(57)【要約】【課題】微粉炭の吹き込み状況を精度よく判定可能な微粉炭吹き込み状況監視方法及び微粉炭吹き込み状況監視装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態である吹き込み状況監視処理では、大エリア設定部７７ａが、撮像画像中に映るランスの先端部を含むようにレースウェイの画像内に大エリアを設定し、小エリア分割部７７ｂが、ランスの先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、大エリアを小エリアに分割し、代表輝度計測部７７ｃが、小エリアの代表輝度を検出し、吹き込み形状検出部７７ｄが、代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出し、拡散度検出部７７ｅが、微粉炭の吹き込み形状から微粉炭の拡散度を算出し、吹き込み状況検知部７７ｆが、拡散度から微粉炭の吹き込み状況を検知する。【選択図】図２
2018154887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の羽口先から高炉の内部に吹き込まれる微粉炭の吹き込み状況を監視する微粉炭吹き込み状況監視方法であって、
前記高炉の羽口に設けられた覗き窓を通してレースウェイの画像を撮像する撮像ステップと、
撮像画像中に映るランスの先端部を含むように前記レースウェイの画像内に大エリアを設定する大エリア設定ステップと、
前記ランスの先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、前記大エリアを複数の小エリアに分割する小エリア分割ステップと、
各小エリアの代表輝度を検出する代表輝度計測ステップと、
前記代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出する吹き込み形状検出ステップと、
前記微粉炭の吹き込み形状から前記微粉炭の拡散度を算出する拡散度検出ステップと、
前記拡散度から前記微粉炭の吹き込み状況を検知する微粉炭吹き込み状況検知ステップと、
を含むことを特徴とする微粉炭吹き込み状況監視方法。
【請求項２】
前記代表輝度計測ステップの直後に前記撮像画像中の最大輝度と各小エリアの代表輝度との比をそれぞれ計算する輝度比計算ステップと、小エリア毎の前記輝度比を比較する輝度比比較ステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の微粉炭吹き込み状況監視方法。
【請求項３】
前記代表輝度は前記小エリアの平均輝度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の微粉炭吹き込み状況監視方法。
【請求項４】
前記代表輝度は前記小エリアの最大輝度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の微粉炭吹き込み状況監視方法。
【請求項５】
高炉の羽口先から高炉の内部に吹き込まれる微粉炭の吹き込み状況を監視する微粉炭吹き込み状況監視装置であって、
前記高炉の羽口に設けられた覗き窓を通してレースウェイの画像を撮像する撮像手段と、
撮像画像中に映るランスの先端を含むように前記レースウェイの画像内に大エリアを設定する大エリア設定手段と、
前記ランスの先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、前記大エリアを複数の小エリアに分割する小エリア分割手段と、
各小エリアの代表輝度を検出する代表輝度計測手段と、
前記代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出する吹き込み形状検出手段と、
前記微粉炭の吹き込み形状から前記微粉炭の拡散度を算出する拡散度検出手段と、
前記拡散度から前記微粉炭の吹き込み状況を検知する微粉炭吹き込み状況検知手段と、
を備えることを特徴とする微粉炭吹き込み状況監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の羽口先から高炉の内部に吹き込まれる微粉炭の吹き込み状況を監視する微粉炭吹き込み状況監視方法及び微粉炭吹き込み状況監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定した高炉操業を実現するための判断基準の１つとして、高炉の羽口を介して観察される高炉内のレースウェイ部の輝度情報が挙げられる。レースウェイ部の輝度情報は、炉熱の高低や微粉炭の燃焼度、未溶融鉱石の落下情報といった高炉の操業上重要な情報を含んでいる。羽口を介した輝度情報の観察は、１日に数回程度、オペレータが覗き窓から覗くことによって行う官能検査により実施されている。近年では、羽口近傍にカメラを設置し、このカメラによって撮影される画像（羽口画像）を監視室内でモニタ表示して集中監視する場合が多い。
【０００３】
羽口は高炉の周方向に複数設けられている。覗き窓から直接覗く場合及び監視室で集中監視する場合のいずれの場合も、オペレータが継続して全羽口について高炉内部の状況を監視することは困難である。そこで、覗き窓にＣＣＤカメラやビデオカメラ、放射温度計等を設置して、高炉内部の状況を監視する技術の開発が行われている。覗き窓からは微粉炭や都市ガス等を吹き込むランスの先端の状況を観察することができる。
