TWI667088B - 熔鋼流中的熔渣檢測方法 - Google Patents

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Abstract

此熔鋼流中的熔渣檢測方法具有：拍攝步驟，對從轉爐朝向盛鋼桶流出之包含熔鋼及熔渣的熔鋼流逐次拍攝，以取得複數個拍攝圖像；直方圖製作步驟，針對前述各拍攝圖像製作直方圖；最大峰值點檢測步驟，針對前述各直方圖，檢測前述像素數為最大值的最大峰值點；及最大峰值點種類判定步驟，判定前述各直方圖的最大峰值點是對應於前述熔渣或前述熔鋼的哪一個。

Description

熔鋼流中的熔渣檢測方法
發明領域
本發明是有關於一種熔鋼流中的熔渣檢測方法。
本發明依據已於2017年2月14日於日本提出申請的特願2017-025441號而主張優先權，並在此引用其內容。
發明背景
從轉爐往盛鋼桶出鋼時，一般是使轉爐傾斜以使熔鋼流從轉爐朝向盛鋼桶流出。此時，較理想的是，使熔渣殘留於轉爐內，僅使熔鋼從轉爐流出至盛鋼桶。但是，雖然在從轉爐朝向盛鋼桶流出的熔鋼流中，在出鋼初期實質上僅有熔鋼存在，但是一般從出鋼中期到出鋼末期會存在有熔鋼與熔渣。因此，若想要抑制熔渣的流出，則會有轉爐內的熔鋼之殘留量增加，且成品率變低的疑慮。
另一方面，若想要減低轉爐內的熔鋼的殘留量，由於熔渣會和熔鋼一起朝向盛鋼桶流出，因此會造成盛鋼桶內存在有較多的熔渣。其結果，會有熔渣從盛鋼桶沸溢的情形發生，或在後續步驟即2次精煉步驟中發生熔 鋼的成分異常等之問題產生的疑慮。
因此，期望的是，檢測從轉爐朝向盛鋼桶流出的熔鋼流中的熔渣，並且將熔渣的流出量定量化，以將該熔渣流出量控制在轉爐的出鋼作業中所要求的範圍。
由於熔渣的放射率比熔鋼的放射率更高，因此拍攝熔鋼流後，熔渣存在的部位拍攝起來會比熔渣不存在之僅有熔鋼的部位更明亮。換言之，在拍攝熔鋼流所得到的拍攝圖像中，對應於熔渣的像素區域的濃度(灰度等級)會變得比對應於熔鋼的像素區域的濃度更大。作為利用該原理來檢測熔渣的技術，例如有專利文獻1及2所記載的方法。
專利文獻1揭示有下述之方法：拍攝熔鋼流(Tap stream)，並依照拍攝圖像的像素區域是否位於事先以手動方式設定的濃度(灰度等級)範圍內，來決定是對應於熔鋼的像素或對應於熔渣的像素，並將對應於熔渣的像素數，除以對應於熔渣的像素數及對應於熔鋼的像素數之和，在得到的值超過規定的閾值之情況下，即停止出鋼(tapping)。
亦即，在專利文獻1的上述方法中，是判定在拍攝圖像中位於事先以手動方式設定的濃度範圍內之像素區域是對應於熔渣的像素區域，藉此來檢測熔鋼流中的熔渣。
但是，熔鋼流的溫度會因應於鋼種或出鋼作業的條件而變化例如100℃以上。在此情況下，拍攝圖像中對應於熔鋼及熔渣的像素區域的濃度也會有較大的變 化。從而，由於在專利文獻1的上述方法中，是使用固定值來作為上述規定的閾值，因此在轉爐的出鋼作業的條件等變化的情況下，會難以用較佳的精度來檢測熔渣。
專利文獻2是揭示下述之方法：針對拍攝熔鋼流所得到的拍攝圖像，製作以濃度(亮度)為橫軸，且以像素數為縱軸的濃度(亮度)直方圖，並使用該濃度直方圖來檢測熔渣。具體而言，在專利文獻2的上述方法中，在濃度直方圖中，像素數為最大的最大峰值點(最大峰值位置)是視為對應於熔鋼，並將考慮了最大峰值點的橫軸方向的偏差σ之濃度值(亮度值)N1以上的像素判定為熔鋼，且將對濃度值N1加上偏離值B的濃度值(亮度值)N2以上的像素判定為熔渣。
可想到的是，根據專利文獻2的上述方法，在拍攝圖像中之對應於熔鋼及熔渣的像素區域的濃度因應於例如鋼種而有較大的變化之情況下，最大峰值點也會變化，且因應於該變化，用於檢測對應於熔渣的像素區域之濃度值N2會自動地變更。因此，可想到的是，根據專利文獻2的上述方法，就可以在某種程度上解決使用如專利文獻1的上述方法之固定的閾值(濃度範圍)時可能產生之如前述的問題。
但是，本發明者們經檢討後，得知濃度直方圖中的最大峰值點不一定會對應於熔鋼，有時也會對應於熔渣。從而，總是將最大峰值點視為對應於熔鋼而決定濃度值N2之專利文獻2的上述方法，難以用較佳的精度來檢 測熔渣。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2001-107127號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-213965號公報
發明概要
本發明是有鑒於上述情況而完成的發明，目的在於提供一種熔鋼流中的熔渣檢測方法，該檢測方法即使在轉爐等中的出鋼作業的條件等變化的情況下，仍能以較佳的精度來檢測熔鋼流中的熔渣。
為了解決上述課題，本發明者們進行了仔細的檢討。
首先，本發明者們是使用在紅外光範圍中具有主感光度的熱像攝影機(Thermography，熱成像儀)作為拍攝機構，且對涵蓋出鋼初期、出鋼中期、及出鋼末期之各種熔鋼流進行拍攝，以得到多數個拍攝圖像。並且，針對這些拍攝圖像的每一個，製作以溫度為橫軸、以像素數為縱軸的直方圖後，發現在例如1000~2000℃的橫軸之溫度範圍中，會有縱軸的像素數為最大值的最大峰值點存在的情況，該最大峰值點會有位於低溫側的情況，且該最大峰值 點也會有位於高溫側的情況。
接著，本發明者們發現在熔鋼流中不存在有熔渣的情況或僅存在極少量的情況下(例如，出鋼初期~出鋼中期)，在直方圖中，最大峰值點會對應於熔鋼且位於低溫側，並且發現在熔鋼流中存在有大量熔渣的情況下(例如，出鋼末期熔鋼流中存在的熔渣達到以目視即可容易觀察的程度時)，最大峰值點會對應於熔渣且位於高溫側。但是，如前所述，熔鋼流的溫度會因應於鋼種或出鋼作業的條件而變化。因此，當使用固定的閾值來判定最大峰值點是位於該固定的閾值的低溫側及高溫側的哪一側，藉此來判定最大峰值點是對應於熔鋼及熔渣的哪一個時，會難以用較佳的精度來檢測熔渣。
於是，本發明者們更進一步地進行了仔細檢討，結果，發現在熔鋼流中不存在有熔渣的情況或在熔鋼流中僅存在有極少量熔渣的情況下，最大峰值點的溫度變化量較小(例如，每0.2秒的溫度變化量小於100℃)。具體而言，由於已在轉爐中精煉的熔鋼，一般是在精煉時於轉爐內藉由頂吹或頂底吹的吹煉而攪拌，因此溫度偏差較小。因此，從轉爐流出的熔鋼流之溫度偏差較小，例如每0.2秒的溫度變化量小於100℃。
並且，本發明者們是著眼於下述現象：由於熔渣的白色程度(亮度)比熔鋼更高(和熔鋼的放射率相比，熔渣的放射率大概是1.5倍左右)，因此以熔鋼的放射率來測定溫度時，熔渣的溫度會被檢測成在外觀上比實際 溫度更高出至少100℃以上，多的情況下高出數百℃左右(例如300~600℃)。本發明者們發現，若利用該現象，針對實際的溫度為相同程度的熔鋼與熔渣(亦即，包含有從轉爐流出的熔鋼與熔渣的熔鋼流)，可以使熔鋼與熔渣的外觀之相對溫度差變得顯著，若利用此外觀之相對溫度差，就可以用較佳的精度來檢測熔鋼流中的熔渣。
