KR20220024209A - High-efficiency automatic slag skimming method and system for molten iron pretreatment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그(4) 스키밍 방법 및 시스템을 개시한다. 본 발명의 방법은 다음 단계들을 포함한다: 용철 래들(1)의 주입 립 영역의 영상을 촬영하고 그 영상을 전처리하는 단계; 상기 영상에서 용철(5) 슬래그(4)를 식별하여서 그 영상 내의 용철(5) 슬래그(4)의 위치와 그 영상 내에서 용철(5) 슬래그(4)가 차지하는 총 면적의 비율을 식별하는 단계; 상기 영상 내 용철(5) 슬래그(4)의 위치에 근거하여 최적의 슬래그(4) 스키밍 경로를 파악하는 단계, 여기서 상기 최적의 슬래그(4) 스키밍 경로는 슬래그(4) 스키밍량에 대한 슬래그(4) 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함; 자동 슬래그(4) 스키밍 공정 동안에, 슬래그 스키머 헤드를 최적의 슬래그(4) 스키밍 경로에 근거하여 슬래그(4)를 스키밍하도록 제어하며, 슬래그(4) 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철(5) 슬래그(4)가 모아지도록, 슬래그를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치(33)를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 단계, 여기서 상기 시작 조건은 상기 영상 내에서 용철(5) 슬래그(4)가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 슬래그(4)를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임. The present invention discloses a high-efficiency automatic slag (4) skimming method and system for molten iron pretreatment. The method of the present invention comprises the following steps: taking an image of the injection lip area of the molten iron ladle 1 and preprocessing the image; Identifying the molten iron 5 slag 4 in the image to identify the position of the molten iron 5 slag 4 in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron 5 slag 4 in the image ; Recognizing the optimal slag (4) skimming path based on the position of the molten iron (5) slag (4) in the image, where the optimal slag (4) skimming path is slag (4) for the amount of skimming 4) means the path with the least proportion of skimming time; During the automatic slag (4) skimming process, the slag skimmer head is controlled to skim the slag (4) based on the optimal slag (4) skimming path, and interspersed molten iron (5) to improve the efficiency of slag (4) skimming. ) operating the gas injection device 33 for blowing gas to move the slag so that the slag 4 is collected when a starting condition is met, wherein the starting condition is the molten iron 5 slag ( The proportion (slag%) of the total area occupied by 4) is less than a set starting threshold for operating a gas injection device that blows gas to move the slag 4 .

Description

용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법 및 시스템High-efficiency automatic slag skimming method and system for molten iron pretreatment

본 발명은 용철 전처리 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 용철을 전처리하기 위한 자동 슬래그 스키밍 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for pretreatment of molten iron, and more particularly to a method and system for automatic slag skimming for pretreatment of molten iron.

야금 산업에서 고품질 철강 제품이 요구됨에 따라, 용철을 전로 제강에 들어가기 전에 전처리하는 것이 필요하다. 이 공정의 초기 단계에서 고로 슬래그를 제거하고, 그런 다음에 용철을 최대 효율의 탈황, 탈인, 및 탈규소화를 위해 분말 분무 또는 교반을 통해 탈황제와 잘 접촉시킨다. 슬래그는 용철보다 밀도가 낮은 반응 생성물이기 때문에 용철 표면에 부유하게 되므로 탈황 후 용철 표면에 부유하는 슬래그를 공정의 나중의 단계에서 제거해야 한다. 슬래그 스키밍 종료 시에 잔류하는 슬래그의 양에 대한 요건은 다양한 강종에 따라 상이하다. 고순도가 요구되는 강종의 경우에는 잔류 슬래그의 양이 낮아야 한다.As high-quality steel products are required in the metallurgical industry, it is necessary to pre-treat the molten iron before entering the converter steelmaking. The blast furnace slag is removed at the initial stage of this process, and then the molten iron is well contacted with a desulfurization agent through powder spraying or stirring for maximum efficiency desulfurization, dephosphorization, and desiliconization. Since slag is a reaction product with a lower density than molten iron, it floats on the surface of the molten iron. After desulfurization, the slag floating on the surface of the molten iron must be removed at a later stage of the process. The requirements for the amount of slag remaining at the end of slag skimming are different for various steel grades. For steel grades requiring high purity, the amount of residual slag should be low.

그러나 현재의 공정에서의 슬래그 스키밍은 주로 작업자가 수동으로 작업하며, 이 작업에는 다음의 단계들이 포함된다:However, slag skimming in the current process is mainly performed manually by operators, and this operation includes the following steps:

1) 티핑 트롤리를 수동으로 작동시켜서, 강 래들을 수직 위치에서 특정 각도로 기울여 정지시켜서 슬래그 스키밍을 기다리는 단계;1) manually operating the tipping trolley to stop the steel ladle by tilting it from a vertical position to a certain angle to wait for slag skimming;

2) 용철 표면의 슬래그의 위치를 수동으로 관찰하여 슬래그 스키머의 핸들을 수동으로 작동시켜서, 용철 표면의 슬래그를 차례로 슬래그 판 안으로 스키밍하는 단계;2) manually operating the handle of the slag skimmer by manually observing the position of the slag on the surface of the molten iron, thereby skimming the slag on the surface of the molten iron into the slag plate in turn;

3) 다양한 강종에 따라 달라지는 사람의 눈으로 확인한 잔류 슬래그량에 근거하여 슬래그 스키밍을 정지시킬지 여부를 판단하는 단계;3) determining whether to stop slag skimming based on the amount of residual slag confirmed by human eyes that varies according to various steel types;

4) 티핑 트롤리를 수동으로 작동시켜서 강 래들을 그의 수직 위치로 다시 움직이는 단계.4) Manually actuating the tipping trolley to move the steel ladle back to its vertical position.

노동 집약도가 높은 열악한 작업 환경일 뿐만 아니라 작업자가 전문적인 작업 기술도 갖추고 있어야 하는 인간 작업 측면에서 보면, 각기 다른 작업자가 슬래그를 스키밍하는 데 소요되는 시간에는 큰 차이가 있으며 그 슬래그 스키밍의 효과와 품질도 다르므로, 수동 슬래그 스키밍은 인적 요인에 상당히 영향을 받을 수 있어서 용철 품질의 변동성을 아주 쉽게 일으킬 수 있다는 점을 주지해야 한다.In terms of human work, which is not only a labor-intensive and harsh work environment, but also requires workers to have professional working skills, there is a big difference in the time it takes for different workers to skim the slag, and the effectiveness and It should be noted that, since the quality is also different, manual slag skimming can be highly influenced by human factors and can very easily cause variability in the quality of molten iron.

공보 번호가 CN1507971이고 공고일이 2004년 6월 30일이고 명칭이 '자동 스키밍 방법 및 장치'인 중국 특허 CN1507971호는 자동 스키밍 방법을 개시하고 있다. 이 특허가 개시하고 있는 기술 제안에서는, 래들의 표면의 강 슬래그를 검출하는 데 시각 센서가 사용되고, 그 검출된 영상이 컴퓨터에 입력될 수 있고, 컴퓨터로 처리된 후의 신호가 컴퓨터에 의해 출력되어서, 스키밍 작업을 구현하기 위해 스키밍 기계의 매니퓰레이터를 제어하는 프로그래머블 컨트롤러로 전송될 수 있다.Chinese Patent No. CN1507971, publication number CN1507971, publication date June 30, 2004, entitled 'Automatic Skimming Method and Apparatus', discloses an automatic skimming method. In the technical proposal disclosed by this patent, a visual sensor is used to detect the steel slag on the surface of the ladle, the detected image can be input to a computer, and the signal after processing by the computer is output by the computer, It can be sent to a programmable controller that controls the manipulator of the skimming machine to implement the skimming operation.

