KR20190102240A - 용강류 속의 슬래그 검출 방법 - Google Patents

용강류 속의 슬래그 검출 방법 Download PDF

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도모유키 구스노키
다카히로 미야자키
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

이 용강류 속의 슬래그 검출 방법은, 용강 및 슬래그를 포함하는 용강류의 촬상 화상에 대해서 히스토그램을 작성하는 히스토그램 작성 공정과; 상기 히스토그램의 최대 피크점을 검출하는 최대 피크점 검출 공정과; 상기 히스토그램의 중간 피크점을 검출하는 중간 피크점 검출 공정과; 상기 최대 피크점의 농도 파라미터보다도 큰 농도 파라미터를 갖는 상기 중간 피크점의 개수 Nh와, 상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터보다도 작은 농도 파라미터를 갖는 상기 중간 피크점의 개수 Nl을 계수하는 중간 피크점 계수 공정과; 상기 개수 Nl과 상기 개수 Nh의 대소 관계에 의해, 상기 최대 피크점의 종별을 판정하는 최대 피크점 종별 판정 공정;을 갖는다.

Description

용강류 속의 슬래그 검출 방법
본 발명은, 용강류 속의 슬래그 검출 방법에 관한 것이다.
본원은, 2017년 2월 14일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2017-025440호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
전로로부터 레이들로의 출강 시에는, 전로를 틸팅시켜서 전로로부터 레이들을 향해서 용강류를 유출시키는 것이 일반적이다. 이때, 슬래그를 전로 내에 잔류시키고, 전로로부터 용강만을 레이들로 유출시키는 것이 이상적이다. 그러나, 전로로부터 레이들을 향해서 유출시키는 용강류 속에는, 출강 초기에 있어서는 실질적으로 용강만이 존재하기는 하지만, 출강 중기부터 출강 말기에 있어서는 용강과 슬래그가 혼재하는 것이 일반적이다. 이 때문에, 슬래그의 유출을 방지하고자 하면, 용강이 전로 내에 잔류하여 수율이 낮아질 우려가 있다.
한편, 전로 내의 용강의 잔류량을 저감하고자 하면, 용강과 함께 슬래그가 레이들을 향해서 유출되기 때문에, 레이들 내에 슬래그가 많이 존재하게 된다. 그 결과, 레이들로부터의 슬래그의 끓어 넘침이 발생하거나, 후속 공정인 2차 정련 공정에 있어서 용강의 성분 어긋남이 발생하거나 하는 문제가 발생할 우려가 있다.
그래서, 전로로부터 레이들을 향해서 유출되는 용강류 속의 슬래그를 검출함과 함께 슬래그의 유출량을 정량화하여, 이 슬래그 유출량을 전로의 출강 조업에 있어서 요구되는 범위로 제어할 것이 요망되고 있다.
슬래그의 방사율은 용강의 방사율보다도 높기 때문에, 용강류를 촬상하면, 슬래그가 존재하는 부위에서는, 슬래그가 존재하지 않는 용강만의 부위에 비해서 밝게 촬상되게 된다. 바꾸어 말하면, 용강류를 촬상하여 얻어진 촬상 화상에 있어서의 슬래그에 대응하는 화소 영역의 농도(그레이 레벨)는, 용강에 대응하는 화소 영역의 농도에 비해서 커진다. 이 원리를 이용하여 슬래그를 검출하는 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 방법이 있다.
특허문헌 1은, 용강류를 촬상하여 얻어진 촬상 화상에 대해서, 농도(휘도)를 횡축으로 하고, 화소 수를 종축으로 하는 농도(휘도) 히스토그램을 작성하고, 이 농도 히스토그램을 이용하여 슬래그를 검출하는 방법을 개시하고 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1의 상기 방법에서는, 농도 히스토그램에 있어서의, 화소 수가 최대인 최대 피크점(최대 피크 위치)이 용강에 대응한다고 간주하고, 최대 피크점의 횡축 방향의 변동 σ를 고려한 농도값(휘도값) N1 이상의 화소를 용강이라 판정함과 함께, 농도값 N1에 바이어스값 B를 가산한 농도값(휘도값) N2 이상의 화소를 슬래그라 판정하고 있다.
그러나, 본 발명자들이 검토한바, 농도 히스토그램에 있어서의 최대 피크점이 반드시 용강에 대응하는 것만은 아니며, 슬래그에 대응하는 경우도 있음을 알 수 있었다. 그 때문에, 최대 피크점이 항상 용강에 대응한다고 간주하여, 농도값 N2를 결정하는 특허문헌 1의 상기 방법으로는, 고정밀도로 슬래그를 검출하기가 어렵다.
여기서, 농도 히스토그램에 있어서의 피크가 하나인 경우, 슬래그의 방사율과 용강의 방사율이 상이하다는(슬래그의 방사율은 용강의 방사율보다도 높다) 것을 이용하여, 이 피크가 용강에 대응하는지 슬래그에 대응하는지를 판정할 수 있다고 생각된다. 또한, 농도 히스토그램에 매끄러운 곡선으로 피크가 둘 존재하는 경우도, 슬래그의 방사율과 용강의 방사율이 상이하다는 것을 이용하여, 예를 들어 저온측의 피크가 용강에 대응하고, 고온측의 피크가 슬래그에 대응한다고 판정할 수 있다고 생각된다.
그러나, 용강과 슬래그가 혼재된 용강류를 촬상하여 얻어진 촬상 화상의 히스토그램에 있어서 복수의 서브 피크가 관측될 경우, 상술한 방법을 이용하는 것은 어려워, 슬래그의 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다.
또한, 용강류의 온도는, 예를 들어 강종 또는 출강 조업의 조건에 따라 100℃ 이상 변화되기도 한다. 그 때문에, 고정 역치를 이용하여 판정하고자 하면, 용강류의 온도가 변화되는 경우에, 슬래그의 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다.
일본 특허 공개2006-213965호 공보
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 용강류의 온도가 변화한 경우라도, 용강류 속의 슬래그를 고정밀도로 검출 가능한, 용강류 속의 슬래그 검출 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토를 행하였다. 먼저, 본 발명자들은, 적외광 영역에 주 감도를 갖는 열화상 카메라(서모그래피)를 촬상 수단으로서 사용하고, 출강 초기, 출강 중기 및 출강 말기에 걸친 각종 용강류를 촬상하여, 다수의 촬상 화상을 얻었다. 그리고, 이들 촬상 화상의 각각에 대해서, 온도를 횡축으로 하고, 화소 수를 종축으로 한 히스토그램을 작성한바, 예를 들어 1000 내지 2000℃의 횡축의 온도 영역에 있어서, 종축의 화소 수가 최댓값인 최대 피크점이 존재하는 경우가 있고, 당해 최대 피크점이 저온측에 위치하는 경우도 있는가 하면, 당해 최대 피크점이 고온측에 위치하는 경우도 있다는 것을 알아냈다.