根據上述的知識見解，本發明為了解決上述課題而採用以下作法。
(1)本發明的一態樣之熔鋼流中的熔渣檢測方法具有：拍攝步驟，對從轉爐朝向盛鋼桶流出之包含熔鋼及熔渣的熔鋼流逐次進行拍攝，以取得複數個拍攝圖像；直方圖製作步驟，針對前述各拍攝圖像來製作直方圖，該直方圖是將濃度參數作為橫軸，且將像素數作為縱軸，其中該濃度參數是對應於構成前述各拍攝圖像的各像素的濃度之參數，該像素數是具有前述濃度參數的前述像素之合計數；最大峰值點檢測步驟，針對前述各直方圖，檢測前述像素數為最大值的最大峰值點；及最大峰值點種類判定步驟，判定前述各直方圖的最大峰值點是對應於前述熔渣或前述熔鋼的哪一個，當在前述最大峰值點種類判定步驟中，判定第n張(n≧2)拍攝圖像之直方圖的最大峰值點Pn時：在變化量△T為規定值以上的情況下，判定前述最大峰值點Pn是對應於前述熔渣，其中該變化量△T是前述最大峰值點Pn的濃度參數Tn相對於第n-1張拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點Pn-1的濃度參數Tn-1的變化量；另一方 面，在前述變化量△T小於前述規定值的情況下，若變化量△T’為前述規定值以上，則判定前述最大峰值點Pn是對應於前述熔渣，若前述變化量△T’小於前述規定值，則判定前述最大峰值點Pn是對應於前述熔鋼，其中該變化量△T’是前述濃度參數Tn相對於最大峰值點Pj的濃度參數Tj的變化量，該最大峰值點Pj是最大峰值點被判定為前述熔鋼的第j張(j≦n-1)拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點。
(2)在上述(1)所記載的態樣中，在前述最大峰值點種類判定步驟中，作為前述最大峰值點Pj，也可以使用下述拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點：比前述第n張拍攝圖像更之前取得且取得順序最接近於前述第n張拍攝圖像、並且最大峰值點被判定為前述熔鋼的拍攝圖像。
(3)在上述(1)或(2)所記載的態樣中，也可以更具有：第1判定步驟，在前述最大峰值點種類判定步驟中已判定前述最大峰值點是對應於前述熔渣的情況下，判定具有小於第1閾值的濃度參數的像素是對應於前述熔鋼，且判定具有前述第1閾值以上的濃度參數的像素是對應於前述熔渣，其中該第1閾值是以前述最大峰值點為基準而決定；及第2判定步驟，在前述最大峰值點種類判定步驟中已判定前述最大峰值點是對應於前述熔鋼的情況下，判定具有第2閾值以下的濃度參數的像素是對應於前述熔鋼，且判定具有比前述第2閾值更大的濃度參數的像素是對應於前述熔渣，其中該第2閾值是以前述最大峰值點為基準而決定。
(4)在上述(3)所記載的態樣中，也可以構成為如以下：前述第1閾值在前述直方圖中是以第1直線來表示，該第1直線通過前述最大峰值點且具有正的斜率，前述第2閾值在前述直方圖中是以第2直線來表示，該第2直線通過前述最大峰值點且具有負的斜率，前述第2直線的斜率的絕對值比前述第1直線的斜率的絕對值更大。
(5)在上述(4)所記載的態樣中，也可以構成為如以下：前述第1直線是下述之直線：在具有小於前述像素數閾值的前述像素數、且具有相對於前述最大峰值點的前述濃度參數更小規定值以上的濃度參數的點當中，通過濃度參數為最大的峰值點、及前述最大峰值點；前述第2直線的斜率的絕對值是前述第1直線的斜率的絕對值之1.5~2.5倍。
根據本發明的上述各態樣，即使在轉爐等中的出鋼作業的條件等變化的情況下，仍能夠以較佳的精度來檢測熔鋼流中的熔渣。
1‧‧‧拍攝機構
2‧‧‧圖像處理機構
3‧‧‧轉爐
4‧‧‧盛鋼桶
31‧‧‧出鋼口
100‧‧‧熔渣檢測裝置
B‧‧‧偏離值
F‧‧‧熔鋼流
L1‧‧‧第1直線
L2‧‧‧第2直線
M‧‧‧熔鋼
N1、N2、Tn、Tn-1‧‧‧溫度
P‧‧‧最大峰值點
Q‧‧‧點
S‧‧‧熔渣
ST1~ST6、ST41~ST45‧‧‧步驟
Th1、TD‧‧‧規定值
Th2‧‧‧像素數閾值
σ‧‧‧偏差
圖1是顯示本發明之一實施形態的熔渣檢測方法中所利用的熔渣檢測裝置之概略構成的示意圖。
圖2是顯示上述熔渣檢測方法的概略順序之流程圖。
圖3是顯示圖2所示的最大峰值點種類判定步驟ST4的概略順序之流程圖。
圖4A是顯示圖2所示的拍攝步驟ST1中所取得的拍攝 圖像之一例的圖。
圖4B是顯示在圖2所示的直方圖製作步驟ST2中，根據圖4A的拍攝圖像而製作的直方圖之圖。
圖5A是顯示圖2所示的拍攝步驟ST1中所取得的拍攝圖像之一例，且與圖4A不同的例子之圖。
圖5B是顯示在圖2所示的直方圖製作步驟ST2中，根據圖5A的拍攝圖像而製作的直方圖之圖。
圖6是用於說明規定值Th1的決定方法之一例的圖。
圖7是用於說明圖2所示的最大峰值點種類判定步驟ST4的圖。
圖8是用於說明圖2所示的第1判定步驟ST5中所決定的第1閾值之圖。
圖9A是顯示圖2所示的拍攝步驟ST1中所取得的拍攝圖像之一例，且與圖4A及圖5A不同的例子之圖。
圖9B是顯示在圖2所示的直方圖製作步驟ST2中，根據圖9A的拍攝圖像而製作的直方圖之圖，且是用於說明第2判定步驟ST6中所決定的第2閾值之圖。
圖10A是用於說明專利文獻2所記載的熔渣檢測方法之圖。
圖10B是顯示用於製作圖10A的直方圖之拍攝圖像的圖。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式來說明本發明之一實施形態的熔鋼流 中的熔渣檢測方法(以下也會簡稱為「熔渣檢測方法」)。再者，在本說明書及圖式中，對於實質上具有相同功能構成的構成要件賦予相同符号，藉此省略該等重複說明。
首先，說明本實施形態的熔渣檢測方法中所使用的熔渣檢測裝置100的構成。
<本實施形態的熔渣檢測裝置100的構成>
圖1是顯示熔渣檢測裝置100的概略構成的示意圖。再者，在圖1中，是以截面來顯示容置熔鋼M及熔渣S的轉爐3。
如圖1所示，熔渣檢測裝置100在從轉爐3往盛鋼桶4出鋼時，是用於檢測從傾斜的轉爐3之出鋼口31朝向盛鋼桶4流出的熔鋼流F中的熔渣S。
在此，在從轉爐3往盛鋼桶4出鋼前的狀態下(亦即使轉爐3傾斜前的狀態)，在轉爐3內，熔鋼M與熔渣S是以某種程度分離(熔渣S是位於轉爐3內的熔鋼M之表面上)。因此，使轉爐3傾斜後，最初熔鋼M會從設於轉爐3的側面之出鋼口31流出，從之後的某個時間點起熔渣S會開始流出。亦即，雖然出鋼初期的熔鋼流F主要是由熔鋼M所構成，但例如出鋼中期~出鋼末期的熔鋼流F會包含熔渣S及熔鋼M。
熔渣檢測裝置100具備拍攝機構1及圖像處理機構2，該拍攝機構1是從大致水平方向對從轉爐3的出鋼口31朝向盛鋼桶4大致鉛直地流出的熔鋼流F進行拍攝，該圖像處理機構2是連接於該拍攝機構1。