또한, 공보 번호가 CN105353654A이고 공고일이 2016년 2월 24일이고 명칭이 '영상 처리를 기반으로 하는 용철 드로싱의 검출 및 제어 시스템 및 방법'인 중국 특허는 영상 처리를 기반으로 하는 용철 드로싱의 검출 및 제어를 위한 시스템을 개시하고 있다. 이 특허가 개시하고 있는 기술 제안에서는, 드로싱 공정을 실시간으로 모니터링하여서, 드로싱 등급을 드로싱 표준 데이터베이스에 따라 온라인으로 결정한다.In addition, the Chinese patent with the publication number CN105353654A, the publication date of February 24, 2016, and titled 'System and method for detection and control of molten iron drosing based on image processing', A system for detection and control is disclosed. In the technical proposal disclosed in this patent, the drawing process is monitored in real time, and the drawing grade is determined online according to the drawing standard database.

또한, 공보 번호가 CN108986098A이고 공고일이 2018년 12월 11이고 명칭이 '머신 비전을 기반으로 한 용철의 슬래그 제거 방법'인 중국 특허는 머신 비전을 기반으로 한 용철의 지능형 슬래그 제거 방법을 개시하고 있다. 이 특허가 개시하고 있는 기술 제안에서는, 표적 영역의 영상 정보를 실시간으로 수집한 다음, 그 실시간으로 수집된 영상 정보에 따라 제1 관심 영역과 제2 관심 영역을 설정한다. 제1 관심 영역에서는 슬래그 제거 삽이 영상에서 식별되고, 여기서 슬래그 제거 삽이 식별된다는 것은 슬래그 제거가 진행 중에 있음을 의미하고, 제2 관심 영역(슬래그 제거 삽이 없는 영역)에서는 용철 중의 슬래그의 양이 식별되고, 제2 관심 영역이 다수의 하위 영역으로 분리되고, 각 하위 영역의 슬래그 면적이 계산되고, 슬래그 면적이 가장 큰 하위 영역을 슬래그 제거 면적으로 간주한다.In addition, a Chinese patent with the publication number CN108986098A, the publication date of December 11, 2018, and titled 'Method of slag removal of molten iron based on machine vision', discloses an intelligent method of slag removal of molten iron based on machine vision. . In the technical proposal disclosed in this patent, image information of a target region is collected in real time, and then a first region of interest and a second region of interest are set according to the image information collected in real time. In the first region of interest, a slag removal shovel is identified in the image, where a slag removal shovel is identified means that slag removal is in progress, and in the second region of interest (region without a slag removal shovel), the amount of slag in molten iron is identified, the second region of interest is divided into a plurality of sub-regions, the slag area of each sub-region is calculated, and the sub-region having the largest slag area is regarded as the slag removal area.

위에 언급한 선행기술에서는 슬래깅의 효율을 향상시키는 방법은 언급되지 않고 단지 자동 슬래깅 장치 및 방법만 개시되어 있다. 제조 공정에서, 슬래깅의 효율은 슬래깅에 소요되는 시간으로 측정할 수 있는 중요한 생산 지표이다. 슬래깅 시간이 감소되면 용철의 온도 손실이 줄어서 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 작업할 고로의 수가 늘어나서 생산성도 향상될 수 있다.In the above-mentioned prior art, a method for improving the efficiency of slagging is not mentioned, but only an automatic slagging apparatus and method are disclosed. In the manufacturing process, the efficiency of slagging is an important production indicator that can be measured by the time required for slagging. If the slagging time is reduced, the temperature loss of the molten iron can be reduced to save energy, and the number of blast furnaces to be worked can be increased, thereby improving productivity.

따라서, 슬래그 스키밍 공정 동안의 수동 작업을 효과적으로 대체하여서 작업 환경을 개선하고 작업자의 노동 강도를 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그 스키밍 시간을 크게 줄여서 용철의 온도 손실을 줄여 에너지도 절약하고 작업할 고로 수를 늘려 생산성도 향상시킬 수 있는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법이 요구된다.Therefore, it can effectively replace the manual operation during the slag skimming process to improve the working environment and relieve the labor intensity of the operator, as well as significantly reduce the slag skimming time to reduce the temperature loss of molten iron, thereby saving energy and making the blast furnace work A highly efficient automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron that can increase productivity and improve productivity is required.

본 발명의 목적은, 슬래그 스키밍 공정 동안의 수동 작업을 효과적으로 대체하여서 작업 환경을 개선하고 작업자의 노동 강도를 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그 스키밍 시간을 크게 줄여서 용철의 온도 손실을 줄여 에너지도 절약하고 작업할 고로 수를 늘려 생산성도 향상시킬 수 있는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to effectively replace the manual operation during the slag skimming process to improve the working environment and alleviate the labor intensity of the worker, as well as greatly reduce the slag skimming time to reduce the temperature loss of molten iron, thereby saving energy and It is to provide a highly efficient automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron that can increase productivity by increasing the number of blast furnaces to be operated.

위에 언급된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 단계들을 포함하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법을 제공한다:In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment, comprising the following steps:

용철 래들의 주입 립 영역의 영상을 촬영하고 그 영상을 전처리하는 단계;Taking an image of the injection lip region of the molten iron ladle and pre-processing the image;

상기 영상에서 용철 슬래그를 식별하여서 그 영상 내의 용철 슬래그의 위치와 그 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율을 식별하는 단계;identifying the molten iron slag in the image to identify the position of the molten iron slag in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron slag in the image;

영상 내 용철 슬래그의 위치에 근거하여 최적의 슬래그 스키밍 경로를 찾아내는 단계, 여기서 최적의 슬래그 스키밍 경로는 슬래그 스키밍량에 대한 슬래그 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함;finding an optimal slag skimming path based on the position of the molten iron slag in the image, wherein the optimal slag skimming path means a path in which the ratio of slag skimming time to slag skimming amount is minimum;

자동 슬래그 스키밍 공정 동안에, 슬래그 스키머 헤드를 최적의 슬래그 스키밍 경로에 근거하여 슬래그를 스키밍하도록 제어하며, 슬래그 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철 슬래그가 모아지도록 가스 주입 장치를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 단계, 여기서 시작 조건은 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임.During the automatic slag skimming process, control the slag skimmer head to skim the slag based on the optimal slag skimming path, and start the gas injection device to collect the scattered molten iron slag to improve the efficiency of slag skimming when the conditions are met actuating, wherein the starting condition is that a percentage of the total area occupied by the molten iron slag in the image (slag%) is less than a set starting threshold for operating the gas injection device.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 있어서, 상기 영상은 가시광선 영상, 적외선 영상, 및 원적외선 영상 중 어느 하나를 포함한다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron of the present invention, the image includes any one of a visible light image, an infrared image, and a far infrared image.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 있어서, 영상을 전처리할 때, 영상을 그레이스케일로 변환하고, 그 그레이스케일 영상의 화질을 높이고, 이진화하고, 노이즈를 제거한다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron of the present invention, when the image is pre-processed, the image is converted to grayscale, the image quality of the grayscale image is increased, binarized, and noise is removed.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 있어서, 영상에서 용철 슬래그를 식별하기 위해 개선된 동적 임계값 방법을 적용하며, 여기서 픽셀의 그레이 값이

