KR20190077049A

KR20190077049A - 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법

Info

Publication number: KR20190077049A
Application number: KR1020197015565A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 구스노키; 다카히로 미야자키
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-07-02
Also published as: JP6687125B2; EP3553463A1; WO2018105652A1; CN117804568A; JPWO2018105652A1; CA3045408A1; US20200064326A1; BR112019010774A2; TWI657880B; TW201827143A; EP3553463A4; CN110036257A; US10845352B2; KR102189118B1

Abstract

이 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법은, 용기 내의 용융 금속의 표면에 부상하여 있는, 서로 두께가 다른 복수의 슬래그의 두께를 측정함과 함께, 상기 용기 내의 탕면의 촬상 화상에 있어서의, 상기 복수의 슬래그에 대응하는 화소 영역의 농도에 상관을 갖는 농도 파라미터의 값을 산출함으로써, 슬래그의 두께와 상기 농도 파라미터의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 미리 산출하는 준비 공정과; 평가 대상으로 하는 탕면을 촬상하여 얻어진 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 상기 농도 파라미터의 값과, 상기 근사 곡선에 기초하여, 상기 화소마다 슬래그의 두께를 산출하여 적산함으로써, 슬래그의 체적을 산출하는 슬래그 체적 산출 공정을 갖는다.

Description

용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법

본 발명은 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법에 관한 것이다.

본원은 2016년 12월 6일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-236936호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

용광로에서 용선 레이들로 취출된 용선, 또는 전로에서 레이들로 취출된 용강 등의, 용기 내에 수용된 용융 금속의 표면에는 슬래그가 부상하여 있다. 용선 레이들 내에 수용된 용선의 표면에 부상하여 있는 슬래그는, 후공정인 전로 공정에서 성분 분리를 발생시킬 우려가 있다. 또한, 레이들 내에 수용된 용강의 표면에 부상하여 있는 슬래그도, 후공정인 2차 정련 공정에서 성분 분리를 발생시킬 우려가 있다. 이와 같이, 용기 내에 수용된 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 슬래그는, 후공정에서 유해한 작용을 미칠 우려가 있기 때문에, 용융 금속을 후공정으로 보내기 전에, 슬래그를 용기 밖으로 긁어내는 배재기를 사용하여 슬래그를 제거하는 배재 작업을 행하는 것이 일반적이다.

용융 금속의 종류 등에 따라, 슬래그를 용기로부터 완전히 제거하는 배재 작업(완전 배재)을 행할 필요가 있는 경우와, 슬래그를 부분적으로 제거하고 슬래그의 일부를 용기 내에 남기는 배재 작업(부분 배재)을 행하면 되는 경우가 있다. 슬래그를 긁어낼 때는, 슬래그뿐만 아니라 용융 금속도 부분적으로 긁어내어져 버리기 때문에, 슬래그를 긁어내는 양이 많아지면, 긁어내지는 용융 금속의 양도 많아지는 것이 일반적이다. 이 때문에, 부분 배재는 완전 배재에 비해, 용융 금속의 손실을 저감하여 수율을 높이는 것이 가능하다는 이점을 갖는다. 그러나, 부분 배재의 경우, 슬래그가 필요 이상으로 용기 내에 잔존하면, 전술한 바와 같이, 후공정에서 유해한 작용을 미칠 우려가 있기 때문에, 예를 들어 배재율을 요구하거나 하여 용기 내에 잔존하는 슬래그의 양을 정확하게 파악할 필요가 있다.

여기서, 종래 기술로서, 용기를 상방에서 본 경우의 슬래그 면적으로부터 배재율을 구하는 방법이 있다. 그러나, 용기 내의 슬래그의 일부를 긁어내면, 예를 들어 남은 슬래그의 상부가 붕괴되어 탕면에 낙하하고, 슬래그가 탕면에 있어서 퍼지는 것처럼 보이는 현상이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 상기 종래 기술의 방법으로 배재율을 구하면, 슬래그를 긁어내고 있음에도 불구하고, 배재율이 증대되지 않는 결과가 된다. 즉, 슬래그 면적과 배재율은 상관이 취해지지 않는 경우가 많고, 상기 종래 기술의 방법에서는 용기 내에 잔존하는 슬래그의 양을 정확하게 파악하는 것은 어렵다.

또한, 특허문헌 1에는 용융 금속 용기 근방에 설치된 촬상 장치에 의해 용융 금속 용기 내의 탕면을 촬상하여 얻어진 화상 데이터로부터 휘도 히스토그램을 구하고, 이 휘도 히스토그램의 패턴으로부터 슬래그 긁어내기의 전기, 중기, 후기의 어느 것인지를 판단하여, 이들 시기마다의 휘도 히스토그램 피크 위치로부터 슬래그 판단 역치를 구하고, 설정된 역치로 휘도를 2치화하고, 슬래그와 용융 금속을 식별하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1의 상기 방법에 의하면, 슬래그와 용융 금속을 식별하기 위한 역치를 고정하는 경우에 비해, 슬래그와 용융 금속을 정확하게 식별할 수 있다고 생각된다. 이 때문에, 특허문헌 1의 상기 방법에 의하면, 탕면에 있어서의 슬래그의 양을 어느 정도 정확하게 산출 가능하다고 생각된다.

그러나, 실제의 슬래그에는 두께가 있고, 슬래그의 배재 작업의 과정에서 슬래그의 두께는 서서히 감소된다고 생각된다. 특히, 부분 배재의 경우, 용기 내에 잔존하는 슬래그의 양을 정확하게 파악할 필요가 있지만, 특허문헌 1의 상기 방법에서는, 슬래그의 두께를 평가하고 있지 않기 때문에, 용기 내에 잔존하는 슬래그의 양을 정확하게 파악하는 것이 어렵다. 또한, 특허문헌 1의 상기 방법에서는, 상기 슬래그의 양을 산출하는 데 많은 공정이 필요해져, 신속하게 상기 슬래그의 양을 파악하는 것이 어렵다.

일본 특허 공개 2003-19553호 공보

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 용기 내의 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 슬래그의 체적을 더 정확하고 또한 신속하게 평가하는 것이 가능한 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 용기 내의 용융 금속의 표면에 부상하여 있는, 대기에 접촉되어 냉각되고 굳어진 슬래그가, 당해 용융 금속으로부터 열방사에 의해 방사된 방사광을 흡수하는 것, 및 슬래그의 두께에 따라 당해 방사광의 흡수 정도가 다른 것에 착안했다. 그리고, 두께가 다른 복수의 슬래그가 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 상태에서 탕면을 촬상하고, 슬래그의 두께와 농도(휘도)의 관계를 미리 산출해 두면, 평가 대상으로 하는 탕면의 촬상 화상에 기초하여 슬래그의 체적을 산출할 수 있는 것을 발견했다.