作為拍攝機構1，可以使用例如在紅外光範圍中具有主感光度的熱像攝影機(熱成像儀)、或在可見光範圍中具有主感光度的CCD相機等。可以使用例如市售的相機，來作為這些熱像攝影機(熱成像儀)及上述CCD相機。
在本實施形態中，是使用在紅外光範圍中具有主感光度的熱像攝影機來作為拍攝機構1。再者，在如本實施形態所示地使用熱像攝影機(熱成像儀)的情況下，可以算出拍攝圖像中的像素區域的溫度或濃度(換算成溫度前的濃度)的值。另一方面，使用CCD相機的情況下，可以算出該像素區域的濃度的值。
圖像處理機構2是由例如通用的個人電腦所構成，該通用的個人電腦安裝有規定的程式，該規定的程式是用於執行後述之直方圖製作步驟ST2等。再者，圖像處理機構2具有螢幕，該螢幕是用於顯示以拍攝機構1得到的拍攝圖像。
本實施形態的熔渣檢測方法是利用熔渣檢測裝置100來執行。以下，說明本實施形態的熔渣檢測方法。
<本實施形態的熔渣檢測方法>
圖2是顯示本實施形態的熔渣檢測方法的概略順序之流程圖。又，圖3是顯示圖2所示的最大峰值點種類判定步驟ST4的概略順序之流程圖。
本實施形態的熔渣檢測方法是根據複數個拍攝圖像來檢測熔鋼流F中的熔渣S的方法，其中該複數個拍攝圖像 是藉由拍攝機構1對熔鋼流F逐次拍攝而得到的拍攝圖像，且該熔鋼流F是從轉爐3朝向盛鋼桶4流出之包含熔鋼M及熔渣S的熔鋼流F，如圖2所示，該熔渣檢測方法具有拍攝步驟ST1、直方圖製作步驟ST2、最大峰值點檢測步驟ST3、最大峰值點種類判定步驟ST4、第1判定步驟ST5、及第2判定步驟ST6。
以下，依序說明各步驟的內容。
(拍攝步驟ST1)
在拍攝步驟ST1中，是藉由拍攝機構1對從轉爐3朝向盛鋼桶4流出的熔鋼流F逐次拍攝，而取得複數個拍攝圖像(參照圖1)。
在本實施形態中，由於是使用熱像攝影機來作為拍攝機構1，因此在拍攝步驟ST1中取得的拍攝圖像，是以規定的換算式將構成拍攝圖像的各像素的濃度換算成溫度。亦即，在拍攝步驟ST1中取得的拍攝圖像具有按每個像素檢測的溫度值。
拍攝機構1的視野是設定成除了熔鋼流F還包含背景之較寬廣的視野，以避免受到熔鋼流F的流出位置及廣度的變動之影響。即使將拍攝機構1的視野設定成包含背景，由於背景的溫度比熔鋼流F的溫度更低，因此在後述之最大峰值點檢測步驟ST3中，仍可以識別對應於熔鋼流F的像素區域及對應於背景的像素區域。再者，也可以事先將拍攝機構1的視野狹窄地調整成只拍攝熔鋼流F。但是，熔鋼流F的流出位置及廣度一般會因應於轉爐3 的傾斜角度等(因應於出鋼口31的位置等)，而在某個程度上變動。因此，在出鋼初期、出鋼中期、及出鋼末期的任一者中將拍攝機構1的視野調整成只拍攝熔鋼流F，都會有作業上的麻煩。從而，拍攝機構1的視野較理想的是設定成也包含背景之較寬廣的視野。
關於拍攝機構1的拍攝時間點，已取得的複數個拍攝圖像當中的至少1張，必須是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流F而得到的拍攝圖像。亦即，至少1張必須是在出鋼初期拍攝的。針對此理由將於後文描述。其他拍攝時間點並沒有特別限定，為了提高檢測熔渣S的時間解析度，較理想的是按設定於拍攝機構1的每個掃描週期(幀率(frame rate)的倒數)來連續地拍攝。
再者，有關於上述之拍攝時間點，轉爐3內的熔渣量及熔鋼量是可推定的，再者，使轉爐3傾斜到何種程度會使以熔渣M為主體的熔鋼流F流出，在幾何學上是可推定的。又，以目視即可確認熔鋼流F是否為以熔鋼M為主體的熔鋼流。可根據這些內容，對從出鋼口31排出之以熔鋼M為主體的熔鋼流F進行拍攝。
藉由拍攝機構1得到的複數個拍攝圖像會被儲存在圖像處理機構2。
(直方圖製作步驟ST2)
在直方圖製作步驟ST2中，圖像處理機構2是對拍攝步驟ST1中取得的複數個拍攝圖像的每一個施加圖像處理，來製作直方圖，該直方圖是將濃度參數作為橫軸，且將像 素數作為縱軸，其中該濃度參數是對應於構成各拍攝圖像的各像素的濃度之參數，該像素數是具有該濃度參數的像素之合計數。直方圖可以是按每1張拍攝圖像來製作，也可以是就連續的複數張拍攝圖像平均化後的平均圖像來製作。再者，在使用該平均圖像的情況下，較理想的是，在像素區域的長度L除以熔鋼流F的速度V而得到的時間(=L/V)內，將連續的複數張拍攝圖像平均化，其中該像素區域的長度L是對應於拍攝機構1的視野內的熔鋼流F。
作為上述之濃度參數，除了濃度本身還可例示溫度。如本實施形態所示，在拍攝機構1為熱像攝影機的情況下，可製作橫軸為溫度或濃度(換算成溫度前的濃度)的直方圖。另一方面，在拍攝機構1為CCD相機的情況下，可製作橫軸為濃度的直方圖。
在此，本說明書中的「濃度」是指例如256階調的圖像之明暗(亦即圖像上的亮度)。並且，該濃度與熔鋼流中的熱放射亮度的關係是線性的關係。
由於如上所述在本實施形態中是使用熱像攝影機來作為拍攝機構1，因此是使用溫度來作為上述之濃度參數(亦即，在本實施形態中，直方圖的橫軸為溫度)。
在本實施形態中，如前所述，拍攝機構1的視野是設定成除了熔鋼流F還包含背景。因此，在直方圖的製作時，圖像處理機構2是將拍攝圖像中具有規定的閾值(例如，1000℃)以上的溫度之像素區域判定成對應於熔鋼流F的像素區域，且以該像素區域為對象來製作直方圖(亦即，橫 軸即溫度小於前述規定的閾值之像素區域，並不作為直方圖製作的對象)。藉此，就可以避免背景對直方圖造成的影響(對應於背景的像素數不會成為最大值)。
再者，圖像處理機構2亦可針對也包含對應於背景的像素區域之拍攝圖像整體來製作直方圖，再從後述之最大峰值點檢測步驟ST3中的最大峰值點的檢測範圍中，排除小於規定的閾值(例如，1000℃)的溫度，藉此來避免背景的影響。
圖4A~圖5B是顯示拍攝步驟ST1中所取得的拍攝圖像之例、及直方圖製作步驟ST2中製作的直方圖之例的圖。
具體而言，圖4A是顯示例如出鋼初期在拍攝步驟ST1中所取得的、以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像之一例的圖。再者，圖4A為將5張拍攝圖像平均化後的平均圖像(拍攝圖像的解析度約為3cm/像素)，其中該5張拍攝圖像是按拍攝機構1的每個掃描週期而連續地取得。
又，圖5A是顯示例如出鋼中期在拍攝步驟ST1中所取得的、以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像之一例的圖。再者，圖5A為將5張拍攝圖像(在構成為圖4A的5張拍攝圖像之後連續地取得的5張拍攝圖像)平均化後的平均圖像(拍攝圖像的解析度約為3cm/像素)，其中該5張拍攝圖像是按拍攝機構1的每個掃描週期而連續地取得。又，在圖5A中以粗虛線包圍的像素區域，是在後述之第1判定步驟ST5中被判定成對應於熔渣S的像素區域，且是被認為存在 有熔渣S的像素區域。