【０００４】
微粉炭は、炉頂から装入される還元材としてのコークスを補うため、羽口から熱風と一緒に炉内に吹き込み燃焼させる。微粉炭の燃焼が滞った場合、炉内に吹き込んだ熱風の流路が制限されるため、炉熱が下がる等、炉況への影響がある。また、微粉炭の吹き込みが意図せず行われなかった場合は、還元材が不足することになり、鉄鉱石が十分に還元されない等の影響がある。
【０００５】
このような背景から、特許文献１には、赤外線カメラを羽口前に設置して、羽口内の温度分布を画像処理で連続して記録し羽口内の温度分布を複数の範囲に分割したときの温度毎面積比のデータと微粉炭の燃焼度のデータとを求め、温度毎面積比と微粉炭の燃焼度の値との組合せに対応して予め定められた評価値との比較によって判断する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、高炉羽口近傍に設置したカメラによって撮影された羽口画像から高炉の異常を検知する技術が開示されている。この技術は、事前にカメラで撮影された羽口画像を複数のエリアに分割し、各エリアの各画素の輝度値に基づいて代表輝度を決定し、その代表輝度によって定まる代表輝度ベクトルを時系列で収集するステップと、時系列で収集した代表輝度ベクトルの主成分分析を行い、主成分ベクトルを抽出するステップと、操業時においてカメラによって撮影された羽口画像から代表輝度ベクトルを収集し、代表輝度ベクトルから主成分ベクトル方向に下した垂線の長さを評価値として算出するステップと、評価値を所定の閾値と比較して高炉の異常を検知するステップと、を含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２５６７０５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／０１５９３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で開示された技術は、エリアに分割してエリア毎の温度を求めるのではなく、温度領域毎の面積比を求めている。生鉱落ち（特許文献１には微粉炭が燃焼不十分となることによって起こる現象という記載があるが、一般には羽口先に形成されるレースウェイ上部から落下してくる未溶融鉱石のことを指す）は羽口先の外縁部でみられることもあり、こうした現象が外乱となるため、微粉炭の燃焼度を正確に評価することができない。
【０００９】
また、特許文献２で開示された技術では、微粉炭が正常に吹き込まれているときのエリアの代表輝度値をもとに異常な吹き込み状況を判定するが、吹き込み方向が変化したことが異常として検知されるだけなので、吹き込まれた微粉炭の拡散状況やこれをもとにした燃焼状況を評価することができない。
【００１０】
本発明の目的は、微粉炭の吹き込み状況を精度よく判定可能な微粉炭吹き込み状況監視方法及び微粉炭吹き込み状況監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る微粉炭吹き込み状況監視方法は、高炉の羽口先から高炉の内部に吹き込まれる微粉炭の吹き込み状況を監視する微粉炭吹き込み状況監視方法であって、前記高炉の羽口に設けられた覗き窓を通してレースウェイの画像を撮像する撮像ステップと、撮像画像中に映るランスの先端部を含むように前記レースウェイの画像内に大エリアを設定する大エリア設定ステップと、前記ランスの先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、前記大エリアを複数の小エリアに分割する小エリア分割ステップと、各小エリアの代表輝度を検出する代表輝度計測ステップと、前記代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出する吹き込み形状検出ステップと、前記微粉炭の吹き込み形状から前記微粉炭の拡散度を算出する拡散度検出ステップと、前記拡散度から前記微粉炭の吹き込み状況を検知する微粉炭吹き込み状況検知ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る微粉炭吹き込み状況監視方法は、上記発明において、前記代表輝度計測ステップの直後に前記撮像画像中の最大輝度と各小エリアの代表輝度との比をそれぞれ計算する輝度比計算ステップと、小エリア毎の前記輝度比を比較する輝度比比較ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る微粉炭吹込み状況監視方法は、上記発明において、前記代表輝度は前記小エリアの平均輝度であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る微粉炭吹込み状況監視方法は、上記発明において、前記代表輝度は前記小エリアの最大輝度であることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る微粉炭吹き込み状況監視装置は、高炉の羽口先から高炉の内部に吹き込まれる微粉炭の吹き込み状況を監視する微粉炭吹き込み状況監視装置であって、前記高炉の羽口に設けられた覗き窓を通してレースウェイの画像を撮像する撮像