상기한 지견에 기초하여, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하를 채용한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법은, 용기 내에 수용된 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 슬래그의 체적을, 상기 용기 내의 탕면의 촬상 화상에 기초하여 평가하는 방법이며, 상기 용융 금속의 표면에 부상하여 있는, 서로 두께가 다른 복수의 슬래그의 두께를 측정함과 함께, 상기 복수의 슬래그가 상기 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 상태에서 상기 용기 내의 탕면을 촬상하여 얻어진 촬상 화상에 있어서의, 상기 복수의 슬래그에 대응하는 화소 영역의 농도에 상관을 갖는 농도 파라미터의 값을 산출함으로써, 슬래그의 두께와 상기 농도 파라미터의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 미리 산출하는 준비 공정과; 평가 대상으로 하는 탕면을 촬상하는 촬상 공정과; 상기 촬상 공정에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 상기 농도 파라미터의 값과, 상기 준비 공정에서 산출한 상기 근사 곡선에 기초하여, 상기 촬상 공정에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 화소마다 슬래그의 두께를 산출하고, 상기 산출한 화소마다의 슬래그의 두께를 적산함으로써, 슬래그의 체적을 산출하는 슬래그 체적 산출 공정을 갖는다.

(2) 상기 (1)에 기재된 양태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 용기 내의 슬래그를 배재하는 배재 공정과; 상기 용기 내의 슬래그의 잔존율을 산출하는 슬래그 잔존율 산출 공정을 더 갖고, 상기 촬상 공정에서, 상기 배재 공정 전의 상기 용기 내의 탕면과, 상기 배재 공정 후의 상기 용기 내의 탕면을 촬상하고, 상기 슬래그 체적 산출 공정에서, 상기 배재 공정 전의 상기 용기 내의 슬래그의 체적과, 상기 배재 공정 후의 상기 용기 내의 슬래그의 체적을 산출하고, 상기 슬래그 잔존율 산출 공정에서, 상기 배재 공정 후의 상기 용기 내의 슬래그의 체적을, 상기 배재 공정 전의 상기 용기 내의 슬래그의 체적으로 제산하여, 상기 용기 내의 슬래그의 잔존율을 산출한다.

본 발명의 상기 각 양태에 의하면, 용기 내의 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 슬래그의 체적을 더 정확하고 또한 신속하게 평가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 사용하는 슬래그 체적 평가 장치의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 상기 슬래그 체적 평가 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 제1 촬상 수단(1)을 사용하여 용기 내의 탕면을 촬상함으로써 얻어지는 촬상 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시하는 슬래그(S1 내지 S3)가 용기 내의 탕면에 부상하여 있는 상태를 도시하는 도면이며, 도 3의 X-X선 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시하는 준비 공정 ST1에 있어서 산출한 근사 곡선의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6a는 도 2에 도시하는 슬래그 체적 산출 공정 ST3에 있어서 슬래그의 두께를 산출하는 수순을 설명하기 위한 도면이며, 촬상 공정 ST2에서 얻어지는 촬상 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6b는 도 2에 도시하는 슬래그 체적 산출 공정 ST3에 있어서 슬래그의 두께를 산출하는 수순을 설명하기 위한 도면이며, 도 6a의 파선 A로 둘러싸인 화소 영역의 확대도이다.
도 6c는 도 2에 도시하는 슬래그 체적 산출 공정 ST3에 있어서 슬래그의 두께를 산출하는 수순을 설명하기 위한 도면이며, 도 6b에 도시하는 화소 영역에 있어서 산출된 슬래그의 두께를 도시하는 도면이다.
도 7은 상기 슬래그 체적 평가 방법과, 특허문헌 1에 기재된 방법을 비교한 시험 결과를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법(이하, 단순히 「슬래그 체적 평가 방법」이라고도 함)에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써, 그것들의 중복 설명을 생략한다.

먼저, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 사용하는 슬래그 체적 평가 장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 사용하는 슬래그 체적 평가 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 모식도이다. 또한, 도 1에 있어서, 용융 금속(M)을 수용하는 용기(4)는 단면으로 도시하고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 슬래그 체적 평가 장치(100)는 틸팅시킨 용선 레이들 등의 용기(4) 내에 수용된 용선 등의 용융 금속(M)의 표면에 부상하여 있는 슬래그(S)를, 긁기판(51) 및 암(52)을 갖는 배재기(5)를 사용하여 용기(4) 밖으로 긁어내는 배재 작업에 사용된다.

용기(4) 내에 수용된 용융 금속(M)은, 예를 들어 온도가 1200℃ 내지 1400℃이고, 열방사에 의해 발광하고 있다[즉, 용융 금속(M)은 열방사에 의해 자발광하고 있음]. 한편, 용기(4) 내에 수용된 용융 금속(M)의 표면에 부상하여 있는 슬래그(S)는, 대기에 접촉됨으로써 냉각되고 표면 부근은 응고되어 있고, 실질적으로는 자발광하지 않고, 용융 금속의 발광을 차단하고 있다.

슬래그 체적 평가 장치(100)는 용기(4) 내의 탕면을 연직 방향 상방으로부터 촬상하는 제1 촬상 수단(1)과, 용기(4) 내의 탕면을 연직 방향에 대하여 비스듬히 상방으로부터 촬상하는 제2 촬상 수단(3)과, 이들 제1 촬상 수단(1) 및 제2 촬상 수단(3)에 접속된 화상 처리 수단(2)을 구비하고 있다.

또한, 본 명세서에 있어서 「탕면」이란, 용융 금속(M)의 표면만을 의미하는 것은 아니고, 슬래그가 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 경우에는 슬래그의 표면을 의미한다. 즉, 용기(4) 내의 수용물의 최표면(최상면)을 의미한다.

제1 촬상 수단(1)으로서는, 예를 들어 가시광 영역에 주감도를 갖는 CCD 카메라, 또는 적외광 영역에 주감도를 갖는 열화상 카메라(서모그래피) 등을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 촬상 수단(1)으로서 CCD 카메라를 사용하고 있다.