在圖4A及圖5A中，僅局部地裁切並顯示以下像素區域：對應於拍攝圖像(平均圖像)中的熔鋼流F之像素區域、及對應於位於其附近的背景之像素區域。亦即，實際取得的拍攝圖像之紙面左右方向的像素區域，比起圖4A及圖5A所示的拍攝圖像的像素區域更加寬廣。
又，圖4A及圖5A所示的拍攝圖像為了圖示的方便是成為黑白顯示，但在實際上，在圖像處理機構2所具備的螢幕中，會因應於各像素的溫度而附加不同的顏色來顯示。亦即，由於對應於熔鋼流F的像素區域的溫度，比對應於背景的像素區域的溫度更高，因此在拍攝步驟ST1中得到的實際拍攝圖像中，會附加上對應於該較高的溫度的顏色。
又，在對應於熔鋼流F的像素區域當中，圖5A所示之存在有熔渣S的像素區域(在圖5A中以粗虛線包圍的區域)的溫度(外觀的溫度)，是比圖4A所示之實質上只存在有熔鋼M的像素區域的溫度(外觀的溫度)更高，且附加上對應於該較高的溫度的顏色。再者，可想到的是，在從轉爐3排出的熔鋼流F中，對應於存在有熔渣S的像素區域的部位之實際的溫度(實際溫度)、及對應於實質上只存在有熔鋼M的像素區域的部位之實際的溫度(實際溫度)是同等的值。如上所述，其理由是因為轉爐3內的熔鋼M及熔渣S在精煉時，藉由頂吹或頂底吹的吹煉而被攪拌，因此抑制了溫度偏差，並作為熔鋼流F向轉爐3外排出。
另一方面，如上所述，由於熔渣S的放射率比熔鋼M的放射率更高，因此在將拍攝機構1中的放射率之設定設成對任一像素都是相同值的情況下，在已取得的拍攝圖像中，存在有熔渣S的像素區域的溫度會被測定為比實質上只存在有熔鋼M的像素區域的溫度更高。關於後述之圖9A也是同樣的。
圖4B是顯示針對圖4A所示的拍攝圖像(平均圖像)而製作的直方圖之圖。在圖4B的直方圖的製作時，為了避免背景的影響，是將橫軸的溫度範圍設成規定的閾值(1000℃)以上(但是，針對在像素數的分布中觀察不到特徵之小於1400℃的部分則省略圖示)，並以10℃間距來區分橫軸，且將縱軸設成具有各區分的溫度之像素數。
圖5B是顯示針對圖5A所示的拍攝圖像(平均圖像)以和圖4B同樣的方式製作的直方圖之圖。
(最大峰值點檢測步驟ST3)
在最大峰值點檢測步驟ST3中，圖像處理機構2是針對直方圖製作步驟ST2中已製作的各直方圖，檢測像素數為最大值的最大峰值點。在圖4B及圖5B所示的直方圖中，以符號P顯示的點為最大峰值點。
以下，將圖5A所示的拍攝圖像設為在拍攝步驟ST1中對熔鋼流F逐次拍攝而取得的複數個拍攝圖像當中的第n張(n≧2：n為2以上的自然數)拍攝圖像，在針對圖5A所示的拍攝圖像而製作的圖5B所示的直方圖中，將最大峰值點設為Pn，且將該Pn的溫度設為Tn。又，將圖4A所示的拍攝 圖像(平均圖像)設為第n-1張拍攝圖像(亦即，圖5A的拍攝圖像的前一張(最近前一次的)拍攝圖像)，在針對圖4A所示的拍攝圖像而製作的圖4B所示的直方圖中，將最大峰值點設為Pn-1，且將該Pn-1的溫度設為Tn-1。
(最大峰值點種類判定步驟ST4)
在最大峰值點種類判定步驟ST4中，圖像處理機構2會逐次判定最大峰值點P是對應於作為熔鋼流F而排出的熔渣S及熔鋼M的哪一個，其中該最大峰值點P是在最大峰值點檢測步驟ST3中檢測到的各直方圖中的最大峰值點。
利用圖3來舉例說明用以判定圖5B所示的直方圖中的最大峰值點P(Pn)是對應於熔渣S及熔鋼M的哪一個之方法(亦即，說明針對圖5A的拍攝圖像進行判定的情況)。如圖3所示，判定變化量△T是否為規定值Th1(例如100℃)以上(圖3的步驟ST41)，其中該變化量△T是從圖5B的直方圖的最大峰值點P(Pn)的溫度Tn減去圖4B的直方圖中的最大峰值點P(Pn-1)的溫度Tn-1而得到的變化量(圖5B的直方圖中的溫度Tn相對於圖4A的直方圖中的溫度Tn-1的變化量Tn-Tn-1)。並且，在該變化量△T為規定值Th1以上時，判定圖5B的直方圖中的最大峰值點P是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S(圖3的步驟ST42)。
再者，如圖5B所示，由於圖5B的直方圖中的溫度Tn相對於圖4B的直方圖中的溫度Tn-1的變化量△T(Tn-Tn-1)為規定值Th1以上，因此圖5A所示的拍攝圖像的直方圖(圖5B的直方圖)中的最大峰值點P會被判定成對應於熔鋼流F 中存在的熔渣S。
另一方面，假設上述變化量△T小於規定值Th1時(設想把圖5A的攝像圖像換成例如以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像來作為判定對象，且變化量△T小於規定值Th1時)，不立即判定最大峰值點P是否對應於熔鋼流F中存在的熔渣S，而是從比圖5A的拍攝圖像更之前取得的拍攝圖像當中，特定出最大峰值點P被判定成對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M之拍攝圖像(圖3的步驟ST43)。亦即，在該情況下，是將比第n張拍攝圖像更之前取得的拍攝圖像(第j張(j≦n-1：j為n-1以下的自然數)拍攝圖像)、且為最大峰值點P被判定成對應於熔鋼M的拍攝圖像當中的一張，特定為基準圖像(亦即，將比第n張拍攝圖像更之前取得的第j張(j≦n-1：j為n-1以下的自然數)拍攝圖像、且為最大峰值點Pj被判定成對應於熔鋼M的拍攝圖像，特定為基準圖像)。
接著，判定變化量△T’(Tn-Tj)是否為規定值Th1以上，其中該變化量△T’是最大峰值點P(Pn)的溫度Tn相對於前述基準圖像之直方圖中最大峰值點P(Pj)的溫度Tj的變化量(圖3的步驟ST44)。並且，若該變化量△T’(Tn-Tj)為規定值Th1以上，則判定最大峰值點P(Pn)是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S(圖3的步驟ST42)。另一方面，若該變化量△T’(Tn-Tj)小於規定值Th1，則判定最大峰值點P(Pn)是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M(圖3的步驟ST45)。
針對圖3的步驟ST43進一步地詳細描述，如 圖4A所示，若是以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，則該直方圖中的最大峰值點P會被判定成對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。因此，在步驟ST43中，是將例如圖4A的拍攝圖像特定為基準圖像，並執行後續的步驟ST44。再者，作為基準圖像，當下述拍攝圖像存在時，也可以不必特定出圖4A的拍攝圖像，而是將下述拍攝圖像特定為基準圖像，並執行後續的步驟ST44：該拍攝圖像為比圖4A更之前取得、且最大峰值點P被判定成對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M的拍攝圖像。
