KR20200121875A - 분광 특성 측정 장치, 분광 특성 측정 방법 및, 로의 제어 방법 - Google Patents

분광 특성 측정 장치, 분광 특성 측정 방법 및, 로의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태인 분광 특성 측정 장치(1)는, 대상물(A)의 직선 형상 영역이 발하는 빛 또는 직선 형상 영역으로부터의 반사광을 분광 정보로서 취득하는 이미징 분광 장치(4)와, 직선 형상 영역을 포함하는 대상물(A)의 2차원 영역의 화상을 촬영하는 2차원 촬상 장치(6)와, 2차원 촬상 장치(6)에 의해 촬영된 화상에 기초하여 이미징 분광 장치(4)가 분광 정보를 취득하는 범위를 결정하는 연산 장치(7)를 구비한다.

Description

분광 특성 측정 장치, 분광 특성 측정 방법 및, 로의 제어 방법
본 발명은, 분광 특성 측정 장치, 분광 특성 측정 방법 및, 로의 제어 방법에 관한 것이다.
대상물의 색의 특징을 정량화하는 수단으로서, 프리즘, 회절 격자, 가변 필터 등의 소자를 이용한 분광 계측의 수법이 알려져 있다. 또한, 이 분광 계측을 대상물의 세분화한 영역에 대하여 세밀하게 행하는 이미징 분광법 내지는 멀티 스펙트럼 촬상 수법이 몇 가지의 원리에 기초하여 개발되고, 최근 시판되고 있다. 구체적으로는, 투과 특성을 연속적으로 변화시킬 수 있는 가변 필터를 촬상계에 매입하는 방식(특허문헌 1 참조)이나, 에어리어 센서 카메라의 화소에 투과 특성이 상이한 필터막을 모자이크 형상으로 붙여 등가적으로 복수의 분광 화상을 동시에 취득하는 방식(비특허문헌 1 참조)이 알려져 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 방식에는, 각각의 파장에서의 데이터 취득 타이밍이 상이하기 때문에, 이동체 등의 시간적으로 비정상인 대상물의 분광 특성을 측정할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 비특허문헌 1에 기재된 방식에는, 관측 파장의 수를 늘리면 화상의 해상도가 저하된다는 문제점이 있어, 대상물의 광범위한 부분의 상세한 분광 스펙트럼 분포의 취득이 곤란하다.
이에 대하여, 회절 격자와 에어리어 센서 카메라를 조합한 이미징 분광기(비특허문헌 2 참조)가 제안되어 있다. 비특허문헌 2에 기재된 이미징 분광기를 이용함으로써, 대상물의 직선 형상 영역의 상세한 분광 특성을 취득할 수 있다. 비특허문헌 2에 기재된 이미징 분광기는, 일방향의 시야 내의 측정 분해능, 즉 해상도나 측정 파장 범위 내의 파장 분해능을 각각 1000 이상의 높은 분해능으로 측정하는 것이 가능하고, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 인쇄물의 농도나 색채의 상세한 검사나, 최근에는 삼림이나 포장(圃場)의 식생 분포의 해석 등에 이용되고 있다.