또한, 본 실시 형태와 같이 CCD 카메라를 사용하는 경우, 촬상 화상에 있어서의 슬래그에 대응하는 화소 영역의 농도의 값을 산출 가능하다. 또한, 열화상 카메라(서모그래피)를 사용하는 경우, 당해 화소 영역의 온도 또는 농도(온도로 환산하기 전의 농도)의 값을 산출 가능하다.

화상 처리 수단(2)은, 예를 들어 후술하는 슬래그 체적 산출 공정 ST3 및 슬래그 잔존율 산출 공정 ST7을 실행하기 위한 소정의 프로그램이 인스톨된 범용의 퍼스널 컴퓨터로 구성된다. 또한, 화상 처리 수단(2)은 제1 촬상 수단(1) 및 제2 촬상 수단(3)으로 얻어진 촬상 화상을 표시하기 위한 모니터를 갖고 있다.

제2 촬상 수단(3)으로서는, 제1 촬상 수단(1)과 마찬가지로, 예를 들어 가시광 영역에 주감도를 갖는 CCD 카메라, 또는 적외광 영역에 주감도를 갖는 열화상 카메라(서모그래피)를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 촬상 수단(3)으로서, CCD 카메라를 사용하고 있다.

본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법은 슬래그 체적 평가 장치(100)를 사용하여 실행된다. 이하, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법을 도시하는 흐름도이다. 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법은, 용융 금속(M)을 수용하는 용기(4) 내의 탕면을 제1 촬상 수단(1)에 의해 촬상하여 얻어지는 촬상 화상에 기초하여, 용융 금속(M)의 표면에 부상하여 있는 슬래그(S)의 체적을 평가하는 방법이며, 도 2에 도시한 바와 같이, 준비 공정 ST1과, 촬상 공정 ST2와, 슬래그 체적 산출 공정 ST3과, 배재 공정 ST4와, 촬상 공정 ST5와, 슬래그 체적 산출 공정 ST6과, 슬래그 잔존율 산출 공정 ST7과, 배재 작업을 종료할지 여부를 판단하는 판단 공정 ST8을 갖고 있다.

이하, 각 공정의 내용에 대하여, 순차 설명한다.

(준비 공정 ST1)

준비 공정 ST1에 있어서는, 먼저, 서로 두께가 다른 복수의 슬래그(S)가 용융 금속(M)의 표면에 동시에 부상하여 있는 상태의 탕면을, 제1 촬상 수단(1)을 사용하여 촬상한다. 이때, 배재기(5)를 사용한 배재 작업(부분 배재)의 다른 시기에 얻어지는 복수의 탕면을 촬상해도 되고, 배재 작업의 어느 시점에 있어서의 단일의 탕면을 촬상해도 된다. 또한, 배재 작업(부분 배재)의 다른 시기에 얻어지는 복수의 탕면의 구체예로서, 예를 들어 슬래그(S)의 배재 작업을 개시하기 전의 탕면[슬래그(S)의 두께가 가장 크다고 생각되는 탕면], 배재 작업 중기의 탕면, 및 배재 작업 종료 후의 탕면[슬래그(S)의 두께가 가장 작다고 생각되는 탕면]을 예시할 수 있다.

얻어진 촬상 화상은 화상 처리 수단(2)에 기억된다.

또한, 제1 촬상 수단(1)에 의해 얻어진 촬상 화상에 있어서의 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도가 최댓값의 255(백색)가 되도록, 제1 촬상 수단(1)이 구비하는 렌즈의 조리개, 및 제1 촬상 수단(1)으로부터 출력되는 비디오 신호의 게인이 조정된다. 후술하는 촬상 공정 ST2에 있어서도 마찬가지이다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 촬상 수단(1)의 시야가, 용기(4)의 탕면뿐만 아니라, 용기(4) 및 배경 B도 시야 내에 포함되도록 설정되어 있다. 또한, 용기(4)의 탕면만이 시야 내에 포함되도록 제1 촬상 수단(1)의 시야를 설정해도 된다.

여기서, 본 명세서에 있어서의 「농도」란, 예를 들어 256계조의 화상의 명암(즉, 화상 상의 휘도)을 가리킨다. 그리고, 이 농도와, 용기 내의 탕면에 있어서의 열방사 휘도의 관계는 리니어의 관계에 있다.

도 3은 제1 촬상 수단(1)에 의해 용기(4) 내의 탕면을 촬상함으로써 얻어지는 촬상 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 3은 제1 촬상 수단의 시야가 용기(4) 및 배경 B도 시야 내에 포함되는 넓은 시야로 설정되고, 단일의 탕면에 서로 두께가 다른 복수의 슬래그(S1 내지 S3)가 동시에 부상하여 있는 경우를 도시하고 있다. 도 3에서는 슬래그(S1)의 두께가 가장 크고, 슬래그(S2), 슬래그(S3)의 순으로 두께가 작게 되어 있다.

도 3에 도시하는 촬상 화상에 있어서의, 슬래그(S)에 상당하는 화소 영역 중, 두께가 가장 큰 슬래그(S1)에 대응하는 화소 영역이 가장 어두워(농도가 작아)지고, 두께가 가장 작은 S3에 대응하는 화소 영역이 가장 밝아(농도가 커)지고 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도는 최댓값의 255(백색)로 되어 있다.

또한, 용기(4)에 대응하는 화소 영역 및 배경 B에 대응하는 화소 영역은, 용기(4) 및 배경 B의 온도가 용융 금속(M) 및 슬래그(S)보다도 낮기 때문에, 실제로는 어두워(농도가 작아)지지만, 도시의 편의상, 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역과 마찬가지로 백색으로 나타내고 있다.

여기서, 도 4를 사용하여, 도 3에 도시하는, 각 슬래그(S1 내지 S3)에 각각 상당하는 화소 영역의 밝기가 다른 이유를 설명한다. 또한, 도 4는 슬래그(S1 내지 S3)가 용기(4) 내의 용융 금속(M)에 부상하여 있는 상태를 도시하는 도면이며, 도 3의 X-X선 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 용융 금속(M)으로부터 열방사에 의해 방사된 방사광 SR은 일부가 슬래그(S1 내지 S3)에 흡수된다. 한편, 슬래그(S1 내지 S3)를 투과한 방사광 SR은 투과광 TI1 내지 TI3이 되고, 이들 투과광 TI1 내지 TI3은 제1 촬상 수단(1)에 입사한다.

