후에, 데이터 활성화를 위하여 추가적으로 상기 활성화 함수(323), 예를 들어, ReLU 등에 통과시킬 수 있다.More specifically, the first deconvolution layer may extract a feature map having a size wider than that of the input feature map. In this case, the first deconvolution layer may extract the feature map by multiplying the original image while moving the deconvolution filter kernel. In this case, after the deconvolution operation is completed, the activation function 323 may be additionally passed through the activation function 323, for example, ReLU, for data activation.

이러한, 상기 디컨볼루션 레이어를 통과한 후에는 데이터 및 연산량을 늘리기 위하여 상기 언풀링 레이어(322)를 통과할 수 있다.After passing through the deconvolution layer, it may pass through the unpooling layer 322 in order to increase the amount of data and computation.

이 경우, 상기 언풀링 레이어(322)는 특징맵에서 언풀링 커널 크기만큼의 데이터를 더 큰 사이즈의 데이터로 업샘플링(Upsampling)할 수 있다.In this case, the unpooling layer 322 may upsample data corresponding to the size of the unpooling kernel in the feature map into data of a larger size.

이와 같이, 상기 복원부(320)의 CNN은 복수의 디컨볼루션 레이어(321) 및 언풀링 레이어(322)를 반복적으로 통과시켜 연산을 수행할 수 있다.In this way, the CNN of the reconstruction unit 320 may perform an operation by repeatedly passing through the plurality of deconvolution layers 321 and unpooling layers 322 .

그러므로, 상기 특징 추출부(310)와 상기 복원부(320) 및 상기 분류기(330)를 이용하여 상술된 상기 복원 영상들과 상기 보간 영상들을 반복적으로 학습시켜서 최종적으로 제품의 결함을 분류하여 높은 정확도와 정밀도로 판별할 수 있다.Therefore, by repeatedly learning the above-described reconstructed images and the interpolated images using the feature extraction unit 310, the restoration unit 320, and the classifier 330, the defect of the product is finally classified with high accuracy. and can be determined with precision.

도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법을 나타내는 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning according to some embodiments of the present invention.

도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법은, (a) 연속 주조 공정에서 몰드(30) 내 금속판(31)의 온도를 실시간으로 수집하는 단계와, (b) 슬라브(S) 단위로 상기 금속판(31)의 온도맵(M1)(M2)(M3)을 생성하는 단계와, (c) 딥러닝 기반으로 상기 온도맵(M1)(M2)(M3)의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하는 단계 및 (d) 면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브(S)에 대한 정밀 검사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.4 to 9, the method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning according to some embodiments of the present invention, (a) a metal plate 31 in the mold 30 in the continuous casting process (b) generating a temperature map (M1) (M2) (M3) of the metal plate 31 in units of slabs (S), (c) based on deep learning, It may include the steps of determining whether cracks occur in the temperature map (M1) (M2) (M3) and (d) performing a detailed inspection on the corresponding slab (S) determined as the occurrence of cracks in the duty-free direction. .

여기서, 상기 (c) 단계에서, 딥러닝 기반 객체 탐지 모델을 이용하여 각 행 열전대의 동일 열에서 콜드 스팟(CS)으로 기준 횟수 이상으로 판별되면 면세로 크랙 발생으로 판정할 수 있다.Here, in the step (c), if the number of cold spots (CS) in the same column of each row and thermocouple is determined more than the reference number by using a deep learning-based object detection model, it can be determined as a duty-free crack occurrence.

예컨대, 상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델에 의해 각 행 열전대의 동일 열에서 3회 이상 콜드 스팟으로 판별되면 이를 최종적으로 면세로 크랙 발생으로 판정하여 후속 조치인 정밀 검사를 수행할 수 있다.For example, if it is determined as a cold spot three or more times in the same column of each row and thermocouple by the deep learning-based object detection model, it is finally determined as a duty-free crack occurrence, and a follow-up, detailed inspection can be performed.

즉, 상기 (d) 단계에서, 상기 정밀 검사는 상기 슬라브(S)의 산화된 표면을 제거하고 표피를 검사하는 흑피 검사일 수 있다.That is, in the step (d), the detailed examination may be a mill scale examination for removing the oxidized surface of the slab (S) and examining the epidermis.

그러므로, 상기 몰드(30)의 동판(31) 내에 설치된 각 행 열전대(G)의 시간에 따른 온도맵(M1)(M2)(M3)을 형성하고 이를 딥러닝 기반 객체 탐지 모델을 이용하여 딥러닝 학습시켜서 면세로 크랙 탐지의 정합성을 향상시키고, 이를 통해 선별적 흑피 검사를 수행하여 주편 품질을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, the temperature maps M1, M2, and M3 according to time of each row thermocouple G installed in the copper plate 31 of the mold 30 are formed, and deep learning is performed using the deep learning-based object detection model. By learning, it is possible to improve the consistency of crack detection by duty-free, and through this, the quality of cast steel can be greatly improved by performing selective mill scale inspection.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 래들
20: 턴디쉬
30: 몰드
60: 지지롤
65: 스프레이 수단
M: 용강
15: 슈라우드 노즐
21: 스톱퍼
25: 침지 노즐
81: 응고쉘
82: 미응고 용강
83: 선단부
91: 절단 지점
S: 슬라브
31: 금속판
M1, M2, M3: 온도맵
G: 열전대
CS: 콜드 스팟
100: 온도 수집 장치
200: 온도맵 생성 장치
300: 면세로 크랙 판정 장치
310: 특징 추출부
320: 복원부
330: 분류기
400: 정보 출력 장치
1000: 면세로 크랙 탐지 시스템
10: ladle
20: tundish
30: mold
60: support roll
65: spray means
M: molten steel
15: shroud nozzle
21: stopper
25: immersion nozzle
81: solidified shell
82: unsolidified molten steel
83: tip
91: cut point
S: Slav
31: metal plate
M1, M2, M3: temperature map
G: thermocouple
CS: Cold Spot
100: temperature collecting device
200: temperature map generating device
300: tax-free crack determination device
310: feature extraction unit
320: restoration unit
330: classifier
400: information output device
1000: duty free crack detection system