Figure pct00001
보다 작은 경우, 그 픽셀은 0으로 표시되어서 용철 슬래그로 식별되고, 그 픽셀에 해당하는 국부 영역의 면적은 슬래그 면적으로 간주되고,
Figure pct00002
는
Figure pct00003
로 주어지고, 여기서
Figure pct00004
는 영상에 대한 노이즈 및 교란의 영향을 나타내는 보정 계수로서, 노이즈와 교란이 없는 경우에는 그 범위가
Figure pct00005
이고, 노이즈와 교란이 있는 경우에는 그
Figure pct00006
값이 1이고, 노이즈와 교란이 클수록 그
Figure pct00007
값이 작아지며; w1은 영상에서 전경 픽셀들이 차지하는 영상의 비율이고; w2는 배경 픽셀들이 차지하는 영상의 비율이고; u1은 전경의 평균 그레이 값이고; u2는 배경의 평균 그레이 값이고; g는 전경과 배경의 분산이다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron of the present invention, an improved dynamic threshold method is applied to identify molten iron slag in an image, where the gray value of the pixel is
Figure pct00001
If less than, that pixel is marked as zero and identified as molten iron slag, and the area of the local area corresponding to that pixel is regarded as the slag area;
Figure pct00002
Is
Figure pct00003
is given, where
Figure pct00004
is a correction coefficient indicating the effect of noise and disturbance on the image, and the range is
Figure pct00005
and if there is noise and disturbance, the
Figure pct00006
If the value is 1, the greater the noise and disturbance, the greater the
Figure pct00007
the value becomes smaller; w1 is the proportion of the image occupied by foreground pixels in the image; w2 is the proportion of the image occupied by the background pixels; u1 is the average gray value of the foreground; u2 is the average gray value of the background; g is the variance of the foreground and background.

위에서 언급한 제안에서, 슬래그 스키밍의 작업 조건이 노마다 다르다는 것을 고려할 때, 다수의 피크를 유발하며 식별 정확도 감소를 유발할 수 있는 노이즈와 타겟 사이의 크기 차이를 피하기 위해, 본 발명의 기술 제안에서 용철 슬래그를 식별하는 데 상기 개선된 동적 임계값 방법을 적용하는 것이 바람직하다.In the above-mentioned proposal, considering that the working conditions of slag skimming differ from furnace to furnace, in order to avoid the size difference between the target and the noise that may cause a large number of peaks and cause a decrease in identification accuracy, molten iron in the technical proposal of the present invention It is desirable to apply the improved dynamic threshold method to identify slags.

영상의 그레이 값에 따르면, 255는 완전히 용철이라고 간주되는 백색을 나타내고; 0은 슬래그로 간주되는 흑색을 나타내며; 픽셀의 그레이 값이

Figure pct00008
보다 작은 경우에는 픽셀은 0으로 표시되는데 이는 그 국부 영역의 면적이 슬래그 면적으로 간주된다는 것을 의미한다.According to the gray value of the image, 255 represents white, which is considered to be completely molten iron; 0 represents black, which is considered slag; the gray value of the pixel
Figure pct00008
In the smaller case, the pixel is marked as 0, meaning that the area of that local area is considered as the slag area.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 있어서, 최적 슬래그 스키밍 경로의 모델은 다음과 같이 주어진다:In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment of the present invention, the model of the optimal slag skimming path is given as follows:

Figure pct00009
]
Figure pct00009
]

여기서

Figure pct00010
는 최적의 슬래그 스키밍 경로이고,
Figure pct00011
는 슬래그 영역 내의 한 픽셀의 면적이고, N은 슬래그 스키머 헤드가 이동한 영역 내의 용철 슬래그를 나타내는 픽셀의 총 수이고, t는 1회 슬래그 스키밍을 위한 시간이다.here
Figure pct00010
is the optimal slag skimming path,
Figure pct00011
is the area of one pixel in the slag region, N is the total number of pixels representing the molten iron slag in the region where the slag skimmer head has moved, and t is the time for one slag skimming.

위에서 언급한 제안에서, 슬래그 스키밍 경로 최적화 모듈을 사용하여, 슬래그 스키머 헤드 영역 내에서 슬래그의 위치를 식별할 수 있으며, 슬래그 스키밍 거리가 가장 짧고 시간이 가장 적게 걸리고 최대량의 슬래그를 스키밍하는 경로를 계산할 수 있다.In the above-mentioned proposal, using the slag skimming path optimization module, it is possible to identify the location of the slag within the slag skimmer head area, and calculate the path that skimming the slag with the shortest slag skimming distance and the least amount of time. can

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 있어서, 영상에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그 %)은 다음 식에 의해 구해진다: In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron of the present invention, the ratio of the total area occupied by the molten iron slag (slag %) in the image is obtained by the following equation:

Figure pct00012
Figure pct00012

여기서

Figure pct00013
는 영상에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적이고, S는 영상에서 용철 래들이 차지하는 면적이다.here
Figure pct00013
is the total area occupied by the molten iron slag in the image, and S is the area occupied by the molten iron slag in the image.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 있어서, 티핑 트롤리를 작동시켜서 용철 래들을 기울이는 단계; 영상에서 용철 슬래그와 래들 벽의 주입 립 영역을 식별한 결과에 근거하여, 용철 슬래그가 용철 래들의 주입 립을 가로질러 흐르는 것이 확인된 경우, 티핑 트롤리를 기울이는 것을 중지하는 단계를 더 포함한다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron according to the present invention, operating a tipping trolley to tilt the molten iron ladle; Based on the result of identifying the molten iron slag and the injection lip region of the ladle wall in the image, when it is confirmed that the molten iron slag flows across the injection lip of the molten iron ladle, the method further includes the step of stopping tilting the tipping trolley.

이에 따라, 본 발명의 다른 목적은, 슬래그 스키밍 공정 동안의 수동 작업을 효과적으로 대체하여서 작업 환경을 개선하고 작업자의 노동 강도를 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그 스키밍 시간을 크게 줄여서 용철의 온도 손실을 줄여 에너지도 절약하고 작업할 고로 수를 늘려 생산성도 향상시킬 수 있는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, another object of the present invention is to effectively replace the manual operation during the slag skimming process to improve the working environment and alleviate the worker's labor intensity, as well as significantly reduce the slag skimming time to reduce the temperature loss of molten iron The goal is to provide a highly efficient automatic slag skimming system for molten iron pretreatment that can save energy and increase productivity by increasing the number of blast furnaces to be operated.