슬래그의 두께가 클수록, 슬래그에 의한 방사광 SR의 흡수가 커지기 때문에, 슬래그(S1)를 투과한 투과광 TI1, 슬래그(S2)를 투과한 투과광 TI2 및 슬래그(S3)를 투과한 투과광 TI3의 순으로 광의 강도가 커진다. 이로써, 도 3에 도시하는 촬상 화상에 있어서, 슬래그(S1), 슬래그(S2) 및 슬래그(S3)의 순으로, 화소 영역이 밝아지고 있다.

계속해서, 준비 공정 ST1에서는, 도 3에 도시하는 촬상 화상에 있어서의, 슬래그(S1 내지 S3)에 대응하는 화소 영역의 농도에 상관을 갖는 농도 파라미터의 값을 산출한다. 농도 파라미터로서는, 농도 그 자체 외에, 온도를 예시할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 농도 파라미터로서 농도 그 자체를 사용하고 있다.

구체적으로는, 각 슬래그(S1 내지 S3)에 대응하는 화소 영역의 평균 농도를 산출한다. 각 슬래그(S1 내지 S3)에 대응하는 화소 영역은, 예를 들어 촬상 화상을 화상 처리 수단(2)의 모니터에 표시하고, 이것을 조업자가 눈으로 봄으로써 인식 가능하다. 그리고, 예를 들어 마우스 등의 포인팅 디바이스를 사용하여 지정한 윤곽 내의 평균 농도 등을 산출하는 프로그램을 화상 처리 수단(2)에 인스톨해 두면, 조업자가 모니터를 눈으로 보면서 각 슬래그(S1 내지 S3)의 윤곽을 지정함으로써, 화상 처리 수단(2)이 자동적으로 각 슬래그(S1 내지 S3)에 대응하는 화소 영역의 평균 농도를 산출 가능하다.

그 후, 준비 공정 ST1에서는, 각 슬래그(S1 내지 S3)에 대응하는 화소 영역의 평균 농도의 값을 사용하여, 슬래그(S)의 두께와 농도의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 산출한다. 바꾸어 말하면, 서로 두께가 다른 복수의 슬래그(S)[도 3에 도시하는 예에서는 슬래그(S1 내지 S3)]의 두께와, 각 슬래그(S)에 대응하는 화소 영역의 평균 농도의 값을 사용하여, 예를 들어 최소 제곱법을 적용함으로써, 근사 곡선을 산출한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 바람직한 양태로서, 슬래그(S)에 대응하는 화소 영역의 농도 값뿐만 아니라, 슬래그(S)의 두께가 제로인 화소 영역[즉, 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역]의 농도의 값(본 실시 형태에서는 255)도 사용하여 근사 곡선을 산출하고 있다.

각 슬래그(S)의 두께는, 예를 들어 배재기(5)의 긁기판(51)의 상하 방향 치수와 슬래그(S)를 비교함으로써, 측정 가능하다. 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 배재기(5)의 암(52)을 구동하여(회동시켜) 긁기판(51)의 하단부를 슬래그(S)에 매몰시키고, 긁기판(51)의 하면을 슬래그(S)의 하면[용융 금속(M)의 상면]에 대략 일치시킨다. 그리고, 제2 촬상 수단(3)에 의해 용기(4) 내의 탕면을 연직 방향에 대하여 비스듬히 상방으로부터 촬상한다. 이로써, 슬래그(S) 및 긁기판(51)의 양쪽이 찍힌 촬상 화상이 얻어진다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 용기(4)를 기울인 상태에서는, 용융 금속(M)의 상면과, 용기(4)의 귀때(4a)는 높이 방향에 있어서의 위치가 대략 일치한다. 그 때문에, 귀때(4a)의 높이 위치와 긁기판(51)의 하면의 높이 위치를 대략 일치시킴으로써, 긁기판(51)의 하면을 슬래그(S)의 하면[용융 금속(M)의 상면]과 대략 일치시킬 수 있다. 또한, 용기(4) 내의 용융 금속(M)의 체적으로부터, 용기(4)를 기울인 때의 탕면 위치를 미리 산출해 두고, 이 산출한 탕면 위치와 긁기판(51)의 하면이 대략 일치하도록, 긁기판(51)을 하강시켜도 된다.

그 후, 이 촬상 화상을 화상 처리 수단(2)의 모니터에 표시하고, 이것을 조업자가 눈으로 봄으로써, 암(52)의 하면과 슬래그(S)의 상면의 거리 H1을 산출한다. 구체적으로는, 예를 들어 마우스 등의 포인팅 디바이스를 사용하여 지정한 2점을 지나는 직선의 거리(실제 치수)를, 미리 설정된 제2 촬상 수단(3)의 촬상 배율 및 시축각(도 1에 나타내는 θ)을 사용한 기하학 연산으로 산출하는 프로그램을 화상 처리 수단(2)에 인스톨해 두면, 조업자가 모니터를 눈으로 보면서 암(52)의 하면과 슬래그(S)의 상면의 2점을 지정함으로써, 화상 처리 수단(2)이 자동적으로 거리 H1을 산출 가능하다. 그리고, 암(52)의 하면과 긁기판(51)의 하면의 거리 H0은 미리 알고 있기 때문에, 긁기판(51)의 하단부가 매몰되어 있는 개소에 있어서의 슬래그(S)의 두께 K는, K＝H0－H1의 관계식에 의해, 거리 H0으로부터 거리 H1을 감산함으로써 산출할 수 있다.

도 3에 도시하는 예에서는, 슬래그(S1 내지 S3)의 각각에 긁기판(51)의 하단부를 순차 매몰시켜 상기한 수순을 실행하고, 각 슬래그(S1 내지 S3)의 두께를 측정한다.

본 실시 형태에서는, 슬래그의 두께 K와 농도 I의 대응 관계를 고정밀도로 근사하기 위해, 산출하는 근사 곡선을 지수 함수로 나타낸다. 구체적으로는, 슬래그의 두께를 K라고 하고, 농도의 값을 I라고 하고, 하기의 식 (1)로 표시되는 근사 곡선을 산출한다(최소 제곱법 등에 의해 계수 a를 특정함).

상기한 식 (1)에 있어서, I₀은 준비 공정 ST1에서 얻어진 촬상 화상에 있어서의 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도의 값(본 실시 형태에서는 255)을, e는 자연대수의 밑수를, a는 정의 계수를 각각 의미한다.