일본공개특허공보 2008-139062호 일본공개특허공보 2000-356552호
가부시키가이샤 아르고, "분광 필터 탑재 하이퍼 스펙트럼 카메라", [online], 2018년 1월 15일 검색, 인터넷<URL: https://www.argocorp.com/cam/special/IMEC/IMEC_snapshot.html> 다이트론 가부시키가이샤, "이미징 분광기 ImSpector", [online], 2018년 1월 15일 검색, 인터넷<URL: http://www.daitron.co.jp/products/category/?c=zoom&pk=1942&sw=1>
그러나, 비특허문헌 2에 기재된 이미징 분광기의 측정 시야가 1라인(1차원)이기 때문에, 대형의 제조 장치나 제조 상태 등의 대상물을 원방(遠方)으로부터 측정하는 경우에는 대상물의 위치와 측정 시야와의 대응 매김이 어렵다. 구체적으로는, 이미징 분광기의 측정 시야인 1차원의 라인 방향에 대하여 직교하는 방향으로 대상물이 이동하면, 대상물이 곧바로 측정 시야로부터 벗어나 버려 측정 불능이 되어 버린다. 이와 같이, 이미징 분광기의 측정 시야로부터 대상물이 벗어날 때마다 이미징 분광기의 측정 시야와 대상물의 위치와의 재조정이 필요해진다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 대상물 및 측정 장치의 위치 결정을 정확하게 행하는 것이 생각되지만, 실용상은 대상물이 이동하거나, 측정 장치의 고정 상태가 변화하거나 하는 등 하여 측정 장치와 대상물과의 위치 관계가 변화하여, 대상물의 분광 특성을 안정적으로 측정하는 것은 어렵다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 대상물과의 위치 관계가 변화하는 경우라도, 대상물의 위치와 측정 시야와의 대응 매김을 정확하게 행하여, 대상물의 분광 특성을 안정적으로 측정 가능한 분광 특성 측정 장치 및 분광 특성 측정 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 로를 소망하는 상태로 안정적으로 제어 가능한 로의 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 분광 특성 측정 장치는, 대상물의 직선 형상 영역이 발하는 빛 또는 당해 직선 형상 영역으로부터의 반사광을 분광 정보로서 취득하는 이미징 분광 장치와, 상기 직선 형상 영역을 포함하는 대상물의 2차원 영역의 화상을 촬영하는 2차원 촬상 장치와, 상기 2차원 촬상 장치에 의해 촬영된 화상에 기초하여 상기 이미징 분광 장치가 상기 분광 정보를 취득하는 범위를 결정하는 연산 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분광 특성 측정 방법은, 이미징 분광 장치를 이용하여 대상물의 직선 형상 영역이 발하는 빛 또는 당해 직선 형상 영역으로부터의 반사광을 분광 정보로서 취득하는 스텝과, 2차원 촬상 장치를 이용하여 상기 직선 형상 영역을 포함하는 대상물의 2차원 영역의 화상을 촬영하는 스텝과, 상기 2차원 촬상 장치에 의해 촬영된 화상에 기초하여 상기 이미징 분광 장치에 의해 상기 분광 정보를 취득하는 범위를 결정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 로의 제어 방법은, 본 발명에 따른 분광 특성 측정 방법을 이용하여 로의 상기 분광 정보를 측정함으로써 상기 로의 연소 상태를 측정하고, 측정된 상기 로의 연소 상태에 기초하여 상기 로의 연소 상태를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분광 특성 측정 장치 및 분광 특성 측정 방법에 의하면, 대상물과의 위치 관계가 변화하는 경우라도, 대상물의 위치와 측정 시야와의 대응 매김을 정확하게 행하여, 대상물의 분광 특성을 안정적으로 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 로의 제어 방법에 의하면, 로를 소망하는 상태로 안정적으로 제어할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태인 분광 특성 측정 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 이미징 분광 장치의 측정 시야의 폭과 이미징 분광 장치의 측정 시야 방향에 있어서의 2차원 촬상 장치의 촬상 시야의 폭과의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 3은, 2차원 촬상 장치의 촬영 화상 및 이미징 분광 장치에 의해 측정된 분광 스펙트럼 강도를 나타내는 도면이다.
도 4는, 2차원 촬상 장치의 촬영 화상 및 이미징 분광 장치에 의해 측정된 분광 스펙트럼 강도를 나타내는 도면이다.
도 5는, 2차원 촬상 장치의 촬영 화상 및 이미징 분광 장치에 의해 측정된 분광 스펙트럼 강도를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태인 분광 특성 측정 장치의 구성에 대해서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태인 분광 특성 측정 장치의 구성을 나타내는 개략도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 폭과 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야 방향에 있어서의 2차원 촬상 장치(6)의 촬상 시야의 폭과의 관계를 나타내는 개략도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태인 분광 특성 측정 장치(1)는, 로나 레이저 용접 개소 등의 대상물(A)의 분광 특성(분광 스펙트럼 강도)을 측정하기 위한 장치로, 이 예에서는 고정판(2) 상에 설치되어 있다. 분광 특성 측정 장치(1)는, 결상용(結像用) 렌즈(3), 이미징 분광 장치(4), 결상용 렌즈(5), 2차원 촬상 장치(6) 및, 연산 장치(7)를 구비하고 있다.