이어서, 본 발명자들은, 용강류 속에 슬래그가 존재하지 않는 경우 또는 극히 소량밖에 존재하지 않는 경우에는, 히스토그램에 있어서의 최대 피크점은 용강에 대응하고 또한 저온측에 위치한다는 것을 알아냄과 함께, 용강류 속에 슬래그가 다량으로 존재하는 경우에는, 히스토그램에 있어서의 최대 피크점은 슬래그에 대응하고 또한 고온측에 위치한다는 것을 알아냈다. 그러나, 전술한 바와 같이, 용강류의 온도는 변화하기 때문에, 온도에 관한 고정 역치를 이용하여, 최대 피크점이 당해 고정의 역치의 저온측 및 고온측 중 어느 쪽에 위치하는지를 판정함으로써, 최대 피크점이 용강 및 슬래그 중 어느 쪽에 대응하는지를 판정하는 경우, 고정밀도로 슬래그를 검출하기는 어렵다.
그래서, 본 발명자는 예의 검토를 더 행하였다. 본 발명자들은, 용강 및 슬래그를 포함하는 용강류의 촬상 화상에서의 히스토그램에 있어서, 최대 피크점 이외에도, 화소 수가 최대 피크점의 화소 수 미만이고 또한 소정의 화소 수 역치(예를 들어, 최대 피크점의 화소 수의 50％) 이상의 극대값인 피크점(이하, 「중간 피크점」이라 칭한다)이 존재하는 경우가 있다는 것에 착안하였다. 이러한 경우에 있어서, 본 발명자들은, 예를 들어 강종 또는 출강 조업의 조건에 따라 용강류의 온도가 변화하였다고 해도, 최대 피크점이 용강에 대응하는 경우에는, 최대 피크점의 온도보다도 높은 온도를 갖는 중간 피크점의 개수가, 최대 피크점의 온도보다도 낮은 온도를 갖는 중간 피크점의 개수보다도 많아진다는 것을 알아냈다.
또한, 본 발명자들은, 강종 또는 출강 조업의 조건에 따라 용강류의 온도가 변화하였다고 해도, 최대 피크점이 슬래그에 대응하는 경우에는, 최대 피크점의 온도보다도 낮은 온도를 갖는 중간 피크점의 개수가, 최대 피크점의 온도보다도 높은 온도를 갖는 중간 피크점의 개수보다도 많아진다는 것을 알아냈다.
또한, 상기에서는 온도를 예로 들어서 설명했지만, 온도로 환산하기 전의 농도를 횡축으로 하는 히스토그램에 대해서도 마찬가지라고 할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 가시광 영역에 주 감도를 갖는 CCD 카메라를 사용하여 용강류를 촬상하여 얻어지는 촬상 화상에 대해서, 농도를 횡축으로 하고, 화소 수를 종축으로 하여 작성한 히스토그램에 대해서도 마찬가지라고 할 수 있음을 알 수 있었다.
상기 지견에 기초하여, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이하를 채용한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관한 용강류 속의 슬래그 검출 방법은, 전로로부터 레이들을 향해서 유출되는, 용강 및 슬래그를 포함하는 용강류를 촬상하여 촬상 화상을 취득하는 촬상 공정과; 상기 촬상 화상에 화상 처리를 실시함으로써, 상기 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 농도에 대응하는 농도 파라미터를 횡축으로 하고 또한, 상기 농도 파라미터를 갖는 상기 화소의 합계 수인 화소 수를 종축으로 하는 히스토그램을 작성하는 히스토그램 작성 공정과; 상기 히스토그램에 대해서, 상기 화소 수가 최댓값인 최대 피크점을 검출하는 최대 피크점 검출 공정과; 상기 히스토그램에 대해서, 상기 화소 수가 상기 최대 피크점의 화소 수 미만이고 또한 소정의 화소 수 임계값 이상의 극대값인 중간 피크점을 검출하는 중간 피크점 검출 공정과; 상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터보다도 큰 농도 파라미터를 갖는 상기 중간 피크점의 개수 Nh와, 상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터보다도 작은 농도 파라미터를 갖는 상기 중간 피크점의 개수 Nl을 계수하는 중간 피크점 계수 공정과; 상기 개수 Nl이 상기 개수 Nh보다도 큰 경우, 상기 최대 피크점은 상기 슬래그에 대응한다고 판정하는 한편, 상기 개수 Nh가 상기 개수 Nl보다도 큰 경우, 상기 최대 피크점은 상기 용강에 대응한다고 판정하는 최대 피크점 종별 판정 공정;을 갖는다.
(2) 상기 (1)에 기재된 양태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 최대 피크점 종별 판정 공정에 있어서, 상기 최대 피크점이 상기 슬래그에 대응한다고 판정한 경우, 상기 최대 피크점을 기준으로 하여 결정한 제1 역치 미만의 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 용강에 대응하고, 상기 제1 임계값 이상의 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 슬래그에 대응한다고 판정하는 제1 판정 공정과; 상기 최대 피크점 종별 판정 공정에 있어서, 상기 최대 피크점이 상기 용강에 대응한다고 판정한 경우, 상기 최대 피크점을 기준으로 하여 결정한 제2 역치 이하의 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 용강에 대응하고, 상기 제2 역치보다도 큰 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 슬래그에 대응한다고 판정하는 제2 판정 공정;
을 추가로 갖는다.
(3) 상기 (2)에 기재된 양태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 제1 역치는, 상기 히스토그램에 있어서, 상기 최대 피크점을 지나고 또한 양의 기울기를 갖는 제1 직선으로 표시되고; 상기 제2 역치는, 상기 히스토그램에 있어서, 상기 최대 피크점을 지나고 또한 음의 기울기를 갖는 제2 직선으로 표시되고; 상기 제2 직선의 기울기의 절댓값은, 상기 제1 직선의 기울기의 절댓값보다도 크다.
(4) 상기 (3)에 기재된 양태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 제1 직선은, 상기 화소 수 역치 미만의 상기 화소 수를 갖고 또한 상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터에 비해서 소정값 이상 작은 농도 파라미터를 갖는 점 중, 상기 농도 파라미터가 최대인 피크점과, 상기 최대 피크점을 지나는 직선이며; 상기 제2 직선의 기울기의 절댓값은, 상기 제1 직선의 기울기의 절댓값의 1.5 내지 2.5배이다.