只不過，用於算出變化量△T的基準圖像是拍攝順序越接近作為判定對象的拍攝圖像越理想。這是因為拍攝順序越接近，熔鋼流F的溫度偏差會越小，而能夠以更佳的精度來檢測熔渣。從而，較理想的是，在步驟ST43中，當針對圖5A的攝像圖像來進行判定時，是將圖4A的拍攝圖像特定為基準圖像，其中該圖4A的拍攝圖像為圖5A的最近前一次取得的拍攝，且為最大峰值點被判定成對應於熔鋼M的拍攝圖像。
在此，如上所述，最大峰值點種類判定步驟ST4在步驟ST41中，是使用最大峰值點Pn的溫度Tn與最大峰值點Pn-1的溫度Tn-1的差分，該最大峰值點Pn是作為判定對象的拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點，該最大峰值點Pn-1是該拍攝圖像最近前一次拍攝的拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點。因此，針對第1張拍攝圖像(最初取得的拍攝圖像)，並無法藉由如上述的方法來判定最大峰值點。
如上所述，根據轉爐3內的熔渣量及熔鋼量、出鋼時轉爐3的傾斜角度、及目視確認等，即可在出鋼初期確認熔鋼流F是否為以熔鋼M為主體的熔鋼流。因此，根據這些內容，對主要僅有熔鋼M從出鋼口31排出時的熔鋼流F拍攝至少1張，並判定該拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔鋼M。再者，若可確認熔鋼流F是否為以熔鋼M為主體的熔鋼流，也可以在出鋼初期取得複數個拍攝圖像，並針對這些拍攝圖像來判定最大峰值點是對應於熔鋼M。
如上所述，在最大峰值點種類判定步驟ST4中，不僅利用作為判定對象的拍攝圖像之最大峰值點的溫度來進行判定，還利用變化量來進行判定，該變化量是作為判定對象的拍攝圖像之最大峰值點的溫度相對於比該拍攝更之前取得的拍攝圖像之最大峰值點的溫度的變化量。因此，即使在出鋼作業的條件等變化的情況下，仍能夠以較佳的精度來檢測熔渣。
在此，說明規定值Th1的決定方法之一例。熔鋼M及熔渣S的放射率會因成分而產生若干的差異。因此，較理想的是，即使在轉爐內的熔鋼及熔渣之成分變化的情況下，仍能夠以更佳的精度來檢測熔渣。從這樣的觀點來看，例如，對熔鋼及熔渣成分不同的各種熔鋼流進行拍攝，且按各熔鋼流來製作直方圖，並針對各直方圖來算出熔鋼峰值與熔渣峰值的變化量△T後，製作以△T為橫軸，以頻率N為縱軸之如圖6所示的圖表。並且，在圖6所示的圖表中，將例如變化量△T的最小值附近的值決定成 規定值Th1。
接著，利用圖7來更詳細地說明最大峰值點種類判定步驟ST4。圖7是用於說明最大峰值點種類判定步驟ST4的圖，且是顯示拍攝步驟ST1中所得到的複數個拍攝圖像之一例的示意圖。
如圖7所示，在拍攝步驟ST1中已取得10張熔鋼流F的拍攝圖像。在這些拍攝圖像當中，第1~4張拍攝圖像是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，第5~7張拍攝圖像是拍攝以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，第8~10張拍攝圖像是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像。並且，在以下說明這些拍攝圖像的最大峰值點的判定方法。
如上所述，針對第1張拍攝圖像，判定最大峰值點是對應於熔鋼M。
接著，針對第2張拍攝圖像，藉由最大峰值點種類判定步驟ST4的步驟ST41(參照圖3)，從溫度T2減去溫度T1來算出變化量△T，其中該溫度T2是這次作為判定對象的第2張拍攝圖像的最大峰值點P2的溫度，而溫度T1是最近前一次取得的第1張拍攝圖像的最大峰值點P1的溫度(圖3的步驟ST41)。由於第2張拍攝圖像是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，故該變化量△T會小於規定值Th1，而將最大峰值點被判定為熔鋼M的第1張拍攝圖像特定為基準圖像(圖3的步驟ST43)。並且，在圖3的步驟ST44中，由於變化量△T’(Tn-Tj)會小於規定值Th1，因此判定 第2張拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔鋼M。
針對第3張拍攝圖像，和上述第2張拍攝圖像的情況同樣地，是從溫度T3減去溫度T2來算出變化量△T，其中該溫度T3是這次作為判定對象的第3張拍攝圖像的最大峰值點P3的溫度，而溫度T2是最近前一次取得的第2張拍攝圖像的最大峰值點P2的溫度。由於第3張拍攝圖像是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，故該變化量△T會小於規定值Th1，而將最大峰值點被判定成對應於熔鋼M的第1張拍攝圖像或第2張拍攝圖像特定為基準圖像。並且，在圖3的步驟ST44中，由於變化量△T’(Tn-Tj)會小於規定值Th1，因此判定第3張拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔鋼M。再者，作為該基準圖像，雖然也可以利用第1張拍攝圖像，但較理想的是利用拍攝順序(取得順序)最接近於第3張拍攝圖像的第2張拍攝圖像。這是因為拍攝順序越接近，溫度偏差會越小，而能夠以更佳的精度來檢測熔渣。
針對第4張拍攝圖像，是和第3張拍攝圖像的情況同樣地判定。
針對第5張拍攝圖像，是從溫度T5減去溫度T4來算出變化量△T，其中該溫度T5是這次作為判定對象的第5張拍攝圖像的最大峰值點P5的溫度，而溫度T4是最近前一次取得的第4張拍攝圖像的最大峰值點P4的溫度。由於第5張拍攝圖像是拍攝以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，且第4張拍攝圖像是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流 F的拍攝圖像，故該變化量△T會成為規定值Th1以上，且判定第5張拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔渣S。
針對第6張拍攝圖像，是從溫度T6減去溫度T5來算出變化量△T，其中該溫度T6是這次作為判定對象的第6張拍攝圖像的最大峰值點P6的溫度，而溫度T5是最近前一次取得的第5張拍攝圖像的最大峰值點P5的溫度。由於第6張拍攝圖像是拍攝以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，且第5張拍攝圖像是拍攝以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，故該變化量△T會小於規定值Th1。因此，藉由後續的步驟ST43(參照圖3)，將最大峰值點被判定成對應於熔鋼M的第1張~第4張拍攝圖像之任一者特定為基準圖像。並且，在圖3的S步驟T44中，由於變化量△T’(Tn-Tj)會成為規定值Th1以上，因此判定第6張拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔渣S。