Claims (9)

(a) 연속 주조 공정에서 몰드 내 금속판의 온도를 실시간으로 수집하는 단계;
(b) 슬라브 단위로 상기 금속판의 온도맵을 생성하는 단계;
(c) 딥러닝 기반으로 상기 온도맵의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하는 단계; 및
(d) 면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브에 대한 정밀 검사를 수행하는 단계;
를 포함하는, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
(a) collecting the temperature of the metal plate in the mold in real time in the continuous casting process;
(b) generating a temperature map of the metal plate in units of slabs;
(c) determining whether a crack occurs in the temperature map based on deep learning; and
(d) performing a detailed inspection on the slab determined to be tax-free crack generation;
Containing, a method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning.
제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 금속판은 응고셀과 접촉되는 동판인, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
The method of claim 1,
In the step (a), the metal plate is a copper plate in contact with the solidification cell, a method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning.
제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 금속판에 후면에 설치된 n행 m열로 설치되는 열전대들을 이용하여 실시간으로 상기 금속판의 부위별 온도를 측정하는, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
The method of claim 1,
In the step (a), the temperature of each part of the metal plate is measured in real time by using thermocouples installed in n rows and m columns installed on the back side of the metal plate, a continuous casting crack detection method through image learning.
제 3 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 온도맵은 낮은 온도 구간이 콜드 스팟(cold spot, 저온 영역) 형태로 표시될 수 있도록 각 행별 상기 열전대들의 시간에 따른 온도 상태를 색깔로 나타내는 열화상 영상인, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
4. The method of claim 3,
In step (b), the temperature map is a thermal image image indicating the temperature state over time of the thermocouples for each row in color so that the low temperature section can be displayed in the form of a cold spot. Crack detection method in duty-free continuous casting through learning.
제 4 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 딥러닝 기반 객체 탐지 모델을 이용하여 각 행 열전대의 동일 열에서 콜드 스팟으로 기준 횟수 이상으로 판별되면 면세로 크랙 발생으로 판정하는, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
5. The method of claim 4,
In step (c), if the number of cold spots or more is determined as a cold spot in the same column of each row and thermocouple using a deep learning-based object detection model in step (c), it is determined that a crack occurs in a duty-free manner. detection method.
제 1 항에 있어서,
상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델은, 손실 함수를 이용하여 최적화 가중치를 학습하는 기계 학습 모드 및 면세로 크랙을 판정하는 개체 검출 모드로 동작할 수 있는 CNN(Convolutional Neural Network)을 포함하는, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
The method of claim 1,
The deep learning-based object detection model includes a CNN (Convolutional Neural Network) that can operate in a machine learning mode that learns an optimization weight using a loss function and an object detection mode that determines cracks in duty-free image learning Crack detection method by duty-free continuous casting through
제 6 항에 있어서,
상기 딥러닝 기반 객체 탐지 모델은,
적어도 컨볼루션 레이어, 풀링 레이어, 활성화 함수 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 복수개의 상기 온도맵으로부터 특징맵을 추출하는 특징 추출부;
적어도 디컨볼루션 레이어, 언풀링 레이어, 활성화 함수 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 상기 결함 특징맵을 복원 영상으로 복원하는 복원부; 및
면세로 크랙의 위치 또는 크기를 표시할 수 있도록 상기 복원 영상의 특징을 분류하는 분류기;
를 포함하는, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
7. The method of claim 6,
The deep learning-based object detection model is
a feature extraction unit for extracting a feature map from the plurality of temperature maps including at least any one of a convolution layer, a pooling layer, an activation function, and combinations thereof;
a reconstruction unit for reconstructing the defect feature map into a reconstructed image including at least one of a deconvolution layer, an unpooling layer, an activation function, and combinations thereof; and
a classifier for classifying features of the reconstructed image so as to indicate the position or size of the vertical crack;
Containing, a method for detecting longitudinal cracks in continuous casting through image learning.
제 1 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서, 상기 정밀 검사는 상기 슬라브의 산화된 표면을 제거하고 표피를 검사하는 흑피 검사인, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 방법.
The method of claim 1,
In the step (d), the detailed inspection is a mill scale inspection that removes the oxidized surface of the slab and inspects the epidermis, a method for detecting cracks in continuous casting through image learning.
연속 주조 공정에서 몰드 내 금속판의 온도를 실시간으로 수집하는 온도 수집 장치;
슬라브 단위로 상기 금속판의 온도맵을 생성하는 온도맵 생성 장치;
딥러닝 기반으로 상기 온도맵의 면세로 크랙 발생 여부를 판정하는 면세로 크랙 판정 장치; 및
면세로 크랙 발생으로 판정된 해당 슬라브에 대한 정밀 검사를 수행할 수 있도록 대상 슬라브 정보를 출력하는 정보 출력 장치;
를 포함하는, 이미지 학습을 통한 연속 주조의 면세로 크랙 탐지 시스템.
a temperature collecting device that collects the temperature of the metal plate in the mold in real time in the continuous casting process;
a temperature map generating device for generating a temperature map of the metal plate in units of slabs;
a vertical crack determination device for determining whether a vertical crack occurs in the temperature map based on deep learning; and
an information output device for outputting target slab information so as to perform a detailed inspection on the corresponding slab determined to be tax-free cracking;
Including, longitudinal crack detection system of continuous casting through image learning.
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