본 발명의 상기 각 양태에 따르면, 용강류의 온도가 변화한 경우라도, 용강류 속의 슬래그를 고정밀도로 검출할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 사용되는 슬래그 검출 장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 상기 슬래그 검출 방법의 개략 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 3a는, 도 2에 나타내는 촬상 공정 ST1에 있어서 취득되는 촬상 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 도 2에 나타내는 히스토그램 작성 공정 ST2에 있어서, 도 3a의 촬상 화상에 기초하여 작성된 히스토그램을 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 2에 나타내는 제1 판정 공정 ST7에 있어서 결정되는 제1 역치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는, 도 2에 나타내는 촬상 공정 ST1에 있어서 취득되는 촬상 화상의 일례이고, 도 3a와 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는, 도 2에 나타내는 히스토그램 작성 공정 ST2에 있어서, 도 5a의 촬상 화상에 기초하여 작성된 히스토그램을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 2에 나타내는 제2 판정 공정 ST8에 있어서 결정되는 제2 역치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는, 도 7a의 히스토그램의 작성에 사용된 촬상 화상을 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 3a에 나타내는 촬상 화상에 있어서 슬래그(S)가 존재하는 화소 영역을 차분 처리에 의해 추출한 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용강류 속의 슬래그 검출 방법(이하, 단순히 「슬래그 검출 방법」이라고도 한다)에 대해서 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 검출 방법에 사용되는 슬래그 검출 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다.
<본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 장치(100)의 구성>
도 1은, 슬래그 검출 장치(100)의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 1에 있어서, 용강(M) 및 슬래그(S)를 수용하는 전로(3)는 단면으로 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 슬래그 검출 장치(100)는, 전로(3)로부터 레이들(4)로의 출강 시, 틸팅시킨 전로(3)의 출강구(31)로부터 레이들(4)을 향해서 유출되는 용강류(F) 속의 슬래그(S)를 검출하기 위해서 사용된다. 슬래그 검출 장치(100)는, 전로(3)의 출강구(31)로부터 레이들(4)을 향해서 대략 연직으로 유출되는 용강류(F)를 대략 수평 방향으로부터 촬상하는 촬상 수단(1)과, 이 촬상 수단(1)에 접속된 화상 처리 수단(2)을 구비하고 있다.
촬상 수단(1)으로서는, 예를 들어 적외광 영역에 주 감도를 갖는 열화상 카메라(서모그래피), 또는 가시광 영역에 주 감도를 갖는 CCD 카메라 등을 사용할 수 있다. 이들 열화상 카메라(서모그래피) 및 상기 CCD 카메라로서는, 예를 들어 시판되는 것을 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 촬상 수단(1)으로서, 적외광 영역에 주 감도를 갖는 열화상 카메라를 사용하고 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이 열화상 카메라(서모그래피)를 사용하는 경우, 촬상 화상에 있어서의 화소 영역의 온도 또는 농도(온도로 환산하기 전의 농도)의 값을 산출 가능하다. 한편, CCD 카메라를 사용하는 경우, 당해 화소 영역의 농도의 값을 산출 가능하다.
화상 처리 수단(2)은, 예를 들어 후술하는 히스토그램 작성 공정 ST2 등을 실행하기 위한 소정의 프로그램이 인스톨된 범용의 퍼스널 컴퓨터로 구성된다. 또한, 화상 처리 수단(2)은, 촬상 수단(1)에서 얻어진 촬상 화상을 표시하기 위한 모니터를 가지고 있다.
본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법은 슬래그 검출 장치(100)를 사용하여 실행된다. 이하, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 대해서 설명한다.
<본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법>
도 2는, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법의 개략 수순을 나타내는 흐름도이다.
본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법은, 전로(3)로부터 레이들(4)을 향해서 유출되는, 용강(M) 및 슬래그(S)를 포함하는 용강류(F)를 촬상 수단(1)에 의해 촬상하여 얻어지는 촬상 화상에 기초하여, 용강류(F) 속의 슬래그(S)를 검출하는 방법이며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 촬상 공정 ST1과, 히스토그램 작성 공정 ST2와, 최대 피크점 검출 공정 ST3과, 중간 피크점 검출 공정 ST4와, 중간 피크점 계수 공정 ST5와, 최대 피크점 종별 판정 공정 ST6과, 제1 판정 공정 ST7과, 제2 판정 공정 ST8을 가지고 있다.
이하, 각 공정의 내용에 대해서, 순차 설명한다.
(촬상 공정 ST1)
촬상 공정 ST1에 있어서는, 촬상 수단(1)에 의해, 전로(3)로부터 레이들(4)을 향해서 유출되는 용강류(F)를 촬상하여 촬상 화상을 취득한다(도 1 참조).
본 실시 형태에서는, 촬상 수단(1)으로서 열화상 카메라를 사용하고 있고, 촬상 공정 ST1에서 취득되는 촬상 화상은, 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 농도를 소정의 환산 식으로 온도로 환산한 것이 된다. 즉, 촬상 공정 ST1에서 취득되는 촬상 화상은, 화소별로 검출한 온도의 값을 갖는다.
촬상 수단(1)의 시야는, 용강류(F)의 유출 위치 및 퍼짐의 변동의 영향을 받지 않도록, 용강류(F)뿐만 아니라 배경도 포함하는 넓은 시야로 설정되어 있다. 배경이 포함되도록 촬상 수단(1)의 시야가 설정되어 있어도, 배경의 온도는 용강류(F)의 온도보다도 낮기 때문에, 후술하는 최대 피크점 검출 공정 ST3에 있어서, 용강류(F)에 대응하는 화소 영역과 배경에 대응하는 화소 영역을 식별 가능하다. 또한, 촬상 수단(1)의 시야는, 용강류(F)만이 촬상되도록 미리 좁게 조정해도 된다. 그러나, 용강류(F)의 유출 위치 및 퍼짐은, 전로(3)의 틸팅 각도 등에 따라(출강구(31)의 위치 등에 따라), 어느 정도 변동하는 것이 일반적이다. 이 때문에, 출강 초기, 출강 중기, 및 출강 말기의 어느 경우에 있어서도 용강류(F)만이 촬상되도록 촬상 수단(1)의 시야를 조정하는 것은 작업의 수고를 요한다. 따라서, 촬상 수단(1)의 시야는, 배경도 포함하는 넓은 시야로 설정하는 것이 바람직하다.
촬상 수단(1)의 촬상 타이밍은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 슬래그(S)를 검출하는 시간 분해능을 높이는 면에서는, 촬상 수단(1)에 설정되어 있는 주사 주기(프레임 레이트의 역수)마다 연속적으로 촬상하는 것이 바람직하다.