이미징 분광 장치(4)는, 결상용 렌즈(3)를 통하여 대상물(A)의 직선 형상 영역(1차원 영역)이 발하는 빛 또는 그의 직선 형상 영역으로부터의 반사광을 분광하여 분광 특성을 취득하고, 취득한 분광 특성을 표시 장치(8)에 출력한다.
2차원 촬상 장치(6)는, 대상물(A)과의 사이의 거리에 맞추어 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야를 포함하도록 배치되어 있다. 2차원 촬상 장치(6)는, 결상용 렌즈(5)를 통하여 이미징 분광 장치(4)가 분광 특성을 취득하는 직선 형상 영역을 포함하는 대상물(A)의 2차원 영역의 화상을 촬영하고, 촬영한 화상을 표시 장치(8)에 출력한다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 폭 W1에 대하여 2차원 촬상 장치(6)의 촬상 시야의 폭 W2를 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 2차원 촬상 장치(6)의 촬영 화상에 의해 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야를 빠짐없이 확인할 수 있다.
이때, 이미징 분광 장치(4) 및 2차원 촬상 장치(6)는, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야 방향 및 2차원 촬상 장치(6)의 촬영 방향이, 이미징 분광 장치(4) 및 2차원 촬상 장치(6)의 설치면과 평행해지고, 또한 이미징 분광 장치(4) 및 2차원 촬상 장치(6)의 광축 중심이, 설치면으로부터 동일한 높이가 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
추가로, 이미징 분광 장치(4) 및 2차원 촬상 장치(6)의 광축은, 가능한 한 가까운 것이 바람직하고, 거의 동일한 것이 더욱 바람직하다. 이미징 분광 장치(4) 및 2차원 촬상 장치(6)의 광축이 떨어져 있으면, 후술하는 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야와 2차원 촬상 장치(6)의 촬상 시야와의 대응 관계가 취하기 힘들어진다. 단, 후술하는 연산 장치(7)에 의해, 후술하는 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야와 2차원 촬상 장치(6)의 촬상 시야와의 대응 관계를 보정할 수 있는 경우도 있다.
연산 장치(7)는, 2차원 촬상 장치(6)의 촬영 화상에 기초하여 이미징 분광 장치(4)에 의해 2차원 정보를 취득하는 대상물(A)의 범위를 결정한다. 또한, 2차원 정보를 취득하는 대상물(A)의 범위는, 표시 장치(8)에 출력되어 있는 화상에 기초하여 유저가 결정해도 좋다.
이러한 구성을 갖는 분광 특성 측정 장치(1)를 이용하여 대상물(A)의 분광 특성을 측정할 때에는, 우선, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야와 2차원 촬상 장치(6)에 의해 촬영된 대상물(A)을 포함하는 촬영 화상과의 대응 매김을 행한다. 구체적으로는, 유저는, 대상물(A)까지의 거리와 동일한 위치에 파장이 기지(旣知)인 점광원을, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 한쪽의 가장자리에 배치하고, 2차원 촬상 장치(6)에 의해 점광원을 마크한다. 다음으로, 고정판(2)를 움직이고, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 다른 한쪽의 가장자리에 점광원이 오도록 하여, 2차원 촬상 장치(6)에 의해 점광원의 상(像)을 마크한다. 이와 같이 하여, 점광원의 상이 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 양단에 위치했을 때의, 2차원 촬상 장치(6)에 의해 촬영된 점광원의 상의 위치를 마크한다. 이에 따라, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 폭 W1이 정해짐과 함께, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야와 2차원 촬상 장치(6)의 촬상 시야와의 대응 관계가 명확해지기 때문에, 분광 특성 측정 장치(1)와 대상물(A)과의 위치 관계가 변화한 경우라도, 대상물(A)의 위치와 측정 시야와의 대응 매김을 정확하게 행하여, 대상물(A)의 분광 특성을 안정적으로 측정할 수 있다.