針對第7張拍攝圖像，是和第6張拍攝圖像的情況同樣地判定。
針對第8張拍攝圖像，是從溫度T8減去溫度T7來算出變化量△T，其中該溫度T8是這次作為判定對象的第8張拍攝圖像的最大峰值點P8的溫度，而溫度T7是最近前一次取得的第7張拍攝圖像的最大峰值點P7的溫度。由於第8張拍攝圖像是拍攝以熔鋼M為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，且第7張拍攝圖像是拍攝以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像，故該變化量△T會小於規定值Th1。因此，藉由後續的步驟ST43(參照圖3)，將最大峰值點被判 定為熔鋼M的第1張~第4張拍攝圖像之任一者特定為基準圖像。並且，在圖3的步驟ST44中，由於變化量△T’(Tn-Tj)會小於規定值Th1，因此判定第8張拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔鋼M。
針對第9張拍攝圖像，是從溫度T9減去溫度T8來算出變化量△T，其中該溫度T9是這次作為判定對象的第9張拍攝圖像的最大峰值點P9的溫度，而溫度T8是最近前一次取得的第8張拍攝圖像的最大峰值點P8的溫度。由於第9張拍攝圖像是拍攝熔鋼M的熔鋼流F的拍攝圖像，且第8張拍攝圖像是拍攝熔鋼M的熔鋼流F的拍攝圖像，故該變化量△T會小於規定值Th1。因此，藉由後續的步驟ST43(參照圖3)，將最大峰值點被判定為熔鋼的第1張~第4張、及第8張拍攝圖像之任一者特定為基準圖像。並且，在圖3的步驟ST44中，由於變化量△T’(Tn-Tj)會小於規定值Th1，因此判定第9張拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔鋼M。
針對第10張拍攝圖像，是和第9張拍攝圖像的情況同樣地判定。
如以上，在最大峰值點種類判定步驟ST4中，是針對拍攝步驟ST1中已取得的複數個拍攝圖像逐次執行上述之判定。
再者，雖然在圖7所示的例子中，是從第2張拍攝圖像起執行圖3的步驟ST41，但如上所述，只要例如在出鋼初期能夠以目視等來確認熔鋼流F是由熔鋼M所構成，例 如，也可以和第1張拍攝圖像同樣地，針對第2張拍攝圖像也不執行圖3的步驟ST41，而是判定最大峰值點P是對應於熔鋼M。
(第1判定步驟ST5)
第1判定步驟ST5是根據最大峰值點種類判定步驟ST4的判定結果來執行。具體而言，在已判定作為判定對象的拍攝圖像之最大峰值點P是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S的情況下，藉由圖像處理機構2來執行第1判定步驟ST5。舉圖5B(以熔渣S為主體的熔鋼流F的拍攝圖像)為例來說明，在第1判定步驟ST5中，圖像處理機構2在構成拍攝圖像的各像素當中，是判定具有小於第1閾值的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M，且判定具有第1閾值以上的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S，其中該第1閾值是以最大峰值點P為基準而決定。以下，適當參照圖8來更具體地說明。
圖8是用於說明第1判定步驟ST5中所決定的第1閾值之圖。再者，圖8所示的直方圖和圖5B所示的直方圖是相同的。
如圖8所示，第1閾值在直方圖製作步驟ST2所製作的直方圖中是以第1直線L1來表示，該第1直線L1通過最大峰值點P且具有正的斜率。具體而言，第1直線L1是通過圖8所示的點Q及最大峰值點P的直線。在具有小於規定的像素數閾值Th2(例如最大峰值點P的像素數的50%)的像素數、且具有比最大峰值點P的溫度更低規定值TD(例如 50℃)以上的溫度的點當中，點Q是具有最高溫度的峰值點(亦即，在具有小於規定的像素數閾值Th2的像素數、具有比最大峰值點P的溫度更低規定值TD以上的溫度、並且成為極大值的點當中，點Q是具有最高溫度的點)。
在此，在將具有更低規定值TD以上的溫度的點當中具有最高溫度的點作為判斷對象，來判斷是否為峰值點的情況下，是關注於連結該點及相鄰於該點的低溫側的點之線的梯度，若該線為正的斜率(該線為向右上升的線)，則將該判斷對象之點視為點Q。
再者，本實施形態的熔渣檢測方法特別可較佳地應用於以下熔鋼流：在直方圖中，超過規定的像素數閾值Th2的峰值較少的熔鋼流。又，無論有無設定規定的像素數閾值Th2，特別可較佳地應用於最大峰值點P的像素數的50%以上之峰值有例如2點以下的熔鋼流。像這樣的峰值特徵會依據精煉中的熔鋼與熔渣的混合狀況來決定。
若將橫軸的溫度作為X，且將縱軸的像素數作為Y，則上述之第1閾值(第1直線L1)可由以下之式(1)來表示。
Y=aX+b‧‧‧(1)
但是，a為正的常數，且b為常數。這些常數是由第1直線L1通過點Q及最大峰值點P來決定。
規定值TD並沒有特別限定，例如為50℃。在經驗上，最大峰值點±50℃以內的範圍大多不會成為裙狀分布的底部。因此，較理想的是，例如將規定值TD設定為50℃，藉此以已去除裙狀分布的底部之峰值來決定第1 閾值。
又，規定的像素數閾值Th2並沒有特別限定，較理想的是將例如最大峰值點P的像素數的50%設為Th2，以避免選到1200℃~1300℃這些被認為是背景的溫度區域之峰值。
如前所述，圖像處理機構2是判定具有小於第1閾值的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。亦即，判定滿足Y>aX+b的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。
另一方面，圖像處理機構2是判定具有第1閾值以上的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S。亦即，在本實施形態中，判定滿足Y≦aX+b的像素(在圖8中位於施加有陰影線的區域之像素)是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S。
(第2判定步驟ST6)