手段と、撮像画像中に映るランスの先端を含むように前記レースウェイの画像内に大エリアを設定する大エリア設定手段と、前記ランスの先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、前記大エリアを複数の小エリアに分割する小エリア分割手段と、各小エリアの代表輝度を検出する代表輝度計測手段と、前記代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出する吹き込み形状検出手段と、前記微粉炭の吹き込み形状から前記微粉炭の拡散度を算出する拡散度検出手段と、前記拡散度から前記微粉炭の吹き込み状況を検知する微粉炭吹き込み状況検知手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る微粉炭吹き込み状況監視方法及び微粉炭吹込み状況監視装置によれば、微粉炭の吹き込み状況を実画像に映った微粉炭の吹き込み形状から判定するので、微粉炭の吹き込み状況を精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置が適用される高炉の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、羽口カメラによって撮像される撮像画像の概念図である。
【図５】図５は、小エリアの分割方法を説明するための概念図である。
【図６】図６は、微粉炭の吹き込み形状のパターンを示す模式図である。
【図７】図７は、小エリアの列毎の輝度分布を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置の構成及びその動作について詳細に説明する。
【００１９】
〔高炉の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置が適用される高炉の構成について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置１０（図２参照）が適用される高炉１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、高炉１は、炉頂から鉄鉱石２１とコークス２３とを装入し、炉底で得られた銑鉄（溶銑）２５をスラグ２７と分離して炉外へ排出するものであり、炉下部に設けられた羽口１１から熱風を吹き込み、コークス２３を熱源として鉄鉱石２１を還元・溶解して溶銑２５を得る。スラグ２７は、溶銑２５よりも比重が小さいため溶銑２５の上層に分離する。
【００２１】
この高炉１において、羽口１１には、熱風を送風するための送風管１３の一端が接続されている。送風管１３の途中には、送風管１３を貫通してランス１５が設置されており、このランス１５によって熱風中に微粉炭が投入される（矢印Ｙ１１）。送風管１３内を送風される熱風（矢印Ｙ１３）は、微粉炭と共に羽口１１から高炉１の内部へと導入され、主として羽口１１の熱風送風方向先方のレースウェイ１７と呼ばれる燃焼空間において燃焼に寄与する。
【００２２】
送風管１３の羽口１１と対向する他端側には、羽口観察ユニット３が設置されている。この羽口観察ユニット３は、操業中の高炉１の状況、具体的には、送風管１３内の様子や羽口１１を介して高炉１内の様子（炉況）を撮影するための羽口カメラ（カメラ）３１と、高炉１の状況を目視によって観察するための覗き窓３３と、図１中に一点鎖線で示す光路を羽口カメラ３１側と覗き窓３３側とに分岐させるためのハーフミラー３５とを設置してユニット化したものである。
【００２３】
ここで、羽口１１は、高炉１の周方向に複数配列されて設けられており、羽口観察ユニット３は、これら複数の羽口１１と一端が接続された送風管１３の他端側の全部又は一部に設置され、各々の羽口カメラ３１が微粉炭吹き込み状況監視装置１０を構成している。
【００２４】
〔微粉炭吹き込み状況監視装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置の構成について説明する。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置の構成を示す模式図であり、高炉１の周方向に配列された羽口１１と、羽口観察ユニット３として設置される羽口カメラ３１との位置関係を併せて示している。図２に示すように、本実施形態では、高炉１の周方向に沿って略等間隔で選択された８つの羽口１１に羽口カメラ３１（３１−１〜３１−８）を設置している。各羽口カメラ３１は、高炉１の状況を撮影した羽口画像の画像データを随時画像取得装置５に出力する。なお、羽口カメラ３１は、少なくとも複数の羽口１１に設置されていればよく、どの羽口１１に設置するのかやその数は適宜設定してよい。
【００２６】
本発明の一実施形態である微粉炭吹き込み状況監視装置１０は、上記したように複数（例えば８つ）の羽口１１に設置された複数の羽口カメラ３１と、画像取得装置５と、画像処理装置７と、を備えている。画像取得装置５及び画像処理装置７は、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータを用いて実現される。
【００２７】
画像取得装置５は、高炉１の操業中に各羽口カメラ３１により連続的に撮影される羽口画像（動画）の画像データを随時取り込んで画像処理装置７に転送する。