또한, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 한쪽의 가장자리에 배치하고, 2차원 촬상 장치(6)에 의해 점광원을 마크한 후, 점광원을 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 다른 한쪽의 가장자리로 이동시키고, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야와 2차원 촬상 장치(6)의 촬상 시야를 대응 매겨도 좋다. 또한, 점광원을 복수 준비하여, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 양단에 배치하고, 상기의 대응 매김을 행해도 좋다. 대상물(A)의 직선 형상 영역은, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야 내로 설정되지만, 측정 시야의 폭 W1과 동일한 폭이라도 좋다.
다음으로, 이미징 분광 장치(4)를 이용하여 대상물(A)의 분광 특성을 측정한다. 2차원 촬상 장치(6)의 대상물(A)의 촬영 화상과, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 폭 W1에 기초하여, 연산 장치(7)에 의해, 분광 특성을 측정하는 범위를 결정한다. 대상물(A) 자신이 발광하고 있는 경우, 또는, 대상물(A)이 다른 광원으로부터의 빛을 반사하고 있는 경우라도, 본 발명은 적용 가능하다. 분광 특성은, 기본적으로는, 직선 형상 영역의 임의의 점에서 측정할 수 있지만, 직선 형상 영역 전체에 걸쳐 측정해도 좋다. 즉, 직선 형상 영역의 한쪽의 가장자리로부터 순서대로, 소정의 시간, 소정의 간격으로, 직선 형상 영역의 다른 한쪽의 가장자리까지 측정하고, 1차원의 분광 특성을 구해도 좋다. 또한, 직선 형상 영역을 복수 설정하여, 2차원의 분광 특성으로 해도 좋다. 분광 특성은, 임의의 파장에서 측정할 수 있다. 파장은, 1 종류라도, 복수 이용해도 좋다.
또한, 분광 특성을 측정하고 있을 때에는, 2차원 촬상 장치(6)의 촬영 화상을 정기적으로 확인하여, 대상물(A)의 화상의 위치가 시야의 대응 매김을 행했을 때에 마크한 2점을 연결하는 직선 상으로부터 벗어난 경우, 대상물(A)의 화상이 직선 상에 위치하도록 고정판(2)의 위치를 수정한다. 또한, 이미징 분광 장치(4)와 2차원 촬상 장치(6)를 동일한 광학계로 결합하여 분광 특성을 측정하는, 즉 단일의 광축을 하프 미러 등에 의해 분할하여 분광 특성을 측정하는 등의 변경도 가능하다. 이 경우, 광축이 완전하게 일치하기 때문에, 양자의 시야의 대응 관계가 보다 정확해진다.
대상물(A)의 화상의 위치가, 시야의 대응 매김을 행했을 때에 마크한 2점을 연결하는 직선 상으로부터 벗어났는지 아닌지는, 예를 들면 이미징 분광 장치(4)가 측정한 분광 특성이, 미리 설정한 문턱값 이하가 됐는지 아닌지 등으로 판정할 수 있다. 구체적으로는, 분광 강도가 미리 설정한 문턱값 이하가 된 경우 등이다. 또한, 대상물(A)의 화상의 위치의 수정은, 고정판(2)의 위치의 수정 외에, 다른 수단을 이용해도 좋다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태인 분광 특성 측정 장치(1)에서는, 이미징 분광 장치(4)를 이용한 분광 특성의 측정에 있어서, 이미징 분광 장치(4)의 1차원의 측정 시야를 포함하는 2차원의 촬상 시야를 갖는 2차원 촬상 장치(6)를 병설하여 동시에 측정하기 때문에, 대상물(A)의 측정 시야 벗어남을 화상으로서 검지하여 측정 시야를 수정할 수 있다.