위에 언급된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기의 것들을 포함하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템을 제공한다:In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a high-efficiency automatic slag skimming system for molten iron pretreatment, comprising:

슬래그 스키밍 공정을 수행하는 슬래그 스키밍 장치;a slag skimming device for performing a slag skimming process;

용철 래들의 주입 립 영역의 영상을 촬영하는 영상 획득 장치;an image acquisition device for taking an image of the injection lip region of the molten iron ladle;

영상 획득 장치가 전송한 영상을 저장하는 저장 모듈;a storage module for storing the image transmitted by the image acquisition device;

저장 모듈에 저장된 영상을 전처리한 후에 그 영상에서 용철 슬래그를 식별하여서 영상 내에서의 용철 슬래그의 위치와, 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율을 판정하는 영상 인식 모듈;an image recognition module for pre-processing the image stored in the storage module and then identifying the molten iron slag in the image to determine the position of the molten iron slag in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron slag in the image;

영상 인식 모듈이 제공한 결과에 근거하여 최적의 슬래그 스키밍 경로를 찾아내는 경로 최적화 모듈, 여기서 최적의 슬래그 스키밍 경로는 슬래그 스키밍량에 대한 슬래그 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함;a path optimization module for finding an optimal slag skimming path based on a result provided by the image recognition module, wherein the optimal slag skimming path means a path in which the ratio of the slag skimming time to the slag skimming amount is minimum;

슬래그를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치;a gas injection device for blowing gas to move the slag;

슬래그 스키밍 장치를 최적의 슬래그 스키밍 경로에 근거하여 슬래그 스키밍 공정을 수행하도록 제어하는 제어 모듈로서, 슬래그 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철 슬래그가 모아지도록 가스 주입 장치를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 제어 모듈, 여기서 시작 조건은 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임.A control module that controls the slag skimming device to perform the slag skimming process based on the optimal slag skimming path, and operates when the starting condition is met to collect the scattered molten iron slag to improve the efficiency of slag skimming A control module to control the operation, wherein the starting condition is that the ratio (slag%) of the total area occupied by the molten iron slag in the image is less than a set starting threshold value for operating the gas injection device.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템에 있어서, 영상 획득 장치는 가시광선 카메라, 적외선 카메라, 및 원적외선 카메라 중 어느 하나를 포함한다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to the present invention, the image acquisition device includes any one of a visible light camera, an infrared camera, and a far infrared camera.

또한, 본 발명의 용철 전처리용 고효율 자동 슬래그 스키밍 장치에 있어서, 슬래그 스키밍 장치에 센서 또는 인코더도 또한 구비되고, 상기 센서 또는 인코더는 검출된 슬래그 스키밍 장치의 변위를 제어 모듈로 전송하기 위해 제어 모듈에 연결된다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming device for molten iron pretreatment of the present invention, a sensor or encoder is also provided in the slag skimming device, and the sensor or encoder is configured to transmit the detected displacement of the slag skimming device to the control module. connected

또한, 본 발명의 고효율 용철 전처리용 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템에 있어서, 용철 래들을 슬래그 스키밍 위치로 기울이는 것이며 제어 모듈에 연결된 티핑 트롤리를 더 포함한다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming system for high-efficiency molten iron pretreatment of the present invention, it tilts the molten iron ladle to the slag skimming position and further includes a tipping trolley connected to the control module.

또한, 본 발명의 고효율 용철 전처리용 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템에 있어서, 티핑 트롤리에 티핑 트롤리의 기울임 각을 측정하기 위한 각도 측정 장치가 구비된다.In addition, in the high-efficiency automatic slag skimming system for high-efficiency molten iron pretreatment of the present invention, the tipping trolley is provided with an angle measuring device for measuring the inclination angle of the tipping trolley.

각도 측정 장치는 티핑 트롤리의 기울임 각을 측정하기 위해 티핑 트롤리의 샤프트에 제공된 경사계 또는 인코더일 수 있다. The angle measuring device may be an inclinometer or encoder provided on the shaft of the tipping trolley for measuring the tilting angle of the tipping trolley.

종래 기술과 비교할 때, 본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법 및 시스템은 다음과 같은 장점과 이점을 갖는다:Compared with the prior art, the high-efficiency automatic slag skimming method and system for molten iron pretreatment of the present invention has the following advantages and advantages:

본 발명의 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법은 슬래그 스키밍 공정 동안의 수동 작업을 효과적으로 대체하여서 작업 환경을 개선하고 작업자의 노동 강도를 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그 스키밍 시간을 크게 줄여서 용철의 온도 손실을 줄여 에너지도 절약하고 작업할 고로 수를 늘려 생산성도 향상시킬 수 있다.The high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment of the present invention can effectively replace the manual operation during the slag skimming process to improve the working environment and alleviate the labor intensity of workers, as well as significantly reduce the slag skimming time to reduce the temperature of molten iron Energy can be saved by reducing losses, and productivity can be improved by increasing the number of blast furnaces to be operated.

또한, 본 발명의 용철 전처리를 위한 자동 슬래그 스키밍 시스템은 전술한 것과 동일한 장점과 이점을 갖는다.In addition, the automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron of the present invention has the same advantages and advantages as those described above.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 사용되는 용철 래들 티핑 트롤리의 구조의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템의 구조를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법의 단계들을 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템의 공정의 흐름도이다.1 is a schematic diagram of the structure of a molten iron ladle tipping trolley used in a high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment, according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows the structure of a high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to an embodiment of the present invention.
3 schematically shows the steps of a high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment, according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a process of a high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법 및 시스템을 본 발명의 구체적인 실시예와 첨부 도면으로 더욱더 상세히 설명하지만 그러한 상세한 설명은 본 발명의 부적절한 한정을 구성하지 않는다.Hereinafter, a high-efficiency automatic slag skimming method and system for molten iron pretreatment according to the present invention will be described in more detail with specific embodiments of the present invention and accompanying drawings, but such detailed description does not constitute an improper limitation of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법에 사용되는 슬래그 스키밍 장치의 구조의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a structure of a slag skimming apparatus used in a high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 용철 래들(1)이 티핑 트롤리(2)의 장착부로 이송된 때에, 슬래그 스키밍 공정이 시작될 수 있다. 슬래그 스키밍 공정에서, 용철 래들(1)이 수직 위치로부터 수평 지면에 대해 특정 각도에 있는 슬래그 스키밍 위치로 기울어지도록 먼저 티핑 트롤리(2)를 기울인다. 기울임 각(tilting angle)은 티핑 트롤리(2)의 샤프트에 제공된 별도의 경사계 또는 인코더를 사용하여 측정할 수 있다.As shown in FIG. 1 , when the molten iron ladle 1 is transferred to the mounting portion of the tipping trolley 2 , the slag skimming process may be started. In the slag skimming process, the tipping trolley 2 is first tilted so that the molten iron ladle 1 is tilted from the vertical position to the slag skimming position at a specific angle with respect to the horizontal ground. The tilting angle can be measured using a separate inclinometer or encoder provided on the shaft of the tipping trolley 2 .