도 5는 준비 공정 ST1에 있어서 산출한 근사 곡선의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5에 있어서 원으로 플롯한 데이터는, 근사 곡선을 산출하는 데 사용한 각 슬래그(S)의 두께 K에 있어서의 농도 I를, 상하로 연장하는 바는, 동일한 두께 K에 있어서의 농도의 변동(표준 편차 1σ)을 나타낸다. 도 5에서는, 상기한 식 (1)에 있어서의 계수 a＝0.009로 구해지고, 슬래그(S)의 두께 K와 농도 I의 상관 계수를 R이라고 하면, R²＝0.9413으로 되어, 비교적 고정밀도로 근사할 수 있는 것을 알수 있다.

이상에 설명한 준비 공정 ST1은, 실제로 평가 대상으로 하는 탕면의 슬래그(S)의 체적을 평가하기 전에 실행된다. 그리고, 준비 공정 ST1에서 얻어진, 슬래그(S)의 두께 K와 농도 I의 대응 관계(근사 곡선)는 화상 처리 수단(2)에 기억되고, 후술하는 슬래그 체적 산출 공정 ST3에서 사용된다. 구체적으로는, 후술하는식 (2)가 화상 처리 수단(2)에 기억된다.

(촬상 공정 ST2)

이어서, 촬상 공정 ST2에서는, 제1 촬상 수단(1)에 의해, 평가 대상으로 하는 탕면을 촬상한다. 이때, 제1 촬상 수단(1)이 구비하는 렌즈의 조리개, 및 제1 촬상 수단(1)으로부터 출력되는 비디오 신호의 게인 등의 촬상 조건은 준비 공정 ST1에서 설정한 조건과 동일하게 한다.

(슬래그 체적 산출 공정 ST3)

슬래그 체적 산출 공정 ST3에서는, 화상 처리 수단(2)이, 촬상 공정 ST2에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 농도 I의 값과, 준비 공정 ST1에서 산출한 근사 곡선에 기초하여, 촬상 공정 ST2에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 화소마다 슬래그(S)의 두께 K를 산출한다. 이때, 산출되는 슬래그(S)의 두께 K를 농도 I의 함수로 하기 위해, 상기한 식 (1)을 변형하여 얻어지는 하기의 식 (2)를 사용한다. 또한, 하기의 식 (2)의 「ln」은 자연대수를 의미한다.

전술한 바와 같이, 계수 a는 준비 공정 ST1에 의해 미리 구해지고(도 5에 도시하는 예에서는, a＝0.009), 농도 I₀도 준비 공정 ST1에 의해 미리 설정(도 5에 도시하는 예에서는, I₀＝255)되고, 이들 계수 a 및 농도 I₀은 화상 처리 수단(2)에 기억되어 있다. 그 때문에, 화상 처리 수단(2)은 각 화소의 농도 I의 값을 상기한 식 (2)에 대입함으로써, 이 농도 I에 대응하는 슬래그(S)의 두께 K를 자동적으로 산출할 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 슬래그 체적 산출 공정 ST3에 있어서 슬래그(S)의 두께 K를 산출하는 수순을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6a는 촬상 공정 ST2에서 얻어지는 촬상 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 6b는 도 6a의 파선 A로 둘러싸인 화소 영역의 확대도(좌측 도면), 및 도 5에 도시하는 근사 곡선을 사용하여 화소 영역의 농도로부터 슬래그의 두께를 산출하기 위한 그래프(우측 도면)이다. 도 6c는 도 6b에 도시하는 화소 영역에 있어서 산출된 슬래그(S)의 두께 K를 도시하는 도면이다.

도 6a의 파선 A로 둘러싸인 화소 영역 중에, 농도가 50, 100, 150인 화소 영역이 존재하는 것으로 하면, 도 6b에 도시하는 근사 곡선에 기초하여[상기한 식 (2)에 기초하여], 두께 181㎜, 104㎜, 59㎜가 산출된다.

슬래그 체적 산출 공정 ST3에서는, 파선 A로 둘러싸인 화소 영역에 대하여 설명한 상기한 처리를, 촬상 공정 ST2에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 각 화소에 대하여 실행한다.

단, 도 6a에 도시한 바와 같이, 촬상 화상 중에 용기(4) 및 배경 B에 대응하는 화소 영역이 존재하는 경우, 전술한 바와 같이, 이들 화소 영역의 농도는 작기 때문에, 근사 곡선에 기초하여 산출되는 두께가 커진다. 그 때문에, 이들 화소 영역의 두께를 후술하는 적산에 더하면, 산출되는 슬래그(S)의 체적에 큰 오차가 발생한다.

따라서, 예를 들어 촬상 화상을 구성하는 모든 화소 중, 용기(4)에 대응하는 화소 영역보다도 내측에 위치하는 화소만을, 두께를 산출하는 대상으로 한다. 일반적으로, 배재 작업을 행할 때의 용기(4)의 위치는 고정되어 있는 경우가 많고, 이 경우, 촬상 화상 중의 용기(4) 및 배경 B에 대응하는 화소 영역의 위치는 변동되지 않게 된다. 이 때문에, 촬상 화상 중의 용기(4)에 대응하는 화소 영역보다도 내측에 위치하는 화소의 좌표를 미리 설정하여 화상 처리 수단(2)에 기억시켜 둠으로써, 당해 화소 영역보다도 내측에 위치하는 화소에 대해서만 두께를 산출할 수 있다.

또한, 예를 들어 촬상 화상을 구성하는 모든 화소[용기(4) 및 배경 B에 대응하는 화소도 포함함]에 대하여 두께를 산출한 후, 용기(4)에 대응하는 화소 영역보다도 내측에 위치하는 화소에 대한 두께만을 적산해도 된다.

또한, 용기(4) 및 배경 B에 대응하는 화소 영역의 농도는, 용융 금속(M) 및 슬래그(S)에 대응하는 화소 영역의 농도보다도 작아지는 것이 일반적이기 때문에, 예를 들어 소정의 임계값 이상의 농도를 갖는 화소만을 대상으로 해도 된다.

또한, 촬상 화상을 구성하는 모든 화소의 두께를 산출한 후, 상기 소정의 임계값 이상의 농도를 갖는 화소에 대한 두께만을 적산해도 된다. 상기 소정의 역치는 용융 금속(M) 및 슬래그(S)에 대응하는 화소 영역의 농도와, 용기(4) 및 배경 B에 대응하는 화소 영역의 농도를 식별 가능한 값이다.