이에 따라, 대상물(A)과, 이미징 분광 장치(4)의 광축에 대하여 거의 수직 방향과의 위치 관계가 변화하는 경우라도, 대상물(A)의 위치와 측정 시야와의 대응 매김을 정확하게 행하여, 대상물(A)의 분광 특성을 안정적으로 측정할 수 있다. 또한, 사전에 대상물(A)과 이미징 분광 장치(4)와의 거리를 파악하여 측정하고 있기 때문에, 대상물(A)까지의 거리의 장단(長短)에 상관 없이, 대상물(A)의 분광 특성을 안정적으로 측정할 수 있다. 이 점에 대해서는, 대상물(A)과 분광 특성 측정 장치(1)와의 거리가 대체적으로 15m 이상일 때에 특히 효과를 발휘한다. 그 때문에, 대상물(A)이 로 등의 위험물인 경우에는, 대상물(A)에 가까워지지 않아도 분광 특성을 안정적으로 측정할 수 있기 때문에, 특히 적합하다. 또한, 대상물(A)과의 거리의 상한은, 분광 특성 측정 장치(1)에 사용되는 이미징 분광 장치(4), 2차원 촬상 장치(6) 및, 결상용 렌즈(3, 5)의 성능에 의존한다. 그 때문에, 현실적으로는, 50m 이하가 된다. 또한, 측정해야 하는 대상물과 외란물과의 식별이 용이해지기 때문에, 측정 결과의 신뢰성을 향상시킬 수도 있다.
실시예
본 실시예에서는, 도 1에 나타내는 분광 특성 측정 장치(1)를 이용하여 제강 공장의 정련로로부터 발해지는 화염의 분광 특성을 측정했다. 분광 특성 측정 장치(1)에서 정련로까지의 거리는, 안전 상을 위해 및 불꽃이나 용강 비말로부터 장치를 보호하기 위해 약 20m로 했다. 도 3(a), 도 3(b)는 각각, 분광 특성의 측정 개시 시에 있어서의 2차원 촬상 장치(6)의 촬영 화상 및 이미징 분광 장치(4)에 의해 측정된 분광 스펙트럼 강도(발광 강도)를 나타내는 도면이다. 화염은, 도 3(a)의 해칭으로 나타난 부분에 상당한다. 또한, 도면 중, 파선 L1은 이미징 분광 장치(4)의 관찰 라인을 나타내고, 파선 L2는 분광 스펙트럼의 측정 위치를 나타낸다. 즉, 파선 L1과 파선 L2의 교점의, 분광 특성을 측정한다. 또한, 이 실시예에서는, 전술한 직선 형상 영역은, 도 3(a)의 해칭으로 나타난 부분과 파선 L1이 겹치는 부분 R로 했다.
도 3(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 분광 특성의 측정 개시 시에 있어서는, 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야가 정련로로부터 발해지는 화염을 포함하고 있었기 때문에, 화염의 분광 스펙트럼을 측정할 수 있었다. 그러나, 정련로의 조업이 진행된 결과, 화염의 발생 위치가 높이 방향으로 변화했기 때문에, 화염이 발생하고 있음에도 불구하고 화염의 위치가 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야로부터 벗어나 버려, 도 4(a), (b)에 나타내는 바와 같이 화염의 분광 스펙트럼 강도가 감소했다.
그래서, 2차원 촬상 장치(6)의 촬영 화상에 기초하여 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야의 높이 방향의 위치를 수정했다. 그 결과, 도 5(a), (b)에 나타내는 바와 같이 화염의 위치가 이미징 분광 장치(4)의 측정 시야에 들어가, 화염의 분광 스펙트럼을 적정하게 취득할 수 있었다. 이러한 구성에 의하면, 화염과의 위치 관계가 변화하는 경우라도 화염의 분광 특성, 환언하면 정련로의 연소 상태를 안정적으로 측정하고, 측정 결과에 기초하여 정련로의 상태를 안정적으로 제어할 수 있다. 또한, 이 실시예에서는, 파선 L1과 파선 L2와의 교점에서 분광 특성을 측정한 예를 나타냈지만, 파선 L2는, 직선 형상 영역의 범위 내라면, 임의로 설정할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
다음으로, 본 발명에 의한 분광 특성 측정 장치 및 분광 특성 측정 방법을, 전로의 조업에 적용하여, 로의 제어를 행한 예를 나타낸다.