第2判定步驟ST6是根據最大峰值點種類判定步驟ST4的判定結果來執行。具體而言，在最大峰值點種類判定步驟ST4中，在已判定作為判定對象的拍攝圖像之最大峰值點P是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M之情況下，藉由圖像處理機構2來執行第2判定步驟ST6。在第2判定步驟ST6中，圖像處理機構2在構成拍攝圖像的各像素當中，是判定具有第2閾值以下的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M，且判定具有比第2閾值更高的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S，其中該第2閾值是以最大 峰值點P為基準而決定。以下，適當參照圖9A及圖9B來更具體地說明。
圖9A是顯示拍攝步驟ST1中所取得的拍攝圖像，且與圖4A及圖5A不同的其他例子之圖。再者，圖9A顯示將5張拍攝圖像進行平均化的平均圖像，該平均圖像是按拍攝機構1的每個掃描週期而連續地取得。拍攝條件等和圖4A及圖5A是同樣的。
又，圖9B是顯示根據圖9A的拍攝圖像而製作的直方圖之圖，且是用於說明第2判定步驟ST6中所決定的第2閾值之圖。
在圖9B所示的例子中，是藉由上述之最大峰值點判定步驟ST4，將直方圖中的最大峰值點P判定成對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。因此，圖像處理機構2會執行第2判定步驟ST6。
如圖9B所示，第2閾值是以第2直線L2來表示，該第2直線L2通過最大峰值點P且具有負的斜率。並且，第2直線L2的斜率的絕對值比第1直線L1的斜率的絕對值更大(較理想的是，第2直線L2的斜率的絕對值是第1直線L1的斜率的絕對值之1.5~2.5倍)。第1直線L1是通過圖9B所示的點Q及最大峰值點P的直線。再者，由於點Q和相鄰於低溫側的點之間的線的梯度為正，因此和圖8同樣地，在具有小於像素數閾值Th2的像素數、且具有比最大峰值點P的溫度更低規定值TD(例如50℃)以上的溫度的點當中，點Q是具有最高溫度的峰值點。
如前所述，若將橫軸的溫度作為X，且將縱軸的像素數作為Y，則第1直線L1可由以下之式(1)來表示。
Y=aX+b‧‧‧(1)
但是，a為正的常數，且b為常數。這些常數是由第1直線L1通過點Q及最大峰值點P來決定。
另一方面，例如若將第2直線L2的斜率的絕對值設定成第1直線L1的斜率a的絕對值之2倍，則第2直線L2可由以下之式(2)來表示。
Y=-2aX+c‧‧‧(2)
但是，a為正的常數，且c為常數。並且，a是由第1直線L1來決定，c是由第2直線通過最大峰值點P來決定。
如前所述，圖像處理機構2是判定具有第2閾值以下的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。亦即，在圖9B所示的直方圖中，判定滿足Y≦-2aX+c的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。
另一方面，圖像處理機構2是判定具有比第2閾值更高的溫度的像素是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S。亦即，在圖9B所示的直方圖中，判定滿足Y>-2aX+c的像素(在圖9B中位於施加有陰影線的區域之像素)是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S。
根據以上說明之本實施形態的熔渣檢測方法，是根據溫度之差分來判定作為判定對象的拍攝圖像的最大峰值點是對應於熔鋼M或對應於熔渣S，其中該溫度之差分是作為判定對象的拍攝圖像的最大峰值點中的溫 度、以及比該拍攝圖像更之前得到的拍攝圖像之最大峰值點中的溫度之差分，因此即使在因出鋼作業的條件等的變更而使熔鋼流F的溫度變化的情況下，仍能夠以較佳的精度來進行該判定。因此，可以用較佳的精度來檢測熔鋼流F中的熔渣S。
又，根據本實施形態的熔渣檢測方法，在第1判定步驟ST5或第2判定步驟ST6中，可算出對應於熔鋼流F中存在的熔渣S之像素數(面積)、及對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M之像素數(面積)。因此，可以求出例如熔鋼流F中的熔渣S之面積比率、及熔鋼流F中的熔渣S之體積比率。若進一步地利用熔鋼M及熔渣S的比重，可以算出熔鋼流F中的熔渣S之質量比率，且可以從出鋼時轉爐3的傾斜角度來推定熔鋼流F的流量。因此，利用熔渣S的質量比率與熔鋼流F的流量，就可以推定熔渣S的流出量(流量)，且可以將該熔渣S的流出量控制在轉爐3的出鋼作業中所要求的範圍。
具體而言，根據本實施形態的熔渣檢測方法，即可進行下述之控制：在熔渣S的流出量等(流出量、像素數、面積、及體積等)成為比零更大的情況下結束出鋼作業，或者在熔渣S的流出量等成為比事先規定的規定值更大的情況下結束出鋼作業，或者在熔渣S的流出量等相對於熔鋼M的流出量等的比率成為比規定值更大的情況下結束出鋼作業等。
[實施例]
接下來，說明為了確認本發明的作用效果而進行的實施例。
用圖5A所示的拍攝圖像作為評價對象，來比較本實施形態的熔渣檢測方法、及專利文獻2所記載的熔渣檢測方法。
具體而言，在本實施形態的熔渣檢測方法中，如前所述，是針對依圖5A所示的拍攝圖像而製作的圖5B所示的直方圖，來判定最大峰值點P是對應於熔鋼流F中存在的熔渣S。並且，如圖8所示，藉由以上述之式(1)表示的第1直線L1，來判定位於施加有陰影線的區域之像素是對應於熔渣S。
在圖8所示的例子中，309個像素被判定成對應於熔渣S。
另一方面，若利用專利文獻2所記載的熔渣檢測方法，則圖5B所示的直方圖中的最大峰值點P會被視為對應於熔鋼流F中存在的熔鋼M。如前所述，在專利文獻2所記載的熔渣檢測方法中，是將也考慮了最大峰值點P的橫軸方向的偏差σ之濃度值N1以上的像素判定為熔鋼M，且將對濃度值N1加上偏離值B的濃度值N2以上的像素判定為熔渣S。若將濃度值置換為溫度，在專利文獻2所記載的熔渣檢測方法中，是將也考慮了最大峰值點P的橫軸方向的偏差σ之溫度N1以上的像素判定為熔鋼M，且將對溫度N1加上偏離值B的溫度N2以上的像素判定為熔渣S。在此，由於在專利文獻2所記載的熔渣檢測方法中是將最 大峰值點P視為對應於熔鋼M，因此將偏離值B設定成2σ以上(亦即，將溫度N2設定成最大峰值點P的溫度+σ以上)較為妥當，其中該偏離值B是用於區別對應於熔鋼M的像素及對應於熔渣S的像素。在本評價中，是將熔渣S的檢測誤差成為最小的最小值2σ作為偏離值B使用。又，將σ設定成：在圖5B所示的直方圖中，假設最大峰值點P的溫度以上的像素數分布為常態分布，則從最大峰值點P的溫度至溫度N2(最大峰值點P的溫度+σ)的像素數之和，除以最大峰值點P的溫度以上的像素數之和的值，會成為約68%。