【００２８】
画像処理装置７は、主な機能部として、入力部７１と、表示部７３と、記録部７５と、処理部７７と、を備えている。
【００２９】
入力部７１は、高炉１の異常検知等に必要な情報を入力するためのものであり、操作入力に応じた入力信号を処理部７７に出力する。この入力部７１は、キーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置によって実現される。表示部７３は、例えば各羽口カメラ３１により撮影される羽口画像のモニタ表示や、高炉１の異常報知等を行うためのものであり、処理部７７から入力される表示信号に基づいて各種画面を表示する。この表示部７３は、ＬＣＤやＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置によって実現される。
【００３０】
記録部７５は、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵又はデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリカード等の情報記録媒体及びその読み書き装置等によって実現され、用途に応じた記録装置を適宜採用して用いることができる。この記録部７５には、画像処理装置７を動作させ、この画像処理装置７が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が事前に記録され、あるいは処理の都度一時的に記録される。
【００３１】
処理部７７は、ＣＰＵ等で実現され、入力部７１から入力される入力信号、記録部７５に記録されるプログラムやデータ等に基づいて、画像処理装置７を構成する各部への指示やデータの転送等を行って画像処理装置７の動作を制御する。この処理部７７は、大エリア設定部７７ａ、小エリア分割部７７ｂ、代表輝度計測部７７ｃ、吹き込み形状検出部７７ｄ、拡散度検出部７７ｅ、及び吹き込み状況検知部７７ｆを備え、羽口画像を画像処理して微粉炭の吹き込み状況を監視する処理を行う。
【００３２】
このような構成を有する微粉炭吹き込み状況監視装置１０は、以下に示す吹き込み状況監視処理を実行することによって、微粉炭の吹き込み状況を精度よく判定する。以下、図３を参照して、吹き込み状況監視処理を実行する際の微粉炭吹き込み状況監視装置１０の動作について説明する。
【００３３】
〔吹き込み状況監視処理〕
図３は、本発明の一実施形態である吹き込み状況監視処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、入力部７１を介して画像処理装置７に対して吹き込み状況監視処理の実行指示が入力されたタイミングで開始となり、吹き込み状況監視処理はステップＳ１の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ１の処理では、各羽口カメラ３１が、覗き窓１１を通してレースウェイ１７の画像を撮像し、画像取得装置５が、各羽口カメラ３１によって撮像されたレースウェイ１７の画像を画像処理装置７に転送する。図４は、羽口カメラ３１によって撮像される撮像画像の概念図である。図４に示すように、レースウェイ１７の画像を撮像する際には、羽口内画像Ｇの中央部にランス１５の先端が映るように各羽口カメラ３１の位置を調整しておく。また、ランス１５はレースウェイ１７に比べて温度が低いので、レースウェイ１７の様子が映るよう各羽口カメラ３１の露出等が調整されているときは、ランス１５は影のように黒く映る。これはランス１５から吹き込まれる微粉炭も同様である。また、ランス１５はその本数により、羽口カメラ３１の視野の右から左へ敷設されている場合や羽口カメラ３１の視野の上から斜めに映る場合等がある。本実施形態では、ランス１５が羽口カメラ３１の視野の右から左へ敷設されている場合について説明する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、吹き込み状況監視処理はステップＳ２の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ２の処理では、大エリア設定部７７ａが、羽口内画像Ｇ中に映るランス１５の先端を含むようにレースウェイ１７の画像中に大エリアを設定する。具体的には、前述した通り、ランス１５の先端の輪郭は、レースウェイ１７との比較により明瞭に確認することができる。従って、大エリア設定部７７ａは、ランス１５の先端部を含むようにレースウェイ１７の画像中に四角形状の大エリアを設定する。このとき、予め最大どの程度まで微粉炭が拡散するか確認しておき、大エリアの大きさを微粉炭の拡散領域を十分網羅できる大きさとすることが望ましい。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、吹き込み状況監視処理はステップＳ３の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ３の処理では、小エリア分割部７７ｂが、ランス１５の先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、ステップＳ２の処理によって設定された大エリアを複数の小エリアに分割する。