효율 향상을 위해 티핑 트롤리(2)를 슬래그 스키밍 위치까지 특정 기울임 각속도로 자동으로 기울이고, 그런 다음 티핑 트롤리(2)가 슬래그 스키밍 위치에 있고 강 래들이 트롤리 상에 놓인 것을 확인한 후에 자동 슬래그 스키밍을 시작할 수 있다.To improve efficiency, automatically tilt the tipping trolley (2) to the slag skimming position with a certain tilting angular velocity, then start automatic slag skimming after confirming that the tipping trolley (2) is in the slag skimming position and the steel ladle is placed on the trolley. can

용철 전처리를 위한 자동 슬래그 스키밍 시스템의 구조는 도 2를 참조할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템의 구조를 개략적으로 도시하고 있다.The structure of the automatic slag skimming system for molten iron pretreatment may refer to FIG. 2 . Figure 2 schematically shows the structure of a high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 용철 래들의 주입 립 영역의 영상이 영상 획득 장치(31)에 의해 실시간으로 기록되고, 그 영상은 지속적인 디지털 저장을 위해 컴퓨터 시스템으로 전송된다. 용철 슬래그의 색은 용철 래들의 주입 립 영역의 색과 큰 차이가 있기 때문에, 슬래그가 용철 래들의 주입 립을 가로질러 흐르는지 여부를 판단할 수 있다. 주입 립을 가로질러 흐르는 슬래그가 없으면 티핑 트롤리(2) 기울임이 계속된다. 주입 립을 가로질러 흐르는 슬래그가 있으면 티핑 트롤리(2) 기울임이 정지되고, 강 래들은 슬래그 스키밍을 위해 슬래그 스키밍 위치에 남아 있게 된다. 본 실시예의 용철 전처리를 위한 자동 슬래그 스키밍 시스템을 사용하여, 용철(5)의 표면에 부유하는 슬래그(4)를 슬래그 탱크(6) 안으로 스키밍할 수 있으며, 상기 용철 전처리를 위한 자동 슬래그 스키밍 시스템은 다음의 것들을 포함한다: 슬래그 스키밍 공정을 수행하는 슬래그 스키밍 장치(32); 용철 래들의 주입 립 영역의 영상을 촬영하는 영상 획득 장치(31), 일부 실시예에서, 영상 획득 장치는 가시광선 카메라, 적외선 카메라, 및 원적외선 카메라 중 적어도 하나일 수 있고, 촬영된 영상은 가시광선 영상, 적외선 영상, 및 원적외선 영상 중 하나일 수 있음; 영상 획득 장치가 전송한 영상을 저장하는 저장 모듈; 저장 모듈에 저장된 영상을 전처리한 다음 그 영상에서 용철 슬래그를 식별하여서 영상 내에서의 용철 슬래그의 위치와, 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율을 판정하도록 하는 영상 인식 모듈; 영상 인식 모듈이 제공한 결과에 근거하여 최적의 슬래그 스키밍 경로를 찾아내는 경로 최적화 모듈, 여기서 상기 최적의 슬래그 스키밍 경로는 슬래그 스키밍량에 대한 슬래그 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함; 슬래그를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치(33); 슬래그 스키밍 장치를 최적의 슬래그 스키밍 경로에 근거하여 슬래그 스키밍 공정을 수행하도록 제어하는 제어 모듈로서, 슬래그 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철 슬래그가 모아지도록 가스 주입 장치를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 제어 모듈, 여기서 상기 시작 조건은 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임.As shown in Fig. 2, an image of the injection lip region of the molten iron ladle is recorded in real time by the image acquisition device 31, and the image is transmitted to a computer system for continuous digital storage. Since the color of the molten iron slag is greatly different from the color of the injection lip area of the molten iron ladle, it can be determined whether the slag flows across the injection lip of the molten iron ladle. The tilting of the tipping trolley (2) continues if there is no slag flowing across the pouring lip. The tipping trolley (2) will stop tilting when there is slag flowing across the injection lip and the steel ladle remains in the slag skimming position for slag skimming. By using the automatic slag skimming system for molten iron pretreatment of this embodiment, the slag 4 floating on the surface of the molten iron 5 can be skimmed into the slag tank 6, and the automatic slag skimming system for the molten iron pretreatment is includes: a slag skimming device 32 for performing a slag skimming process; The image acquisition device 31 for taking an image of the injection lip region of the molten iron ladle, in some embodiments, the image acquisition device may be at least one of a visible light camera, an infrared camera, and a far-infrared camera, and the captured image is a visible light may be one of an image, an infrared image, and a far infrared image; a storage module for storing the image transmitted by the image acquisition device; an image recognition module for pre-processing the image stored in the storage module and then identifying the molten iron slag in the image to determine the position of the molten iron slag in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron slag in the image; a path optimization module for finding an optimal slag skimming path based on a result provided by the image recognition module, wherein the optimal slag skimming path means a path having a minimum ratio of slag skimming time to slag skimming amount; a gas injection device 33 for blowing gas to move the slag; A control module that controls the slag skimming device to perform the slag skimming process based on the optimal slag skimming path, and operates when the starting condition is met to collect the scattered molten iron slag to improve the efficiency of slag skimming a control module to make a command, wherein the starting condition is that a ratio (slag%) of a total area occupied by molten iron slag in the image is less than a set starting threshold value for operating the gas injection device.

가스 주입 장치(33)를 이용하여 슬래그를 이동시킬 수 있는데, 먼저 가스 주입 노즐을 액면으로부터 특정 거리(예컨대, 1000 mm 등)에 도달할 때까지 하강하도록 제어하고, 그런 다음에 질소 가스 방출 밸브를 자동으로 열어서 질소 가스를 취출한다. 가스 주입 노즐은 설정 깊이에 도달하게 되면 하강을 멈추어서 그 깊이에서 가스를 계속해서 취입시켜서 슬래그를 이동시키되 이를, 용철 래들 내의 슬래그량이 강종에 따른 슬래그량 요건을 충족시킨다는 것이 영상 인식 모듈에 의해 인식될 때까지, 계속한다. 그런 다음 가스 주입 노즐을 상승시키도록 하는 상승 명령을 가스 주입 노즐로 전송한다.The gas injection device 33 can be used to move the slag, first controlling the gas injection nozzle to descend until it reaches a certain distance (eg, 1000 mm, etc.) from the liquid level, and then closing the nitrogen gas release valve. It automatically opens to take out nitrogen gas. When the gas injection nozzle reaches the set depth, it stops descending and continues to blow gas at that depth to move the slag. Continue until done. It then sends a lift command to the gas injection nozzle to raise the gas injection nozzle.

영상 인식 모듈에서, 영상에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그 %)은 다음 식에 의해 구해진다는 것을 주지해야 한다: It should be noted that in the image recognition module, the ratio (slag %) of the total area occupied by the molten iron slag in the image is obtained by the following equation:

Figure pct00014
Figure pct00014

여기서

Figure pct00015
는 영상에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적이고, S는 영상에서 용철 래들이 차지하는 면적이다.here
Figure pct00015
is the total area occupied by the molten iron slag in the image, and S is the area occupied by the molten iron slag in the image.