圖10A及圖10B是用於說明專利文獻2所記載的熔渣檢測方法之圖。圖10A顯示直方圖，圖10B顯示拍攝圖像(平均圖像)。圖10A所示的直方圖和圖5B或圖8所示的直方圖是相同的。圖10B所示的拍攝圖像和圖5A所示的拍攝圖像是相同的。根據專利文獻2所記載的熔渣檢測方法，是判定在圖10A中位於施加有陰影線的區域之像素是對應於熔渣S。根據本評價，是判定在圖10B中位於粗虛線包圍的像素區域之50個像素是對應於熔渣S。
圖5A所示的拍攝圖像中之對應於熔鋼流F的像素數為465個。由於對應於熔鋼流F的像素區域整體之溫度超過作業溫度，因此若假設對應於熔鋼流F的像素區域整體是對應於熔渣S，則可以將對應於熔渣S的像素數之真實數值視為465個。從而，若將上述之465個設為對應於熔渣S的像素數之真實數值，則在本實施形態的熔渣檢測方法中，誤差為真實數值的-33.5%((309-465)/465×100= -33.5)，相對於此，在專利文獻2所記載的熔渣檢測方法中，誤差為真實數值的-89.2%((50-465)/465×100=-89.2)。因此，可以說和專利文獻2所記載的熔渣檢測方法相比，根據本實施形態的熔渣檢測方法，能夠以較佳的精度來檢測熔鋼流F中的熔渣S。這點在視覺上也可清楚得知：圖5A所示的粗虛線和圖10B所示的粗虛線相比，更接近於被認為存在有熔渣S的熔鋼流F之像素區域的輪廓。
再者，若將對應於熔渣S的像素數之真實數值換算為面積(實際尺寸)，則1像素的面積約為9cm2，故成為9×465=4185cm2。若單純地將此換算為體積(假設熔渣S在拍攝機構1之視軸方向的尺寸和在拍攝機構1之視野面中的尺寸為相同並換算)，則成為(4185)3/2=270734cm3=270734×10-6m3。從而，若將熔渣S的比重設為2×10-3m3/kg，則熔渣S的質量會成為(270734×10-6)/(2×10-3)=135kg。
同樣地，若將以本實施形態的熔渣檢測方法檢測的熔渣S換算為質量，則成為73kg(真實數值的54.1%)，若將以專利文獻2所記載的熔渣檢測方法檢測的熔渣S換算為質量，則成為5kg(真實數值的3.7%)。亦即，根據本實施形態的熔渣檢測方法，在質量上為-45.9%的誤差，和產生-96.3%的誤差之專利文獻2所記載的方法相比，可以說能夠以較佳的精度來檢測熔鋼流F中的熔渣S。
以上，雖然說明了本發明的實施形態，但上述實施形態只是作為例子來提示的實施形態，本發明的範 圍並不僅限定於上述實施形態。上述實施形態能夠以其他各種的形態來實施，在不脫離發明的主旨之範圍內，可以進行各種省略、置換、及變更。上述實施形態或其變形是包含在發明的範圍或主旨中，且同樣地也包含在申請專利範圍所記載的發明及其均等的範圍內。
例如，在上述實施形態中，顯示了以通過最大峰值點P且具有正的斜率之第1直線L1來表示第1閾值的情況。有關於閾值的決定方法，從以更高精度來檢測熔渣的觀點來看，較理想的是，針對熔鋼及熔渣的峰值分別以高斯分布等來進行比對(fitting)以決定。但是，藉由像這樣的方法，計算時間會變長，在工業上並不理想。因此，藉由以直線來表示第1閾值，即可更簡易地決定閾值。
又，第1閾值及第2閾值並不限定於以第1直線L1及第2直線L2來表示的情況。例如，第1閾值及第2閾值也可以由正交於橫軸的直線(斜率為無限大的直線)來表示，該直線是已考慮最大峰值點的橫軸方向的偏差之直線。

Claims (5)

  1. 一種熔鋼流中的熔渣檢測方法，其特徵在於：具有：拍攝步驟，對從轉爐朝向盛鋼桶流出之包含熔鋼及熔渣的熔鋼流逐次進行拍攝，以取得複數個拍攝圖像；直方圖製作步驟，針對前述各拍攝圖像來製作直方圖，該直方圖是將濃度參數作為橫軸，且將像素數作為縱軸，其中該濃度參數是對應於構成前述各拍攝圖像的各像素的濃度之參數，該像素數是具有前述濃度參數的前述像素之合計數；最大峰值點檢測步驟，針對前述各直方圖，檢測前述像素數為最大值的最大峰值點；及最大峰值點種類判定步驟，判定前述各直方圖的最大峰值點是對應於前述熔渣或前述熔鋼的哪一個，當在前述最大峰值點種類判定步驟中，判定第n張(n≧2)拍攝圖像之直方圖的最大峰值點Pn時：在變化量△T為規定值以上的情況下，判定前述最大峰值點Pn是對應於前述熔渣，其中該變化量△T是前述最大峰值點Pn的濃度參數Tn相對於第n-1張拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點Pn-1的濃度參數Tn-1的變化量；另一方面，在前述變化量△T小於前述規定值的情況下，若變化量△T’為前述規定值以上，則判定前述最大峰值點Pn是對應於前述熔渣，若前述變化量△T’小於前述規定值，則判定前述最大峰值點Pn是對應於前述熔鋼，其中該變化量△T’是前述濃度參數Tn相對於最大峰值點Pj的濃度參數Tj的變化量，該最大峰值點Pj是最大峰值點被判定為前述熔鋼的第j張(j≦n-1)拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點。
  2. 如請求項1之熔鋼流中的熔渣檢測方法，其中在前述最大峰值點種類判定步驟中，作為前述最大峰值點Pj，是使用下述拍攝圖像之直方圖中的最大峰值點：比前述第n張拍攝圖像更之前取得且取得順序最接近於前述第n張拍攝圖像、並且最大峰值點被判定為前述熔鋼的拍攝圖像。
  3. 如請求項1或2之熔鋼流中的熔渣檢測方法，其更具有：第1判定步驟，在前述最大峰值點種類判定步驟中已判定前述最大峰值點是對應於前述熔渣的情況下，判定具有小於第1閾值的濃度參數的像素是對應於前述熔鋼，且判定具有前述第1閾值以上的濃度參數的像素是對應於前述熔渣，其中該第1閾值是以前述最大峰值點為基準而決定；及第2判定步驟，在前述最大峰值點種類判定步驟中已判定前述最大峰值點是對應於前述熔鋼的情況下，判定具有第2閾值以下的濃度參數的像素是對應於前述熔鋼，且判定具有比前述第2閾值更大的濃度參數的像素是對應於前述熔渣，其中該第2閾值是以前述最大峰值點為基準而決定。
  4. 如請求項3之熔鋼流中的熔渣檢測方法，其中前述第1閾值在前述直方圖中是以第1直線來表示，該第1直線通過前述最大峰值點且具有正的斜率，前述第2閾值在前述直方圖中是以第2直線來表示，該第2直線通過前述最大峰值點且具有負的斜率，前述第2直線的斜率的絕對值比前述第1直線的斜率的絕對值更大。
  5. 如請求項4之熔鋼流中的熔渣檢測方法，其中前述第1直線是下述之直線：在具有小於前述像素數閾值的前述像素數、且具有相對於前述最大峰值點的前述濃度參數更小規定值以上的濃度參數的點當中，通過濃度參數為最大的峰值點、及前述最大峰值點，前述第2直線的斜率的絕對值是前述第1直線的斜率的絕對值之1.5~2.5倍。
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