또한, 예를 들어 용기(4) 내의 탕면만이 촬상되도록, 제1 촬상 수단(1)의 시야를 미리 조정해도 된다. 단, 시야를 지나치게 작게 하면, 슬래그(S)의 일부가 시야 외로 되고, 슬래그(S)의 체적을 고정밀도로 산출할 수 없을 우려가 있기 때문에, 용기(4)가 찍히지 않는 범위에서 가능한 한 큰 시야로 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역은, 산출 대상으로 해도 되고, 하지 않아도 된다. 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도는 I₀(본 실시 형태에서는 255)이기 때문에, 상기한 식 (2)에서 산출되는 두께 K(I₀)가 제로로 된다. 그 때문에, 가령 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역에 대하여 두께를 산출하고, 후술하는 적산에 더했다고 해도, 산출되는 슬래그(S)의 체적에 오차는 발생하지 않기 때문이다.

계속해서, 슬래그 체적 산출 공정 ST3에서는, 산출한 화소마다의 두께를 적산함으로써, 슬래그(S)의 체적을 산출한다.

구체적으로는, 배재 작업의 개시 시각을 시점으로 하는 시각 t에 있어서 촬상한 촬상 화상에 대하여, 농도 I의 화소의 총수를 Ns(t, I)라고 하면, 화상 처리 수단(2)은, 예를 들어 하기의 식 (3)에 기초하여, 시각 t에 있어서의 슬래그(S)의 체적 V(t)를 산출한다. 하기의 식 (3)에 있어서, I_th는 용융 금속(M) 및 슬래그(S)에 대응하는 화소 영역의 농도와, 용기(4) 및 배경 B에 대응하는 화소 영역의 농도를 식별 가능한 전술한 소정의 역치를 의미한다. 또한, 하기의 식 (3)에서 산출되는 체적의 단위는 화소×화소×두께(㎜)이지만, 제1 촬상 수단(1)의 촬상 배율 등에 기초하여, 1화소당의 분해능(실제 치수)을 미리 구해 두면, 실제 치수 단위로 체적을 산출할 수 있다.

(배재 공정 ST4)

이어서, 용기(4)를 기울인 상태에서, 배재기(5)를 사용하여 용기(4) 밖으로 슬래그(S)의 일부를 긁어낸다(도 1 참조). 즉, 배재 공정 ST4에서는, 용기(4) 내의 모든 슬래그를 긁어내지 않고, 슬래그(S)의 일부가 용기(4) 내에 남도록 배재 작업을 행한다.

(촬상 공정 ST5)

촬상 공정 ST5에서는, 배재 공정 ST4 후의 용기(4) 내의 탕면을 촬상한다. 또한, 촬상 조건 등은 상기 촬상 공정 ST2와 마찬가지이다.

(슬래그 체적 산출 공정 ST6)

슬래그 체적 산출 공정 ST6에서는, 촬상 공정 ST5에서 얻어진 촬상 화상에 기초하여, 배재 공정 ST4 후의 용기(4) 내의 슬래그의 체적을 산출한다. 또한, 산출 방법은 상술한 슬래그 체적 산출 공정 ST3과 마찬가지이다.

(슬래그 잔존율 산출 공정 ST7)

슬래그 잔존율 산출 공정 ST7에서는, 화상 처리 수단(2)이, 슬래그 체적 산출 공정 ST6에서 산출한 슬래그(S)의 체적[배재 공정 ST4 후에 촬상한 촬상 화상에 기초하여 산출한 슬래그(S)의 체적]을, 슬래그 체적 산출 공정 ST3에서 산출한 슬래그(S)의 체적[배재 공정 ST4 전에 촬상한 촬상 화상에 기초하여 산출한 슬래그(S)의 체적]으로 제산하고, 용기(4) 내의 슬래그(S)의 잔존율을 산출한다. 즉, 화상 처리 수단(2)은 하기의 식 (4)에 기초하여, 시각 t에 있어서의 슬래그(S)의 잔존율 Ps(t)를 산출한다. 산출한 슬래그(S)의 잔존율 Ps(t)는 화상 처리 수단(2)에 기억되고, 모니터에 표시된다.

또한, 슬래그(S)의 잔존율 Ps(t)를 사용하여, 슬래그(S)의 배재율 Qs(t)는 하기의 식 (5)에 의해 산출할 수 있다.

이어서, 조업자가 모니터에 표시된 슬래그(S)의 잔존율 Ps(t)를 눈으로 보아, 원하는 잔존율에 도달했는지 여부를 판단하여, 슬래그(S)의 배재 작업을 종료할지 여부를 결정한다(도 2의 ST8). 배재 작업을 종료하는 경우(도 2의 ST8에 있어서 「예」의 경우), 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법은 완료된다.

한편, 배재 작업을 종료하지 않는 경우(도 2의 ST8에 있어서 「아니오」의 경우), 배재 공정 ST4, 촬상 공정 ST5, 슬래그 체적 산출 공정 ST6 및 슬래그 잔존율 산출 공정 ST7을 반복해서 실행한다.

이상에 설명한 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 의하면, 준비 공정 ST1에 있어서, 슬래그(S)의 두께와 농도의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 미리 산출해 두고, 이 근사 곡선에 기초하여, 촬상 공정 ST2에서 얻어진, 평가 대상으로 하는 탕면의 촬상 화상을 구성하는 화소마다 슬래그의 두께를 산출하기 때문에, 슬래그(S)의 체적을 더 정확하고 또한 신속하게 평가할 수 있다. 이 때문에, 슬래그(S)의 배재 작업의 과정에 있어서, 용기(4) 내에 잔존하는 슬래그(S)의 체적을 순차 평가하고, 슬래그(S)가 필요 이상으로 용기(4) 내에 잔존하지 않도록, 배재 작업을 최적화하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 의하면, 슬래그 잔존율 산출 공정 ST7에서 용기(4) 내의 슬래그(S)의 잔존율을 산출한다. 이 잔존율을 사용하면, 후공정에서 용기(4) 내의 용융 금속(M)을 처리할 때에, 이 용융 금속(M)에 포함되는 황 성분의 양을 예측 가능하다. 이로써, 후공정에 있어서의 용융 금속(M)의 성분 조정을 적합화할 수 있다.