具体的には、図５に示すように、小エリア分割部７７ｂは、ランス１５の先端中央部に接するような四角形を小エリアＡ２として設定する。以下では、この小エリアＡ２を基準小エリアＡ２と呼ぶこととする。そして、小エリア分割部７７ｂは、基準小エリアＡ２で設定した四角形を基準として大エリアＡ１を複数の小エリアに分割する。なお、大エリアＡ１を小エリアで分割した際、大エリアの外縁部に余剰部が生じる場合には、小エリアの大きさに準じて分割する。このとき、小エリアの一辺は、ランス１５の先端の直径に相当する画素数よりも小さく設定し、ランス１５の先端の直径に相当する画素数の１／２より小さくすることが望ましい。これは、吹き込まれる微粉炭の流れが細い場合でも、小エリアに微粉炭の像が映るようにするためである。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、吹き込み状況監視処理はステップＳ４の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ４の処理では、代表輝度計測部７７ｃが、各小エリアの代表輝度を検出する。具体的には、代表輝度計測部７７ｃは、各小エリアの平均輝度又は最大輝度を各小エリアの代表輝度として算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、吹き込み状況監視処理はステップＳ５の処理に進む。
【００３８】
ステップＳ５の処理では、吹き込み形状検出部７７ｄは、ステップＳ４の処理によって算出された各小エリアの代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出する。具体的には、本発明の発明者らは、微粉炭の吹き込み形状が図６（ａ）〜（ｄ）に示す４つのパターンに大別されることを知見した。すなわち、図６（ａ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭の像がなく、図６（ｂ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭Ｃは拡散せず、落下する。また、図６（ｃ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭Ｃは拡散して吹き込まれるが、微粉炭Ｃの外縁部の輪郭は明瞭であり、図６（ｄ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭Ｃは拡散して吹き込まれるが、微粉炭Ｃの外縁部は不明瞭である。
【００３９】
そして、図６（ａ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、送風管１３のどこかにつまりが生じている可能性がある。また、図６（ｂ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭は吹き込まれているものの、微粉炭の拡散性が十分でないために微粉炭は周囲の酸素に触れにくく、微粉炭の燃焼が進まない可能性がある。また、図６（ｃ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、送風管１３が変形する等して微粉炭が酸素に十分に触れにくい状況がある可能性がある。また、図６（ｄ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭の拡散性がよく、微粉炭の外縁部が酸素に触れてよく燃焼している状況を示している。
【００４０】
このとき、小エリアの輝度は以下のように変化すると考えられる。すなわち、図６（ａ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、小エリア間で代表輝度の差がない。図６（ｂ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭はそのまま降下していくので、小エリアの縦方向の代表輝度を比較すると、左の列ほど、高輝度で小エリア毎の変化はなく、ランス１５の先端に近い小エリアではランス１５の先端より上側の輝度は高いが、ランス１５の先端から下側の小エリアでは輝度が大きく低下する。
【００４１】
図６（ｃ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、微粉炭は扇状に拡散するので左端に近い小エリアの列では低輝度の範囲が広く、ランス１５の先端に近づくと、低輝度の範囲は狭くなっていく。また、上から下に向かう方向の輝度の変化は急激となる。図６（ｄ）に示す微粉炭の吹き込み形状では、左右方向の輝度の分布は、図６（ｃ）に示す微粉炭の吹き込み形状と同様に左端に近い小エリアの列では低輝度の範囲が広く、ランス１５の先端に近い右側へ近づくと、低輝度の範囲は狭くなっていく。また、図６（ｄ）では、微粉炭の流れの先端付近の密度は低く、流れの中心に近い場所においても比較的輝度が高いため、輝度変化は緩やかとなる。図７は、小エリアの列毎の輝度分布を示す模式図である。図７（ｂ）〜（ｅ）の各グラフは、図７（ａ）の縦方向に並んだ小エリアの代表輝度を抽出することにより作成した列毎の輝度の変化を示している。
【００４２】