전술한 실시예에서, 티핑 트롤리(2) 상에서의 틸팅 테이블의 자동 기울임과 정지 위치는 영상 획득 장치에 의해 실시간으로 촬영된 영상을 분석함으로써 식별될 수 있고, 이는 티핑 트롤리 상에서의 틸팅 테이블의 자동 기울임을 실현한다.In the above-described embodiment, the automatic tilting and stopping positions of the tilting table on the tipping trolley 2 can be identified by analyzing the image captured in real time by the image acquisition device, which is the automatic tilting of the tilting table on the tipping trolley to realize

마지막으로, 슬래그 스키밍 장치는 다른 강종의 잔류 슬래그의 양에 대한 공정 요건에 근거한 슬래그 스키밍의 종료점을 분명하게 정하여서 슬래그 스키밍을 중지한다. 슬래그 스키밍이 중지된 후, 티핑 트롤리의 틸팅 테이블이 자동으로 초기 위치로 기울어지고, 티핑 트롤리(2)가 리프팅 위치로 이동하게 된다.Finally, the slag skimming device stops the slag skimming by clearly defining the end point of the slag skimming based on the process requirements for the amount of residual slag of different steel grades. After the slag skimming is stopped, the tilting table of the tipping trolley automatically tilts to the initial position, and the tipping trolley 2 moves to the lifting position.

영상을 전처리할 때, 그 영상을 그레이스케일로 변환할 수 있고, 그 그레이스케일 영상의 화질을 높이고, 이진화하고, 노이즈를 제거할 수 있다는 것을 주지해야 한다. 슬래그와 용철과 래들 벽의 온도가 서로 달라서 색이 다르게 나타나므로, 이들은 그레이스케일의 임계값을 자동으로 처리함으로써 식별될 수 있다.When preprocessing an image, it should be noted that the image can be converted to grayscale, and the image quality of the grayscale image can be enhanced, binarized, and noise removed. Since the slag and molten iron and the ladle wall have different colors due to different temperatures, they can be identified by automatically processing the grayscale threshold.

영상을 식별할 때, 용철 슬래그를 식별하기 위해 개선된 동적 임계값 방법을 적용한다. 픽셀의 그레이 값이

Figure pct00016
보다 작은 경우, 그 픽셀은 0으로 표시되어서 용철 슬래그로 식별되고,
Figure pct00017
는
Figure pct00018
로 주어지고, 여기서
Figure pct00019
는 영상에 대한 노이즈 및 교란의 영향을 나타내는 보정 계수로서, 노이즈와 교란이 없는 경우에는 그 범위가
Figure pct00020
이고, 노이즈와 교란이 있는 경우에는 그
Figure pct00021
값이 1이고, 노이즈와 교란이 클수록 그
Figure pct00022
값이 작아지며; w1은 영상에서 전경 픽셀들이 차지하는 영상의 비율이고; w2는 배경 픽셀들이 차지하는 영상의 비율이고; u1은 전경의 평균 그레이 값이고; u2는 배경의 평균 그레이 값이고; g는 전경과 배경의 분산이다.When identifying images, an improved dynamic threshold method is applied to identify molten iron slag. the gray value of the pixel
Figure pct00016
If less than that, the pixel is marked as 0 and identified as molten iron slag;
Figure pct00017
Is
Figure pct00018
is given, where
Figure pct00019
is a correction coefficient indicating the effect of noise and disturbance on the image, and the range is
Figure pct00020
and if there is noise and disturbance, the
Figure pct00021
If the value is 1, the greater the noise and disturbance, the greater the
Figure pct00022
the value becomes smaller; w1 is the proportion of the image occupied by foreground pixels in the image; w2 is the proportion of the image occupied by the background pixels; u1 is the average gray value of the foreground; u2 is the average gray value of the background; g is the variance of the foreground and background.

영상의 그레이 값에 따르면, 255는 완전히 용철이라고 간주되는 백색을 나타내고; 0은 슬래그로 간주되는 흑색을 나타내며; 픽셀의 그레이 값이

Figure pct00023
보다 작은 경우에는 픽셀은 0으로 표시되는데 이는 그 국부 영역의 면적이 슬래그 면적으로 간주된다는 것을 의미한다.According to the gray value of the image, 255 represents white, which is considered to be completely molten iron; 0 represents black, which is considered slag; the gray value of the pixel
Figure pct00023
In the smaller case, the pixel is marked as 0, meaning that the area of that local area is considered as the slag area.

Figure pct00024
는 영상에 대한 노이즈 및 교란 효과 보정에 사용되며,
Figure pct00025
의 범위는 교란 정도에 따라
Figure pct00026
이다. 영상 프레임에 대한 교란이 균일하지 않고 편재화되기 때문에, 노이즈 및 교란이 있는 경우에, 그레이 값은 다른 영역의 실제 상황에 근거하여 계산되어야 한다.
Figure pct00024
is used to correct noise and disturbance effects on the image,
Figure pct00025
range according to the degree of disturbance
Figure pct00026
am. Since the disturbance to the image frame is non-uniform and localized, in the case of noise and disturbance, the gray value should be calculated based on the actual situation in other regions.

위에서 언급한 실시예에서, 최적의 슬래그 스키밍 경로의 모델은 다음과 같이 주어진다:In the above-mentioned embodiment, the model of the optimal slag skimming path is given by:

Figure pct00027
Figure pct00027

여기서

Figure pct00028
는 최적의 슬래그 스키밍 경로이고,
Figure pct00029
는 슬래그 영역 내의 한 픽셀의 면적이고, N은 슬래그 스키머 헤드가 이동한 영역 내의 용철 슬래그를 나타내는 픽셀의 총 수이고, t는 1회 슬래그 스키밍을 위한 시간이다.here
Figure pct00028
is the optimal slag skimming path,
Figure pct00029
is the area of one pixel in the slag region, N is the total number of pixels representing the molten iron slag in the region where the slag skimmer head has moved, and t is the time for one slag skimming.

실시예에서, 바람직하게는, 슬래그 스키밍 장치(32)에 센서 또는 인코더도 또한 구비되고, 상기 센서 또는 인코더는 검출된 슬래그 스키밍 장치(32)의 변위를 제어 모듈로 전송할 수 있도록 제어 모듈에 연결된다.In an embodiment, preferably, the slag skimming device 32 is also equipped with a sensor or encoder, said sensor or encoder being connected to the control module so as to transmit the detected displacement of the slag skimming device 32 to the control module .

저장 모듈, 영상 인식 모듈, 경로 최적화 모듈, 및 제어 모듈은 모델 전산 처리 또는 제어 처리를 갖춘 산업용 PC, 컴퓨터, 또는 서버를 사용하여 달성할 수 있다는 것을 주지해야 한다.It should be noted that the storage module, image recognition module, path optimization module, and control module can be achieved by using an industrial PC, computer, or server equipped with model computational processing or control processing.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법의 단계들을 개략적으로 도시하고 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템의 공정의 흐름도이다.3 schematically shows the steps of a high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment, according to an embodiment of the present invention. 4 is a flowchart of a process of a high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에 따르면, 이 실시예에서, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법은 다음과 같은 단계들을 포함함을 알 수 있다:3 and 4, it can be seen that in this embodiment, the high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment includes the following steps:

용철 래들의 주입 립 영역의 영상을 촬영하고 그 영상을 전처리하는 단계; Taking an image of the injection lip region of the molten iron ladle and pre-processing the image;

상기 영상에서 용철 슬래그를 식별하여서 그 영상 내의 용철 슬래그의 위치와 그 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율을 식별하는 단계;identifying the molten iron slag in the image to identify the position of the molten iron slag in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron slag in the image;