여기서, 용기 내의 용융 금속 중의 황 성분을 탈황제(플럭스)의 첨가에 의해 탈황하고, 용융 금속 중의 황 성분을 생성한 슬래그로 이행시키는 정련을 예로 들면, 용기 내의 슬래그의 잔존율은, 후공정에 있어서의 용융 금속 중의 황 성분의 함유량에 상관을 갖는 것이 일반적으로 알려져 있다.

배재 작업의 전공정에 있어서, 샘플 분석을 사용하면, 슬래그를 생성시키기 전의 용융 금속 중의 황 성분의 함유율과, 슬래그를 생성시킨 후(탈황 정련 후)의 용융 금속 중의 황 성분의 함유율을 측정 가능하고, 양 측정 결과에 기초하여, 배재 작업을 개시하기 전의 용기 내의 슬래그 중의 황 성분의 함유량을 산출 가능하다(함유율 차×용융 금속량＝슬래그 중의 황 성분의 함유량).

본 실시 형태에 따르면, 슬래그 잔존율 산출 공정 ST7에 의해 용기(4) 내의 슬래그의 잔존율을 산출할 수 있기 때문에, 산출한 슬래그의 잔존율과, 전술한 바와 같이 산출한 배재 작업 개시 전의 용기 내의 슬래그 중의 황 성분의 함유량으로부터, 배재 작업 개시 후의 용기 내의 슬래그 중의 황 성분의 함유량을 산출 가능하다. 그리고, 이 산출한 배재 작업 개시 후의 용기 내의 슬래그 중의 황 성분의 함유량과, 전술한 바와 같이 샘플 분석을 사용하여 산출한 탈황 정련 후의 용융 금속 중의 황 성분의 함유량을 사용하여, 후공정에서의 처리 시에 있어서의 슬래그로부터 용융 금속으로의 복황률을 근거로 하여, 후공정에서의 처리 시에 있어서의 용융 금속 중의 황 성분의 함유량을 예측 가능하다.

따라서, 용융 금속에 요구되는 황 성분의 함유율에 따라 슬래그 잔존율을 결정할 수 있다(배재 작업의 종료를 결정할 수 있음). 이로써, 후공정에 있어서의 용융 금속의 성분 조정을 적합화할 수 있다는 이점을 갖는다.

[실시예]

이어서, 본 발명의 작용 효과를 확인하기 위해 행한 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법과, 특허문헌 1에 기재된 방법을 비교했다.

구체적으로는, 숙련의 조업자가, 용기(4) 내의 탕면을 눈으로 보아 확인하면서, 배재 작업 종료 시의 슬래그(S)의 배재율이 0.7 내지 0.8이 되도록 배재 작업을 행하였다. 이 배재 작업 시, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법을 사용하여, 배재 작업 종료 시의 슬래그(S)의 잔존율 Ps(t)를 산출하고, 상기한 식 (5)에 의해 슬래그(S)의 배재율을 구했다. 또한, 이 배재 작업 시, 특허문헌 1에 기재된 방법을 사용하여 산출한, 배재 작업 개시 전 및 배재 작업 종료 시의 슬래그(S)의 면적으로부터 슬래그(S)의 잔존율을 산출하고, 상기한 식 (5)에 의해 슬래그(S)의 배재율을 구했다.

이상의 시험을 3회 반복했다. 결과를 도 7에 도시한다.

도 7에서는, 조업자의 목시 판단에 의한 슬래그(S)의 배재율을 기준으로 하고, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법을 사용하여 구한 슬래그(S)의 배재율과, 특허문헌 1에 기재된 방법을 사용하여 구한 슬래그(S)의 배재율을 규격화한 값을 나타낸다. 또한, 도 7에 있어서, 막대 그래프의 값은 3회의 시험의 평균값을, 막대 그래프로부터 상하로 연장되는 바는 변동(표준 편차 1σ)을 나타낸다.

도 7에 도시한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 방법을 사용하여 구한, 슬래그(S)의 배재율이 0.70±0.08인 것에 비해, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법을 사용하여 구한, 슬래그(S)의 배재율은 0.98±0.06이었다. 즉, 본 실시 형태에 관한 슬래그 체적 평가 방법에 의한 슬래그(S)의 배재율의 쪽이, 특허문헌 1에 기재된 방법에 의한 배재율보다도 숙련 조업자의 감각에 가깝고, 정확하다고 생각된다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 상기 실시 형태는, 예로서 제시한 것이고, 본 발명의 범위가 상기 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 상기 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 준비 공정 ST1에 있어서, 상기한 식 (1)로 표시되는 근사 곡선(도 5 참조)을 산출하는 경우를 나타냈다. 준비 공정 ST1에서는, 제1 촬상 수단(1)에 입사된, 슬래그(S)를 투과한 용융 금속(M)의 방사광으로부터, 도 5에 도시한 바와 같은 슬래그의 두께 K와 농도 I의 관계를 구하고 있기 때문에, 식 (1)과 같은 지수 함수로 근사할 수 있는 경우가 많다. 그러나, 근사 곡선은 식 (1)에 한정되는 것은 아니고, 슬래그의 두께와 농도의 측정 데이터를 피팅할 수 있으면 된다. 그리고, 예를 들어 하기의 식 (6) 또는 식 (7)로 표시되는 근사 곡선을 산출해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 준비 공정 ST1에 있어서, 제2 촬상 수단(3)에 의한, 긁기판(51)의 하면을 슬래그(S)의 하면[용융 금속(M)의 상면]과 대략 일치시킨 상태의 촬상 화상에 기초하여 슬래그(S)의 두께 K를 측정하는 경우를 나타냈다(도 1 참조). 그러나, 제2 촬상 수단(3) 대신에, 예를 들어 긁기판(51)의 상방에 있어서 서로 동일한 높이에 배치한, 비접촉식의 거리계인 1조의 레이저 거리계를 사용해도 된다. 이 경우, 한쪽의 레이저 거리계에 의해 슬래그(S)의 상면까지의 거리를 측정함과 함께, 다른 쪽의 레이저 거리계에 의해 암(52)의 상면까지의 거리를 측정한 후, 당해 한쪽의 레이저 거리계의 측정 결과로부터, 당해 다른 쪽의 레이저 거리계의 측정 결과를 감산함과 함께, 암(52)의 상하 방향 치수를 감산함으로써, 암(52)의 하면과 슬래그(S)의 상면의 거리 H1을 산출할 수 있다. 이와 같이 하여 산출한 거리 H1을 H0으로부터 감산함으로써, 슬래그(S)의 두께 K를 측정해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 1조의 레이저 거리계를 사용하여, 한쪽의 레이저 거리계에 의해 슬래그(S)의 상면까지의 거리를 계측함과 함께, 다른 쪽의 레이저 거리계에 의해 용융 금속(M)의 표면까지의 거리를 계측하고, 이들 계측 결과의 차분으로부터 슬래그(S)의 두께 K를 측정해도 된다. 또한, 측정 막대를 사용하여 슬래그(S)의 두께 K를 측정해도 된다. 또한, 이들의 경우, 거리 H1을 측정할 필요는 없다.