촬상 수단(1)에 의해 얻어진 촬상 화상은, 화상 처리 수단(2)에 기억된다.
(히스토그램 작성 공정 ST2)
히스토그램 작성 공정 ST2에서는, 화상 처리 수단(2)이, 촬상 공정 ST1에서 취득한 촬상 화상에 화상 처리를 실시함으로써, 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 농도에 대응하는 농도 파라미터를 횡축으로 하고, 이 농도 파라미터를 갖는 화소의 합계 수인 화소 수를 종축으로 하는 히스토그램을 작성한다. 히스토그램은 1매의 촬상 화상별로 작성해도 되고, 연속되는 복수매의 촬상 화상을 평균화한 평균 화상에 대해서 작성해도 된다. 또한, 당해 평균 화상을 사용하는 경우, 촬상 수단(1)의 시야 내의 용강류(F)에 대응하는 화소 영역의 길이 L을 용강류(F)의 속도 V로 제산하여 얻어진 시간(＝L/V) 내에서 연속되는 복수매의 촬상 화상을 평균화하는 것이 바람직하다.
상기 농도 파라미터로서는, 농도 자체 외에, 온도를 예시할 수 있다. 본 실시 형태와 같이 촬상 수단(1)이 열화상 카메라인 경우, 횡축이 온도 또는 농도(온도로 환산하기 전의 농도)인 히스토그램을 작성 가능하다. 한편, 촬상 수단(1)이 CCD 카메라인 경우, 횡축이 농도인 히스토그램을 작성 가능하다.
여기서, 본 명세서에 있어서의 「농도」란, 예를 들어 256계조의 화상의 명암(즉, 화상 상의 휘도)을 가리킨다. 그리고, 이 농도와, 용강류에 있어서의 열방사 휘도의 관계는, 리니어한 관계에 있다.
상술한 바와 같이 본 실시 형태에서는 촬상 수단(1)으로서 열화상 카메라를 사용하고 있기 때문에, 상기 농도 파라미터로서 온도를 이용한다(즉, 본 실시 형태에서는, 히스토그램의 횡축은 온도이다).
본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 촬상 수단(1)의 시야가, 용강류(F)뿐만 아니라 배경도 포함하도록 설정되어 있다. 이 때문에, 히스토그램의 작성 시에, 화상 처리 수단(2)은, 촬상 화상에 있어서의, 소정의 역치(예를 들어, 1000℃) 이상의 온도를 갖는 화소 영역이 용강류(F)에 대응하는 화소 영역이라고 판정하고, 이 화소 영역을 대상으로 하여 히스토그램을 작성한다(즉, 횡축인 온도가 상기 소정의 역치 미만인 화소 영역에 대해서는 히스토그램 작성의 대상으로 하지 않는다). 이에 의해, 히스토그램에 미치는 배경의 영향을 피하는 것이 가능하다(배경에 대응하는 화소 수가 최댓값이 되지 않는다).
또한, 화상 처리 수단(2)은, 배경에 대응하는 화소 영역도 포함한 촬상 화상 전체에 대해서 히스토그램을 작성하고, 후술하는 최대 피크점 검출 공정 ST3에 있어서의 최대 피크점의 검출 범위로부터, 소정의 역치(예를 들어, 1000℃) 미만의 온도를 제외함으로써, 배경의 영향을 피해도 된다.
도 3a는, 촬상 공정 ST1에 있어서 취득되는 촬상 화상의 일례를 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 3a는, 촬상 수단(1)의 주사 주기별로 연속적으로 취득한 5장의 촬상 화상을 평균화한 평균 화상의 일례이다(촬상 화상의 분해능은, 약 3cm/ 화소이다). 도 3a에서는, 촬상 화상(평균 화상)에 있어서의 용강류(F)에 대응하는 화소 영역과 그 근방에 위치하는 배경에 대응하는 화소 영역에 대해서만 부분적으로 잘라내서 표시하고 있다. 즉, 실제로 취득되는 촬상 화상은, 도 3a 및 도 5a에 나타내는 촬상 화상보다도, 지면 좌우 방향의 화소 영역이 넓게 되어 있다.
또한, 도 3a에 나타내는 촬상 화상은 도시의 사정상, 모노크롬 표시로 되어 있지만, 실제로는, 화상 처리 수단(2)이 구비하는 모니터에 있어서, 각 화소의 온도에 따라 상이한 색이 부여되어 표시된다. 즉, 용강류(F)에 대응하는 화소 영역의 온도는, 배경에 대응하는 화소 영역의 온도보다도 높기 때문에, 촬상 공정 ST1에서 얻어지는 실제의 촬상 화상에서는, 그 높은 온도에 대응하는 색이 착색되어 있다.
또한, 용강류(F)에 대응하는 화소 영역 중, 도 3a에 있어서 굵은 파선으로 둘러싸인, 슬래그(S)가 존재한다고 생각되는 화소 영역(구체적으로는, 후술하는 제1 판정 공정 ST7에서 슬래그(S)에 대응한다고 판정된 화소의 영역)의 온도(겉보기 온도)는, 기타의 화소 영역(실질적으로 용강(M)만이 존재하는 화소의 영역)의 온도(겉보기 온도)보다도 높게 되어 있어, 그 높은 온도에 대응하는 색이 착색되어 있다.
또한, 전로(3)로부터 배출되는 용강류(F)에 있어서, 슬래그(S)가 존재하는 화소 영역에 대응하는 부위의 실제 온도(실온도)와, 실질적으로 용강(M)만이 존재하는 화소 영역에 대응하는 부위의 실제 온도(실온도)는, 동등한 값이라고 생각된다. 그러나, 슬래그(S)의 방사율이 용강(M)의 방사율보다도 높아(용강의 방사율에 비해서 슬래그의 방사율은 대략 1.5배 정도이다), 촬상 수단(1)에 있어서의 방사율의 설정을 어느 화소에 대해서도 동일하게 하는 것이 일반적이기 때문에, 전술한 바와 같이, 취득된 촬상 화상에 있어서는, 슬래그(S)가 존재하는 화소 영역의 온도는, 실질적으로 용강(M)만이 존재하는 화소 영역의 온도보다도 높게 측정된다. 후술하는 도 5a에 대해서도 마찬가지이다.
도 3b는, 도 3a에 나타내는 촬상 화상(평균 화상)에 대해서 작성한 히스토그램을 나타내는 도면이다. 도 3b의 히스토그램의 작성 시에는, 배경의 영향을 피하기 위해서, 횡축의 온도 범위를 소정의 역치(1000℃) 이상으로 하고(단, 화소 수의 분포에 특징이 보이지 않는 1400℃ 미만에 대해서는 도시 생략), 횡축을 10℃ 피치로 구분하고, 종축을 각 구분의 온도를 갖는 화소의 수로 하고 있다.