영상 내 용철 슬래그의 위치에 근거하여 최적의 슬래그 스키밍 경로를 찾아내는 단계 - 상기 최적의 슬래그 스키밍 경로는 슬래그 스키밍량에 대한 슬래그 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함 -;finding an optimal slag skimming path based on the position of the molten iron slag in the image, wherein the optimal slag skimming path means a path in which the ratio of the slag skimming time to the slag skimming amount is minimum;

자동 슬래그 스키밍 공정 동안에, 슬래그 스키머 헤드를 최적의 슬래그 스키밍 경로에 근거하여 슬래그를 스키밍하도록 제어하며, 슬래그 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철 슬래그가 모아지도록 가스 주입 장치를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 단계, 여기서 시작 조건은 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임.During the automatic slag skimming process, control the slag skimmer head to skim the slag based on the optimal slag skimming path, and start the gas injection device to collect the scattered molten iron slag to improve the efficiency of slag skimming when the conditions are met actuating, wherein the starting condition is that a percentage of the total area occupied by the molten iron slag in the image (slag%) is less than a set starting threshold for operating the gas injection device.

요약하면, 본 발명에 따른 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법은 슬래그 스키밍 공정 동안의 수동 작업을 효과적으로 대체하여서 작업 환경을 개선하고 작업자의 노동 강도를 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그 스키밍 시간을 크게 줄여서 용철의 온도 손실을 줄여 에너지도 절약하고 작업할 고로 수를 늘려 생산성도 향상시킬 수 있다.In summary, the high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment according to the present invention can effectively replace the manual operation during the slag skimming process to improve the working environment and alleviate the worker's labor intensity, as well as significantly increase the slag skimming time By reducing the temperature loss of molten iron, energy can be saved, and productivity can be improved by increasing the number of blast furnaces to be operated.

또한, 본 발명에 따른 용철 전처리를 위한 자동 슬래그 스키밍 시스템은 전술한 것과 동일한 장점과 이점을 갖는다.In addition, the automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to the present invention has the same advantages and advantages as those described above.

본 발명의 보호 범위 중의 선행 기술 부분은 본 개시내용에 의해 제공된 실시예에 제한되지 않는다는 것과, 선행 특허, 선행 간행물, 선행 출원 등을 이에 국한되지 않고 포함한, 본 발명의 제안과 일치하지 않는 모든 선행 기술은 본 발명의 보호 범위 내에 있다는 것을 주지해야 한다. The prior art part of the protection scope of the present invention is not limited to the embodiments provided by the present disclosure, and all prior art inconsistent with the suggestion of the present invention, including but not limited to prior patents, prior publications, prior applications, etc. It should be noted that the technology is within the protection scope of the present invention.

또한, 본 개시내용에 있어서의 각각의 개별 기술적 특징의 조합은 본 개시내용의 청구범위 또는 실시예에 의해 제공되는 조합으로 제한되지 않으며, 본 개시내용에서 제공되는 모든 기술적 특징은 불일치가 존재하지 않는 한 어떤 방식으로든 결합될 수 있다. In addition, the combination of each individual technical feature in the present disclosure is not limited to the combination provided by the claims or embodiments of the present disclosure, and all technical features provided in the present disclosure are not inconsistent. It can be combined in any way.

또한, 위에서 언급한 실시예들은 본 발명의 특정 실시예일 뿐이라는 점도 주지해야 한다. 확실히 본 발명은 위에서 언급한 실시예들에 제한되지 않으며, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 개시내용으로부터 직접 도출되거나 그와 쉽게 연관될 수 있는, 본 개시내용에 근거한 임의의 후속한 변경 또는 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.It should also be noted that the above-mentioned embodiments are only specific embodiments of the present invention. Certainly, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and any method based on the present disclosure can be directly derived from or directly related to the present disclosure by a person skilled in the art. Subsequent changes or modifications of should be regarded as falling within the protection scope of the present invention.

Claims (12)

용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법으로서,
용철 래들의 주입 립 영역의 영상을 촬영하고 그 영상을 전처리하는 단계;
상기 영상에서 용철 슬래그를 식별하여서 그 영상 내의 용철 슬래그의 위치와 그 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율을 식별하는 단계;
상기 영상 내 용철 슬래그의 위치에 근거하여 최적의 슬래그 스키밍 경로를 찾아내는 단계 - 상기 최적의 슬래그 스키밍 경로는 슬래그 스키밍량에 대한 슬래그 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함 -;
자동 슬래그 스키밍 공정 동안에, 슬래그 스키머 헤드를 최적의 슬래그 스키밍 경로에 근거하여 슬래그를 스키밍하도록 제어하며, 슬래그 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철 슬래그가 모아지도록, 슬래그를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 단계 - 상기 시작 조건은 상기 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임 - 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
A high-efficiency automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron, comprising:
Taking an image of the injection lip region of the molten iron ladle and pre-processing the image;
identifying the molten iron slag in the image to identify the position of the molten iron slag in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron slag in the image;
finding an optimal slag skimming path based on the location of the molten iron slag in the image, wherein the optimal slag skimming path means a path in which the ratio of slag skimming time to slag skimming amount is minimum;
During the automatic slag skimming process, the slag skimmer head is controlled to skim the slag based on the optimal slag skimming path, and gas is blown to move the slag so that the scattered molten iron slag is collected to improve the efficiency of slag skimming. operating the gas injection device when a starting condition is met, wherein the starting condition is that the proportion of the total area occupied by the molten iron slag (slag%) in the image is less than a set starting threshold for operating the gas injection device A highly efficient automatic slag skimming method for pretreatment of molten iron, comprising:
 제1항에 있어서, 상기 영상은 가시광선 영상, 적외선 영상, 및 원적외선 영상 중 어느 하나를 포함하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
The method of claim 1, wherein the image includes any one of a visible light image, an infrared image, and a far infrared image.
 제1항에 있어서, 상기 영상을 전처리할 때, 상기 영상을 그레이스케일로 변환하고, 그 그레이스케일 영상의 화질을 높이고, 이진화하고, 노이즈를 제거하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
The high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron preprocessing according to claim 1, wherein, when the image is preprocessed, the image is converted to grayscale, the image quality of the grayscale image is increased, binarized, and noise is removed.
 제1항에 있어서, 상기 영상에서 용철 슬래그를 식별하기 위해 개선된 동적 임계값 방법을 적용하고, 여기서 픽셀의 그레이 값이
Figure pct00030
보다 작은 경우, 그 픽셀은 0으로 표시되어서 용철 슬래그로 식별되고, 그 픽셀에 해당하는 국부 영역의 면적은 슬래그 면적으로 간주되고,
Figure pct00031
는
Figure pct00032
로 주어지고, 여기서
Figure pct00033
값이 1이고, 노이즈와 교란이 클수록 그
Figure pct00034
값이 작아지며; w1은 영상에서 전경 픽셀들이 차지하는 영상의 비율이고; w2는 배경 픽셀들이 차지하는 영상의 비율이고; u1은 전경의 평균 그레이 값이고; u2는 배경의 평균 그레이 값이고; g는 전경과 배경의 분산인, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
The method according to claim 1, wherein an improved dynamic thresholding method is applied to identify molten iron slag in the image, wherein the gray value of the pixel is
Figure pct00030
If less than, that pixel is marked as zero and identified as molten iron slag, and the area of the local area corresponding to that pixel is regarded as the slag area;
Figure pct00031
Is
Figure pct00032
is given, where
Figure pct00033
If the value is 1, the greater the noise and disturbance, the greater the
Figure pct00034
the value becomes smaller; w1 is the proportion of the image occupied by foreground pixels in the image; w2 is the proportion of the image occupied by the background pixels; u1 is the average gray value of the foreground; u2 is the average gray value of the background; where g is the foreground and background dispersion, a highly efficient automatic slag skimming method for molten iron pretreatment.
 제1항에 있어서, 상기 최적 슬래그 스키밍 경로의 모델은 하기 식으로 주어지며:
Figure pct00035