또한, 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 슬래그 체적 산출 공정 ST3에 있어서 슬래그(S)의 체적을 평가하기 위한 촬상 화상을 얻을 목적으로 사용하는 제1 촬상 수단(1)과, 준비 공정 ST1에 있어서 슬래그(S)의 두께 K를 산출할 목적으로 사용하는 제2 촬상 수단(3)을 별개로 마련하고 있다. 그러나, 예를 들어 제2 촬상 수단(3)을, 슬래그(S)의 두께 K를 산출할 목적으로 사용하는 동시에, 슬래그(S)의 체적을 평가하기 위한 촬상 화상을 얻을 목적으로 사용해도 된다. 단, 제2 촬상 수단(3)은, 암(52)의 하면과 슬래그(S)의 상면의 거리 H1을 산출하기 위해 연직 방향에 대하여 비스듬히 상방으로부터 촬상할 필요가 있기 때문에, 시축각 θ가 클수록, 용기(4)의 탕면 중, 제2 촬상 수단(3)에 가까운 측의 부위와 먼 측의 부위 사이에서, 1화소당의 분해능의 차가 커지거나, 슬래그(S)의 두께가 동일해도 대응하는 화소 영역의 농도에 차가 발생할 우려가 있다. 이와 같이, 슬래그 체적의 산출 정밀도에 악영향을 미칠 우려가 있기 때문에, 상기 실시 형태와 같이, 제1 촬상 수단(1)과 제2 촬상 수단(3)을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 제1 촬상 수단(1)에 의해 얻어진 촬상 화상에 있어서의 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도가 최댓값의 255(백색)가 되도록 제1 촬상 수단(1)이 조정된다. 상기 실시 형태에서는, 촬상 화상을 구성하는 화소의 농도를 슬래그(S)의 두께로 환산하고 있기 때문에, 슬래그(S)의 두께를 산출하는 분해능을 높이기 위해서는, 슬래그(S) 이외의 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도 범위를 최댓값으로 제한함으로써, 슬래그(S)에 대응하는 화소 영역의 농도 범위를 넓게 확보할 수 있기 때문이다. 그러나, 예를 들어 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도가 250 내지 255로 되도록(최댓값 이외의 농도도 포함하도록), 제1 촬상 수단(1)을 조정해도 된다. 이 경우, 상기한 식 (1), 식 (2) 및 식 (3)에 있어서의 농도 I₀으로서, 용융 금속(M)에 대응하는 화소 영역의 농도의 최솟값(상기한 예에서는 250)을 사용하면 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기한 식 (1)로 표시되는 근사 곡선을 산출했다. 여기서, 식 (1)의 계수 a에 관하여, 슬래그 성분 및 용강 온도를 바꾸면서, 슬래그 두께와 농도를 측정한바, 계수 a는 슬래그 성분 및 용강 온도에 구애되지 않고, 거의 일정한 것을 알 수 있었다. 그 때문에, 슬래그 두께 K와 농도 I의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 일단 구해 두면, 슬래그 성분 및 용강 온도가 변화되었다고 해도, 당해 근사 곡선을 사용하는 것이 가능하다. 단, 더 고정밀도로 슬래그 체적을 산출하는 관점에서는, 슬래그 성분 및 용강 온도가 바뀔 때마다, 슬래그 두께 K와 농도 I의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 산출하는 것이 바람직하다.

1 : 제1 촬상 수단
2 : 화상 처리 수단
3 : 제2 촬상 수단
4 : 용기
5 : 배재기
100 : 슬래그 체적 평가 장치
M : 용융 금속
S : 슬래그

Claims

용기 내에 수용된 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 슬래그의 체적을, 상기 용기 내의 탕면의 촬상 화상에 기초하여 평가하는 방법이며,
상기 용융 금속의 표면에 부상하여 있는, 서로 두께가 다른 복수의 슬래그의 두께를 측정함과 함께, 상기 복수의 슬래그가 상기 용융 금속의 표면에 부상하여 있는 상태에서 상기 용기 내의 탕면을 촬상하여 얻어진 촬상 화상에 있어서의, 상기 복수의 슬래그에 대응하는 화소 영역의 농도에 상관을 갖는 농도 파라미터의 값을 산출함으로써, 슬래그의 두께와 상기 농도 파라미터의 대응 관계를 나타내는 근사 곡선을 미리 산출하는 준비 공정과;
평가 대상으로 하는 탕면을 촬상하는 촬상 공정과;
상기 촬상 공정에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 상기 농도 파라미터의 값과, 상기 준비 공정에서 산출한 상기 근사 곡선에 기초하여, 상기 촬상 공정에서 얻어진 촬상 화상을 구성하는 화소마다 슬래그의 두께를 산출하고, 상기 산출한 화소마다의 슬래그의 두께를 적산함으로써, 슬래그의 체적을 산출하는 슬래그 체적 산출 공정을
갖는 것을 특징으로 하는 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법.
제1항에 있어서, 상기 용기 내의 슬래그를 배재하는 배재 공정과;
상기 용기 내의 슬래그의 잔존율을 산출하는 슬래그 잔존율 산출 공정을 더 갖고,
상기 촬상 공정에서, 상기 배재 공정 전의 상기 용기 내의 탕면과, 상기 배재 공정 후의 상기 용기 내의 탕면을 촬상하고,
상기 슬래그 체적 산출 공정에서, 상기 배재 공정 전의 상기 용기 내의 슬래그의 체적과, 상기 배재 공정 후의 상기 용기 내의 슬래그의 체적을 산출하고,
상기 슬래그 잔존율 산출 공정에서, 상기 배재 공정 후의 상기 용기 내의 슬래그의 체적을, 상기 배재 공정 전의 상기 용기 내의 슬래그의 체적으로 제산하여, 상기 용기 내의 슬래그의 잔존율을 산출하는 것을 특징으로 하는 용융 금속 표면의 슬래그 체적 평가 방법.