(최대 피크점 검출 공정 ST3)
최대 피크점 검출 공정 ST3에서는, 화상 처리 수단(2)이, 히스토그램 작성 공정 ST2에서 작성한 히스토그램에 대해서, 화소 수가 최댓값인 최대 피크점을 검출한다. 도 3b에 나타내는 히스토그램에서는, 부호 P1로 나타내는 점이 최대 피크점으로 된다.
(중간 피크점 검출 공정 ST4)
중간 피크점 검출 공정 ST4에서는, 화상 처리 수단(2)이, 히스토그램 작성 공정 ST2에서 작성한 히스토그램에 대해서, 화소 수가 최대 피크점 P1의 화소 수 미만이고 또한 소정의 화소 수 역치 Th 이상의 극대값인 중간 피크점을 검출한다. 화소 수 역치 Th는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 최대 피크점 P1의 화소 수의 50％로 설정되어 있다. 도 3b에 나타내는 히스토그램에서는, 부호 P2로 나타내는 점이 중간 피크점으로 된다.
또한, 소정의 화소 수 역치 Th는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1200℃ 내지 1300℃라는 배경이라 생각되는 온도 영역의 피크를 잡지 않도록, 예를 들어 최대 피크점 P1의 화소 수의 50％를 Th로 하는 것이 바람직하다.
(중간 피크점 계수 공정 ST5)
중간 피크점 계수 공정 ST5에서는, 화상 처리 수단(2)이, 검출한 중간 피크점 P2 중, 최대 피크점 P1의 온도보다도 높은 온도를 갖는 중간 피크점 P2의 개수 Nh와, 최대 피크점 P1의 온도보다도 낮은 온도를 갖는 중간 피크점 P2의 개수 Nl을 각각 계수한다. 도 3b에서는, Nh＝1, Nl＝6으로 된다.
(최대 피크점 종별 판정 공정 ST6)
최대 피크점 종별 판정 공정 ST6에서는, 화상 처리 수단(2)이, 개수 Nh<개수 Nl인 경우(개수 Nl이 개수 Nh보다도 큰 경우), 최대 피크점 P1은 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정하고, 한편, 개수 Nh>개수 Nl인 경우(개수 Nh가 개수 Nl보다도 큰 경우), 최대 피크점 P1은 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정한다. 도 3b에서는, Nh＝1, Nl＝6이기 때문에, Nh<Nl로 되고, 최대 피크점 P1은 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정되게 된다.
(제1 판정 공정 ST7)
최대 피크점 종별 판정 공정 ST6에 있어서, 최대 피크점 P1이 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정한 경우, 화상 처리 수단(2)은 제1 판정 공정 ST7을 실행한다. 즉, 도 3b의 히스토그램에 대해서는, 제1 판정 공정 ST7이 실행되게 된다.
제1 판정 공정 ST7에서는, 화상 처리 수단(2)이, 촬상 화상을 구성하는 각 화소 중, 최대 피크점 P1을 기준으로 하여 결정한 제1 역치 미만의 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응하고, 제1 역치 이상의 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정한다. 이하, 도 4를 적절히 참조하면서, 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는, 제1 판정 공정 ST7에 있어서 결정되는 제1 역치를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4에 나타내는 히스토그램은, 도 3b에 나타내는 히스토그램과 동일하다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 역치는, 히스토그램 작성 공정 ST2에서 작성한 히스토그램에 있어서, 최대 피크점 P1을 지나고 또한 양의 기울기를 갖는 제1 직선 L1로 표시된다. 구체적으로는, 제1 직선 L1은, 도 4에 나타내는 점 P3과 최대 피크점 P1을 지나는 직선이다. 점 P3은, 화소 수 역치 Th 미만의 화소 수를 갖고 또한 최대 피크점 P1의 온도보다도 소정값 TD(예를 들어, 50℃) 이상 낮은 온도를 갖는 점 중, 가장 높은 온도를 갖는 피크점이다.(즉, 점 P3은, 소정의 화소 수 역치 Th 미만의 화소 수를 갖고 또한 최대 피크점 P1의 온도보다도 소정값 TD 이상 낮은 온도를 갖는 점이며 극대값으로 되는 점 중, 가장 높은 온도를 갖는 점이다).
여기서, 소정값 TD 이상 낮은 온도를 갖는 점 중, 가장 높은 온도를 갖는 점을 판단 대상으로 하여 피크점인지 여부를 판단하는 경우는, 당해 점과 당해 점의 저온측에 인접하는 점을 잇는 선의 구배에 주목하여, 당해 선이 양의 기울기(당해 선이 우상향의 선)라면 당해 판단 대상의 점을 점 P3으로 간주한다.
또한, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법은, 히스토그램에 있어서 소정의 화소 수 역치 Th를 초과하는 피크가 많은 용강류에 대해서 특히 적합하게 적용된다. 또한, 소정의 화소 수 역치 Th의 설정 유무에 관계없이, 최대 피크점 P1의 화소 수의 50％ 이상의 피크가 예를 들어 3점 이상으로 되는 용강류에 대해서도 특히 적합하게 적용된다. 이러한 피크의 특징은, 정련에 있어서의 용강과 슬래그의 혼합 상황에 따라서 결정된다.
상기, 제1 역치(제1 직선 L1)는, 횡축의 온도를 X라 하고, 종축의 화소 수를 Y라 하면, 이하의 식 (1)로 표시되게 된다.
Y＝aX＋b … (1)
단, a는 양의 상수이고, b는 상수이다. 이들 상수는 제1 직선 L1이 점 P3과 최대 피크점 P1을 지남으로써 결정된다.
소정값 TD는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 50℃이다. 경험상, 최대 피크 온도의 ±50℃ 이내의 범위는, 기슭부가 되지 않는 경우가 많다. 그 때문에, 예를 들어 소정값 TD를 50℃로 설정함으로써, 기슭부를 제외한 피크로 제1 역치를 결정할 수 있어 바람직하다.
전술한 바와 같이, 화상 처리 수단(2)은, 제1 역치 미만의 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정한다. 즉, Y>aX＋b를 만족하는 화소는 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정하게 된다.
한편, 화상 처리 수단(2)은, 제1 역치 이상의 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정한다. 즉, Y≤aX＋b를 만족하는 화소(도 4에서 해칭을 한 영역에 있는 화소)는 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정한다.