용량 300t의 상취 전로(산소 가스 상취, 아르곤 가스 저취)를 이용하여 용선을 산화 정련하여 탈인 및 탈탄을 행했다. 상취 랜스는 라발형의 노즐을 동일 원주 상에 등간격으로 배치한 것을 사용했다. 또한, 노즐의 스로트 지름은 73.6㎜, 출구 지름은 78.0㎜, 5구멍, 노즐 경각은 15°인 것을 이용했다. 분광 특성 측정 장치(1)와 전로와의 사이의 거리는 약 20m로 했다.
우선, 전로 내에 철스크랩을 장입한 후, 이하의 표 1에 나타내는 성분 및 온도의 용선을 장입했다. 이어서, 저취 송풍구로부터 아르곤 가스를, 상취 랜스로부터 산소 가스를 용선 욕면에 분사하여 용선의 산화 정련을 개시했다. 또한, 철스크랩의 장입량은, 산화 정련 종료 후의 용강 온도가 1650℃가 되도록 조정했다. 이어서, 산소 정련 중에 CaO계 용매제로서 생석회를 투입하고, 용융철 중의 탄소 농도가 0.05질량％가 될 때까지 산화 정련을 행했다. 석회의 투입량은 로 내에 생성되는 슬래그의 염기도가 2.5가 되도록 조정했다.
산소 취련 중에, 소정의 측정 시간 간격 Δt: 1∼10초로, 분광 특성 측정 장치(1)에서 전로의 로구(爐口) 부근의 로구 연소 화염을 촬영하고, 파장 610㎚의 빛의 발광 강도 In을 산출하는 해석을 행했다. 여기에서, 610㎚라는 파장은 사전 검토로부터 결정한 값이고, 강종이나 조업 조건, 로의 형상이 상이한 경우, 혹은 전로 이외의 설비, 예를 들면 정련로에 적용하는 경우는, 그때마다 결정하는 것이 바람직하다. 얻어진 각 시점에 있어서의 파장 610㎚의 발광 강도 In을 이용하여, 이하의 수식 (1), (2)에 나타내는 발광 강도의 이동 평균 변화율을 산출했다.
발광 강도 이동 평균 변화율
＝{I(n,s)－I(n－m,s)}/[{I(n,s)＋I(n－m,s)}/2]…(1)
I(n,s)＝Σs－1 i＝0In－I…(2)
여기에서, 수식 (1), (2)에 있어서, I(n,s)는 가산수를 s로 하고, 시각 n을 기준으로 하는 특정 파장의 발광 강도의 이동 평균(a.u.), I(n－m,s)는 가산수를 s로 하고, 시각 n으로부터 m×Δt초 전을 기준으로 하는 특정 파장의 이동 평균(a.u.)이다. 또한, m은 자연수, s는 이동 평균의 가산수(0 이상의 정수), Δt는 측정 시간 간격(s)이다.
얻어진 각 시점에 있어서의 발광 강도 이동 평균 변화율을 전로 로 내 상황의 지표로 하고, 전로 조업을 감시했다. 그리고, 얻어진 발광 강도 이동 평균 변화율이 미리 결정된 문턱값 1.6을 하회한 시점에서, 상취 랜스로부터의 산소 가스 유량, 상취 랜스의 랜스 높이 및, 저취 가스 유량의 적어도 하나를 조정했다. 추가로, 본 발명예에서는, 취련 중의 특정 파장의 발광 강도가 감소한 경우에, 그때 마다 시야 조정을 실시했다.