여기서
Figure pct00036
는 최적의 슬래그 스키밍 경로이고,
Figure pct00037
는 슬래그 영역 내의 한 픽셀의 면적이고, N은 슬래그 스키머 헤드가 이동한 영역 내의 용철 슬래그를 나타내는 픽셀의 총 수이고, t는 1회 슬래그 스키밍을 위한 시간인, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
The method according to claim 1, wherein the model of the optimal slag skimming path is given by the following equation:
Figure pct00035

here
Figure pct00036
is the optimal slag skimming path,
Figure pct00037
is the area of one pixel in the slag region, N is the total number of pixels representing the molten iron slag in the region where the slag skimmer head has moved, and t is the time for one slag skimming, high-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment .
 제1항에 있어서, 상기 영상에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그 %)은 하기 식에 의해 구해지며:
Figure pct00038

여기서
Figure pct00039
는 영상에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적이고, S는 영상에서 용철 래들이 차지하는 면적인, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
According to claim 1, wherein the ratio (slag %) of the total area occupied by the molten iron slag in the image is obtained by the following equation:
Figure pct00038

here
Figure pct00039
is the total area occupied by the molten iron slag in the image, and S is the area occupied by the molten iron ladle in the image, a highly efficient automatic slag skimming method for molten iron pretreatment.
 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 티핑 트롤리를 작동시켜서 용철 래들을 기울이는 단계; 상기 영상에서 용철 슬래그와 래들 벽의 주입 립 영역을 식별한 결과에 근거하여, 용철 슬래그가 용철 래들의 주입 립을 가로질러 흐르는 것이 확인된 경우, 티핑 트롤리를 기울이는 것을 중지하는 단계를 더 포함하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6, further comprising: tilting the molten iron ladle by operating the tipping trolley; Based on the result of identifying the molten iron slag and the injection lip region of the ladle wall in the image, when it is confirmed that the molten iron slag flows across the injection lip of the molten iron ladle, the method further comprising: stopping tilting of the tipping trolley; High-efficiency automatic slag skimming method for molten iron pretreatment.
 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템으로서,
슬래그 스키밍 공정을 수행하는 슬래그 스키밍 장치;
용철 래들의 주입 립 영역의 영상을 촬영하는 영상 획득 장치;
영상 획득 장치가 전송한 영상을 저장하는 저장 모듈;
저장 모듈에 저장된 영상을 전처리한 후에 그 영상에서 용철 슬래그를 식별하여서 영상 내에서의 용철 슬래그의 위치와, 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율을 판정하는 영상 인식 모듈;
영상 인식 모듈이 제공한 결과에 근거하여 최적의 슬래그 스키밍 경로를 찾아내는 경로 최적화 모듈 - 상기 최적의 슬래그 스키밍 경로는 슬래그 스키밍량에 대한 슬래그 스키밍 시간의 비율이 최소인 경로를 의미함 -;
슬래그를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치;
슬래그 스키밍 장치를 최적의 슬래그 스키밍 경로에 근거하여 슬래그 스키밍 공정을 수행하도록 제어하는 제어 모듈로서, 슬래그 스키밍의 효율성을 향상시키기 위해 산재된 용철 슬래그가 모아지도록, 슬래그를 이동시키기 위해 가스를 취입하는 가스 주입 장치를 시작 조건이 충족된 때 작동시키는 제어 모듈 - 상기 시작 조건은 상기 영상 내에서 용철 슬래그가 차지하는 총 면적의 비율(슬래그%)이 가스 주입 장치를 작동시키기 위한 설정된 시작 임계값 미만임 - 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템.
As a high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron,
a slag skimming device for performing a slag skimming process;
an image acquisition device for taking an image of the injection lip region of the molten iron ladle;
a storage module for storing the image transmitted by the image acquisition device;
an image recognition module for pre-processing the image stored in the storage module and then identifying the molten iron slag in the image to determine the position of the molten iron slag in the image and the ratio of the total area occupied by the molten iron slag in the image;
a path optimization module that finds an optimal slag skimming path based on a result provided by the image recognition module, wherein the optimal slag skimming path means a path in which the ratio of slag skimming time to slag skimming amount is minimum;
a gas injection device for blowing gas to move the slag;
As a control module for controlling the slag skimming device to perform a slag skimming process based on an optimal slag skimming path, a gas blowing gas to move the slag so that the scattered molten iron slag is collected to improve the efficiency of slag skimming a control module that activates the injection device when a starting condition is met, wherein the starting condition is that a percentage of the total area occupied by molten iron slag in the image (slag%) is less than a set starting threshold for operating the gas injection device A high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron, characterized in that it comprises.
 제8항에 있어서, 상기 영상 획득 장치는 가시광선 카메라, 적외선 카메라, 및 원적외선 카메라 중 어느 하나를 포함하는, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템.
The high-efficiency automatic slag skimming system for pretreatment of molten iron according to claim 8, wherein the image acquisition device comprises any one of a visible light camera, an infrared camera, and a far infrared camera.
 제8항에 있어서, 상기 슬래그 스키밍 장치에 센서 또는 인코더도 또한 구비되고, 상기 센서 또는 인코더는 검출된 슬래그 스키밍 장치의 변위를 제어 모듈로 전송하기 위해 제어 모듈에 연결된, 용철 전처리를 위한 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템.
The high-efficiency automatic slag for molten iron pretreatment according to claim 8, wherein the slag skimming device is also equipped with a sensor or encoder, the sensor or encoder connected to a control module for transmitting the detected displacement of the slag skimming device to the control module skimming system.
 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 용철 래들을 슬래그 스키밍 위치로 기울이는 것이며 제어 모듈에 연결된 티핑 트롤리를 더 포함하는, 고효율 용철 전처리용 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템.The high efficiency automatic slag skimming system for high efficiency molten iron pretreatment according to any one of claims 8 to 10, further comprising a tipping trolley connected to the control module for tilting the molten iron ladle to the slag skimming position. 제11항에 있어서, 상기 티핑 트롤리에 그 티핑 트롤리의 기울임 각을 측정하기 위한 각도 측정 장치가 구비된, 고효율 용철 전처리용 고효율 자동 슬래그 스키밍 시스템.
The high-efficiency automatic slag skimming system for high-efficiency molten iron pretreatment according to claim 11, wherein the tipping trolley is equipped with an angle measuring device for measuring the inclination angle of the tipping trolley.
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