(제2 판정 공정 ST8)
최대 피크점 종별 판정 공정 ST6에 있어서, 최대 피크점 P1이 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정한 경우, 화상 처리 수단(2)은 제2 판정 공정 ST8을 실행한다.
도 5a는, 촬상 공정 ST1에 있어서 취득되는 촬상 화상의 일례이고, 도 3a와 상이한 다른 예를 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 5a는, 촬상 수단(1)의 주사 주기별로 연속적으로 취득한 5장의 촬상 화상을 평균화한 평균 화상의 다른 예를 나타낸다.
도 5b는, 도 5a에 나타내는 촬상 화상(평균 화상)에 대해서 작성한 히스토그램을 나타내는 도면이다. 도 5b의 히스토그램에 대해서는, 중간 피크점 계수 공정 ST5에 있어서, 화상 처리 수단(2)이, 최대 피크점 P1의 온도보다도 높은 온도를 갖는 중간 피크점 P2의 개수 Nh＝5, 최대 피크점 P1의 온도보다도 낮은 온도를 갖는 중간 피크점 P2의 개수 Nl＝0이라 계수한다. 따라서, 그 후의 최대 피크점 종별 판정 공정 ST6에 있어서, 화상 처리 수단(2)은, 개수 Nh> 개수 Nl이기 때문에, 최대 피크점 P1이 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정한다.
최대 피크점 종별 판정 공정 ST6에서 당해 판정이 이루어짐으로써, 화상 처리 수단(2)은 제2 판정 공정 ST8을 실행한다. 제2 판정 공정 ST8에 있어서는, 화상 처리 수단(2)이, 촬상 화상을 구성하는 각 화소 중, 최대 피크점 P1을 기준으로 하여 결정한 제2 역치 이하의 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응하고, 제2 역치보다도 높은 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정한다. 이하, 도 6을 적절히 참조하면서, 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은, 제2 판정 공정 ST8에 있어서 결정되는 제2 역치를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6에 나타내는 히스토그램은, 도 5b에 나타내는 히스토그램과 동일하다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 역치는, 최대 피크점 P1을 지나고 또한 음의 기울기를 갖는 제2 직선 L2로 표시된다. 그리고, 제1 직선 L1의 기울기의 절댓값보다도 제2 직선 L2의 기울기의 절댓값 쪽이 크게 되어 있다(바람직하게는, 제2 직선 L2의 기울기의 절댓값은, 제1 직선 L1의 기울기의 절댓값의 1.5 내지 2.5배이다). 제1 직선 L1은, 도 6에 나타내는 점 P3과 최대 피크점 P1을 지나는 직선이다. 또한, 점 P3은 저온측에 인접하는 점과의 사이의 선의 구배가 양이기 때문에, 도 4와 마찬가지로, 화소 수 역치 Th 미만의 화소 수를 갖고 또한 최대 피크점 P1의 온도보다도 소정값 TD(예를 들어, 50℃) 이상 낮은 온도를 갖는 점 중, 가장 높은 온도를 갖는 피크점이다.
전술한 바와 같이, 제1 직선 L1은, 횡축의 온도를 X라 하고, 종축의 화소 수를 Y라 하면, 이하의 식 (1)로 표시되게 된다.
Y＝aX＋b … (1)
단, a는 양의 상수, b는 상수이다. 이들 상수는 제1 직선 L1이 점 P3과 최대 피크점 P1를 지남으로써 결정된다.
한편, 예를 들어 제2 직선의 L2의 기울기의 절댓값이 제1 직선 L1의 기울기 a의 절댓값의 2배로 설정된다고 하면, 제2 직선 L2는, 이하의 식 (2)로 표시되게 된다.
Y＝-2aX＋c … (2)
단, a는 양의 상수, c는 상수이다. 그리고, a는 제1 직선 L1로부터 결정되고, c는 제2 직선이 최대 피크점 P1을 지남으로써 결정된다.
전술한 바와 같이, 화상 처리 수단(2)은, 제2 역치 이하의 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정한다. 즉, 예를 들어 도 6에 나타내는 히스토그램에 있어서, Y≤-2aX＋c를 만족하는 화소는 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 판정하게 된다.
한편, 화상 처리 수단(2)은, 제2 역치보다도 높은 온도를 갖는 화소는 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정한다. 즉, 예를 들어 도 6에 나타내는 히스토그램에 있어서, Y>-2aX＋c를 만족하는 화소(도 6에서 해칭을 한 영역에 있는 화소)는 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정하게 된다.
이상에서 설명한 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 따르면, 취득한 촬상 화상의 히스토그램에 있어서의 중간 피크점의 개수 Nh 및 Nl의 대소 관계에 기초하여, 당해 히스토그램의 최대 피크점의 종별을 판정한다. 즉, 고정의 역치를 이용하지 않고 최대 피크점의 종별을 판정하기 때문에, 용강류(F)의 온도가 변화한 경우라도, 최대 피크점 P1이 용강(M) 또는 슬래그(S) 중 어디에 대응하는지를 고정밀도로 판정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법은, 개수 Nh 및 개수 Nl이 서로 다른 경우(Nh≠Nl)를 전제로 하고 있다. 즉, 개수 Nh 및 개수 Nl이 서로 동등한 경우(Nh＝Nl), 상술한 방법에 의해서는, 최대 피크점의 종별을 판정할 수 없다.
그래서, 중간 피크점 계수 공정 ST5에 있어서 계수한 개수 Nh 및 개수 Nl이 서로 동등한 경우, 예를 들어 이하에 나타내는 방법(i) 또는 (ii)에서 최대 피크점 P1이 용강(M) 또는 슬래그(S) 중 어디에 대응하는지를 판정한다.
(i) 용강류의 실온도 및 방사율에 기초하여, 최대 피크점 P1이 용강(M)에 대응하는 경우의 온도 및 최대 피크점 P1이 슬래그(S)에 대응하는 경우의 온도를 각각 추정해 두고, 판정 대상으로 하는 히스토그램의 최대 피크점 P1의 온도가 이들 온도 중 어디에 가까운지에 따라, 최대 피크점의 종별을 판정한다.
(ii) 전로(3) 내의 슬래그양 및 용강량은 추정 가능하고 또한, 전로(3)를 어느 정도 틸팅시키면 용강(M)을 주체로 한 용강류(F)가 유출되는지를 기하학적으로 추정 가능한 것에 기초하여, 용강류(F)의 유출 시간으로부터 최대 피크점 P1이 용강(M) 또는 슬래그(S) 중 어디에 대응하는지를 판정한다.