そこで、吹き込み形状検出部７７ｄは、小エリアの代表輝度の最大値及び最小値を用いて代表輝度の平均値を算出し、着目した小エリアについて、代表輝度の平均値を閾値として、代表輝度が閾値より低い場合はその小エリア内に微粉炭が存在し、代表輝度が閾値より高い場合にはその小エリアには微粉炭が存在しないと判定する。なお、炉熱の増減によって、羽口内画像全体の輝度が上下する。このときは、羽口内画像全体の最大輝度と各小エリアの代表輝度との比を計算する。そして、微粉炭の拡散領域は輝度の閾値ではなく、輝度比の比較により設定する。特に羽口内画像全体の輝度が変化する場合には、最大輝度との輝度比で比較、判断することが好ましい。こうして、時間的な輝度の変動に左右されず、全体的な輝度が変化しても、正確に微粉炭の吹込み形状を比較、評価することができる。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、吹き込み状況監視処理はステップＳ６の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ６の処理では、拡散度検出部７７ｅが、ステップＳ５の処理によって検出された微粉炭の吹き込み形状から微粉炭の拡散度を算出する。具体的には、実際の操業における微粉炭の吹き込み状況は、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す状況、又は、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示す状況の中間的な場合もあると考えられる。このため、微粉炭の拡散度を指標化して吹き込み状況を判定することが望ましい。以下、拡散度の算出方法について説明する。いま複数の小エリアがｍ行ｎ列からなっているとすると、基準小エリアＡ２は（ｍ／２，ｎ）の座標位置に配置するとよい。また、できるだけ広範囲の微粉炭が降下していく領域をカバーすることが望ましい。ここで、ランス１５の先端から一番離れた位置の小エリアのうち、左上の小エリアを（１，１）として、小エリア毎に番号を振る。この場合、右下の小エリアが（ｍ，ｎ）となる。また、行方向のｉ番目及び列方向のｊ番目の小エリアは（ｉ，ｊ）という番号をつける。
【００４４】
次に列毎の代表輝度の平均を求めるが、このとき、前述の図６（ａ）〜（ｄ）に示す状況の検討の結果、微粉炭は降下するので、ｉ＞ｍ／３となる小エリアの代表輝度に着目する。但し、このとき羽口１１の内壁が映りこむ小エリアは予め計算から除外する。そして、ｊ列目のｉ＞ｍ／３となる小エリアの平均輝度をＡ（ｊ）（ｊ＝１，２，３，…，ｎ）とする。平均輝度Ａ（１）から順番に平均輝度Ａ（ｎ）まで調べ、予め設定した閾値を下回った行数をカウントする。このときカウントした合計値を拡散度とする。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、吹き込み状況監視処理はステップＳ７の処理に進む。
【００４５】
ステップＳ７の処理では、吹き込み状況検知部７７ｆが、ステップＳ６の処理によって算出された拡散度から微粉炭の吹き込み状況を検知する。具体的には、吹き込み状況検知部７７ｆは、拡散度が小さいほど、微粉炭が拡散せず、燃焼性が低下していると判断する。また、吹き込み状況検知部７７ｆが、複数の羽口１１の拡散度を比較し、ある羽口１１のみ著しく拡散度が低下している場合、送風管１３に詰まりが生じていると判断する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連の吹き込み状況監視処理は終了する。
【００４６】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である吹き込み状況監視処理では、大エリア設定部７７ａが、撮像画像中に映るランス１５の先端部を含むようにレースウェイ１７の画像内に大エリアを設定し、小エリア分割部７７ｂが、ランス１５の先端の幅に対応する画素数以下の長さを一辺とする四角形を単位として、大エリアを小エリアに分割し、代表輝度計測部７７ｃが、小エリアの代表輝度を検出し、吹き込み形状検出部７７ｄが、代表輝度から微粉炭の吹き込み形状を検出し、拡散度検出部７７ｅが、微粉炭の吹き込み形状から微粉炭の拡散度を算出し、吹き込み状況検知部７７ｆが、拡散度から微粉炭の吹き込み状況を検知する。これにより、微粉炭の吹き込み状況を実画像に映った微粉炭の吹き込み形状から判定するので、微粉炭の吹き込み状況を精度よく判定することができる。
【００４７】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１  高炉
５  画像取得装置
７  画像処理装置
１０  微粉炭吹き込み状況監視装置
１１  羽口
１３  送風管
１５  ランス
１７  レースウェイ
３１  羽口カメラ
７１  入力部
７３  表示部
７５  記録部
７７  処理部
７７ａ  大エリア設定部
７７ｂ  小エリア分割部
７７ｃ  代表輝度計測部
７７ｄ  吹き込み形状検出部
７７ｅ  拡散度検出部
７７ｆ  吹き込み状況検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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