구체적으로는, 상취 랜스로부터의 산소 가스 유량을 1000Nm3/min으로부터 833Nm3/min로 감소시키고, 랜스 높이는 3.0m로부터 2.5m로 저하시키고, 저취 가스 유량은 15Nm3/min으로부터 30Nm3/min로 증가시켰다. 또한, 표 2 중의 실시율이란, 전체 취련수에 대하여 로구 연소 화염의 분광 측정을 안정적으로 행할 수 있었던 차지의 비율이다. 화염의 분광 측정을 안정적으로 행할 수 없었던 취련에서는, 즉 발광 강도의 이동 평균 변화율이 수식 (2)를 만족하는 것이 없었을 때는, 기존의 프로세스 컴퓨터에 의한 열물질 계산에 기초하여, 용탕 중 탄소 농도가 0.45질량％로 추정된 시점에서, 상기한 상취 조건 및 저취 조건의 조정을 행했다.
또한, 비교예로서, 분광 측정의 시야 조정을 행하지 않았던 수준 및 발광 강도 변화에 관계 없이, 기존의 프로세스 컴퓨터에 의한 열 물질 계산에 기초하여, 용탕 중 탄소 농도가 0.45질량％로 추정된 시점에서, 상기한 상취 조건 및 저취 조건의 조정을 행한 수준을 나타낸다.
표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명예에서는, 모두 비교예에 비해 슬래그 중의 전체 철 분량이 적어, 철 수율이 향상했다. 또한, 본 발명예와 비교예에서는, 정련 시간은 거의 동일하고, 생산성은 거의 동등했다. 이에 따라, 본 발명을 적용함으로써, 전로의 조업 조건을 최적화할 수 있는 것이 분명해졌다.
Figure pct00001
Figure pct00002
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 본 실시 형태에 의한 본 발명의 개시된 일부를 이루는 서술 및 도면에 의해 본 발명은 한정될 일은 없다. 즉, 본 실시 형태에 기초하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시 형태, 실시예 및, 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.
(산업상 이용가능성)
본 발명에 의하면, 대상물과의 위치 관계가 변화하는 경우라도, 대상물의 위치와 측정 시야와의 대응 매김을 정확하게 행하여, 대상물의 분광 특성을 안정적으로 측정 가능한 분광 특성 측정 장치 및 분광 특성 측정 방법을 제공할 수 있다.
1 : 분광 특성 측정 장치
2 : 고정판
3, 5 : 결상용 렌즈
4 : 이미징 분광 장치
6 : 2차원 촬상 장치
7 : 연산 장치
8 : 표시 장치
A : 대상물

Claims (3)

  1. 대상물의 직선 형상 영역이 발하는 빛 또는 당해 직선 형상 영역으로부터의 반사광을 분광 정보로서 취득하는 이미징 분광 장치와,
    상기 직선 형상 영역을 포함하는 대상물의 2차원 영역의 화상을 촬영하는 2차원 촬상 장치와,
    상기 2차원 촬상 장치에 의해 촬영된 화상에 기초하여 상기 이미징 분광 장치가 상기 분광 정보를 취득하는 범위를 결정하는 연산 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 분광 특성 측정 장치.
  2. 이미징 분광 장치를 이용하여 대상물의 직선 형상 영역이 발하는 빛 또는 당해 직선 형상 영역으로부터의 반사광을 분광 정보로서 취득하는 스텝과,
    2차원 촬상 장치를 이용하여 상기 직선 형상 영역을 포함하는 대상물의 2차원 영역의 화상을 촬영하는 스텝과,
    상기 2차원 촬상 장치에 의해 촬영된 화상에 기초하여 상기 이미징 분광 장치에 의해 상기 분광 정보를 취득하는 범위를 결정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 분광 특성 측정 방법.
  3. 제2항에 기재된 분광 특성 측정 방법을 이용하여 로의 상기 분광 정보를 측정함으로써 상기 로의 연소 상태를 측정하고, 측정된 상기 로의 연소 상태에 기초하여 상기 로의 연소 상태를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 로의 제어 방법.
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