또한, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 따르면, 제1 판정 공정 ST7 또는 제2 판정 공정 ST8에 있어서, 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응하는 화소의 수(면적)와, 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응하는 화소의 수(면적)를 산출 가능하다. 이 때문에, 예를 들어 용강류(F) 속의 슬래그(S)의 면적 비율, 및 용강류(F) 속의 슬래그(S)의 체적 비율을 구할 수 있다. 또한 용강(M) 및 슬래그(S)의 비중을 이용하면, 용강류(F) 속의 슬래그(S)의 질량 비율을 산출 가능하고, 용강류(F)의 유량은 출강 시의 전로(3)의 틸팅 각도로부터 추정 가능하다. 이 때문에, 슬래그(S)의 질량 비율과 용강류(F)의 유량을 이용하여, 슬래그(S)의 유출량(유량)을 추정하는 것이 가능하고, 이 슬래그(S)의 유출량을 전로(3)의 출강 조업에 있어서 요구되는 범위로 제어하는 것도 가능해진다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 따르면, 슬래그(S)의 유출량 등(유출량, 화소 수, 면적, 체적 등)이 제로보다 커진 경우에 출강 조업을 종료하거나, 슬래그(S)의 유출량 등이 미리 정한 소정값보다 커진 경우에 출강 조업을 종료하거나, 용강(M)의 유출량 등에 대한 슬래그(S)의 유출량 등의 비율이 소정값보다 커진 경우에 출강 조업을 종료하거나 하는 제어를 행하는 것이 가능하다.
실시예
다음으로, 본 발명의 작용 효과를 확인하기 위해서 행한 실시예에 대해서 설명한다.
도 3a에 나타내는 촬상 화상을 평가 대상으로서 이용하고, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법과, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법을 비교하였다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에서는, 전술한 바와 같이, 도 3a에 나타내는 촬상 화상에 대해서 작성한 도 3b에 나타내는 히스토그램에 대해서, 최대 피크점 P1이 용강류(F)에 존재하는 슬래그(S)에 대응한다고 판정된다. 그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 식 (1)로 표시되는 제1 직선 L1에 의해, 해칭을 한 영역에 있는 화소가 슬래그(S)에 대응한다고 판정되게 된다.
도 4에 나타내는 예에서는, 139개의 화소가 슬래그(S)에 대응한다고 판정되었다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법을 이용하면, 도 3b에 나타내는 히스토그램에 있어서의 최대 피크점 P1이 용강류(F)에 존재하는 용강(M)에 대응한다고 간주된다. 전술한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법에서는, 최대 피크점 P1의 횡축 방향의 변동 σ도 고려한 농도값 N1 이상의 화소를 용강(M)이라 판정하고, 농도값 N1에 바이어스값 B를 가산한 농도값 N2 이상의 화소를 슬래그(S)라 판정하고 있다. 농도값을 온도로 치환하면, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법에서는, 최대 피크점 P1의 횡축 방향의 변동 σ도 고려한 온도 N1 이상의 화소를 용강(M)이라 판정하고, 온도 N1에 바이어스값 B를 가산한 온도 N2 이상의 화소를 슬래그(S)라 판정하게 된다. 여기서, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법에서는, 최대 피크점 P1이 용강(M)에 대응한다고 간주하기 때문에, 용강(M)에 대응하는 화소와 슬래그(S)에 대응하는 화소를 구별하기 위한 바이어스값 B를 2σ 이상으로 설정하는(즉, 온도 N2를 최대 피크점 P1의 온도＋σ 이상으로 설정한다) 것이 타당하다. 본 평가에서는, 가장 슬래그(S)의 검출 오차가 작아지는 최솟값 2σ를 바이어스값 B로서 사용하였다. 또한, 도 3b에 나타내는 히스토그램에 있어서, 최대 피크점 P1의 온도 이상의 화소 수 분포가 정규 분포라 가정하고, 최대 피크점 P1의 온도로부터 온도 N2(최대 피크점 P1의 온도＋σ)까지의 화소 수의 합을, 최대 피크점 P1의 온도 이상의 화소 수 합으로 제산한 값이 약 68％로 되도록 σ를 설정하였다.
도 7a 및 도 7b는, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a는 히스토그램을, 도 7b는 촬상 화상(평균 화상)를 나타낸다. 도 7a에 나타내는 히스토그램은, 도 3b 또는 도 4에 나타내는 히스토그램과 동일하다. 도 7b에 나타내는 촬상 화상은, 도 3a에 나타내는 촬상 화상과 동일하다. 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법에 따르면, 도 7a에 있어서 해칭을 한 영역에 있는 화소가 슬래그(S)에 대응한다고 판정되게 된다. 구체적으로는, 도 7b에 있어서 굵은 파선으로 둘러싸인 화소 영역에 있는 18개의 화소가 슬래그(S)에 대응한다고 판정되었다.
도 8은, 도 3a에 나타내는 촬상 화상에 있어서 슬래그(S)가 존재한다고 생각되는 화소 영역을 차분 처리에 의해 추출한 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 도 8의 (a)는 도 3a와 동일한 촬상 화상을, 도 8의 (b)는 출강 초기에 있어서 실질적으로 용강(M)만이 존재하는 용강류의 촬상 화상을, 도 8의 (c)는 도 8의 (a)에 나타내는 촬상 화상과 도 8의 (b)에 나타내는 촬상 화상의 차분 화상을 나타낸다.
도 8은 도시의 사정상, 모노크롬 표시로 되어 있지만, 도 8의 (c)에 나타내는 차분 화상에 있어서, 배경에 대응하는 화소 영역에 비해서 온도가 높은 화소 영역(배경에 대응하는 화소 영역의 색(녹색)과는 상이한 색(황색, 적색)이 첨가된 화소 영역)은, 그 중심으로부터 주변을 향해서 온도가 저하되어 있고, 또한, 용강류(F)의 낙하에 수반하여 세로로 길게 뻗어져 있는 형태로 미루어보아, 슬래그(S)가 존재한다고 생각되는 화소 영역이다. 이 온도가 높은 화소 영역(황색, 적색이 첨가된 화소 영역)의 화소 수를 계수하니, 111개였다.
따라서, 상기 차분 화상으로 평가한 111개를 슬래그(S)에 대응하는 화소 수의 참값이라 하면, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에서는, 참값의 ＋25.2％((139-111)/111×100＝25.2)의 오차인 데 비해, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법에서는, 참값의 -83.8％((18-111)/111×100＝-83.8)의 오차였다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 따르면, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법에 비해서, 용강류(F) 속의 슬래그(S)를 고정밀도로 검출 가능하다고 할 수 있다. 이것은, 도 3a에 나타내는 굵은 파선 쪽이, 도 7b에 나타내는 굵은 파선에 비해서, 도 8의 (c)에 나타내는 슬래그(S)가 존재한다고 생각되는 화소 영역의 윤곽에 가깝다는 점에서, 시감적으로도 명확하다.
또한, 차분 화상으로 평가한 슬래그(S)에 대응하는 화소의 수를 면적(실제 치수)으로 환산하면, 1화소의 면적이 약 9cm2이기 때문에, 9×111＝999cm2가 된다. 이것을 단순하게 체적으로 환산(슬래그(S)의 촬상 수단(1)의 시축 방향의 치수가 촬상 수단(1)의 시야면에 있어서의 치수와 같다고 가정하여 환산)하면, (999)3/2＝31575cm3＝31575×10-6m3로 된다. 따라서, 슬래그(S)의 비중을 2×10-3m3/kg으로 하면, 슬래그(S)의 질량은,(31575×10-6)/(2×10-3)＝16kg으로 된다.
마찬가지로 하여, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에서 검출한 슬래그(S)를 질량으로 환산하면 22kg(참값의 137.5％)으로 되고, 특허문헌 1에 기재된 슬래그 검출 방법으로 검출한 슬래그(S)를 질량으로 환산하면 1kg(참값의 6.3％)으로 된다. 즉, 본 실시 형태에 관한 슬래그 검출 방법에 따르면, 질량에서 ＋37.5％의 오차로 되고, -93.7％의 오차가 발생하는 특허문헌 1에 기재된 방법에 비해서, 용강류(F) 속의 슬래그(S)를 고정밀도로 검출 가능하다고 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 상기 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 본 발명의 범위가 상기 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는, 기타 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 상기 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 제1 역치가 최대 피크점 P1을 지나고 또한 양의 기울기를 갖는 제1 직선 L1로 표시되는 경우를 나타냈다. 역치의 결정 방법에 관하여, 보다 고정밀도로 슬래그를 검출하는 관점에서는, 용강 및 슬래그의 피크에 대해서 각각 가우스 분포 등으로 피팅을 행하여 결정하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 방법에서는, 계산 시간이 길어져, 공업적으로는 바람직하지 않다. 그래서, 제1 역치를 직선으로 표시함으로써, 보다 간이하게 역치를 결정할 수 있다.
또한, 제1 역치 및 제2 역치는, 제1 직선 L1 및 제2 직선 L2로 표시되는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 역치 및 제2 역치가, 최대 피크점의 횡축 방향의 변동을 고려한, 횡축에 직교하는 직선(기울기가 무한대인 직선)으로 표시되어도 된다.
1: 촬상 수단
2: 화상 처리 수단
3: 전로
4: 레이들
100: 슬래그 검출 장치
ST1: 촬상 공정
ST2: 히스토그램 작성 공정
ST3: 최대 피크점 검출 공정
ST4: 중간 피크점 검출 공정
ST5: 중간 피크점 계수 공정
ST6: 최대 피크점 종별 판정 공정
ST7: 제1 판정 공정
ST8: 제2 판정 공정
F: 용강류
M: 용강
S: 슬래그

Claims (4)

  1. 전로로부터 레이들을 향해서 유출되는, 용강 및 슬래그를 포함하는 용강류를 촬상하여 촬상 화상을 취득하는 촬상 공정과;
    상기 촬상 화상에 화상 처리를 실시함으로써, 상기 촬상 화상을 구성하는 각 화소의 농도에 대응하는 농도 파라미터를 횡축으로 하고 또한, 상기 농도 파라미터를 갖는 상기 화소의 합계 수인 화소 수를 종축으로 하는 히스토그램을 작성하는 히스토그램 작성 공정과;
    상기 히스토그램에 대해서, 상기 화소 수가 최댓값인 최대 피크점을 검출하는 최대 피크점 검출 공정과;
    상기 히스토그램에 대해서, 상기 화소 수가 상기 최대 피크점의 화소 수 미만이고 또한 소정의 화소 수 임계값 이상의 극대값인 중간 피크점을 검출하는 중간 피크점 검출 공정과;
    상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터보다도 큰 농도 파라미터를 갖는 상기 중간 피크점의 개수 Nh와, 상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터보다도 작은 농도 파라미터를 갖는 상기 중간 피크점의 개수 Nl을 계수하는 중간 피크점 계수 공정과;
    상기 개수 Nl이 상기 개수 Nh보다도 큰 경우, 상기 최대 피크점은 상기 슬래그에 대응한다고 판정하는 한편, 상기 개수 Nh가 상기 개수 Nl보다도 큰 경우, 상기 최대 피크점은 상기 용강에 대응한다고 판정하는 최대 피크점 종별 판정 공정;
    을 갖는 것을 특징으로 하는 용강류 속의 슬래그 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최대 피크점 종별 판정 공정에 있어서, 상기 최대 피크점이 상기 슬래그에 대응한다고 판정한 경우, 상기 최대 피크점을 기준으로 하여 결정한 제1 역치 미만의 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 용강에 대응하고, 상기 제1 임계값 이상의 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 슬래그에 대응한다고 판정하는 제1 판정 공정과;
    상기 최대 피크점 종별 판정 공정에 있어서, 상기 최대 피크점이 상기 용강에 대응한다고 판정한 경우, 상기 최대 피크점을 기준으로 하여 결정한 제2 역치 이하의 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 용강에 대응하고, 상기 제2 역치보다도 큰 농도 파라미터를 갖는 화소는 상기 슬래그에 대응한다고 판정하는 제2 판정 공정;
    을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 용강류 속의 슬래그 검출 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 역치는, 상기 히스토그램에 있어서, 상기 최대 피크점을 지나고 또한 양의 기울기를 갖는 제1 직선으로 표시되고,
    상기 제2 역치는, 상기 히스토그램에 있어서, 상기 최대 피크점을 지나고 또한 음의 기울기를 갖는 제2 직선으로 표시되고,
    상기 제2 직선의 기울기의 절댓값은, 상기 제1 직선의 기울기의 절댓값보다도 큰
    것을 특징으로 하는 용강류 속의 슬래그 검출 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 직선은, 상기 화소 수 역치 미만의 상기 화소 수를 갖고 또한 상기 최대 피크점의 상기 농도 파라미터에 비해서 소정값 이상 작은 농도 파라미터를 갖는 점 중, 상기 농도 파라미터가 최대인 피크점과, 상기 최대 피크점을 지나는 직선이며,
    상기 제2 직선의 기울기의 절댓값은, 상기 제1 직선의 기울기의 절댓값의 1.5 내지 2.5배인
    것을 특징으로 하는 용강류 속의 슬래그 검출 방법.
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