(57)【要約】【課題】煙などの外乱でも検出精度が低下することなく、転炉からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する。【解決手段】転炉１からの排出流を可視カメラ８及び赤外線カメラ７で撮像し、赤外線カメラ７の赤外画像の予め設定された指定範囲で、予め設定された温度閾値Ｎ以上の温度の高温度画素数Ａを算出すると共に、可視カメラ８の可視画像の同じく予め設定された指定範囲で、予め設定された輝度閾値Ｍ以上の輝度の高輝度画素数Ｂを算出し、指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数比ｂから指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数比ａを減じた画総数比差が規定値ｘ以上であれば排出流が主として溶銑又は溶鋼であると判定し、規定値ｘ未満であれば主としてスラグであると判定する。【選択図】図３
2016030850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算処理機能を有する計算機を用いて転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する転炉排出流判定装置であって、
前記転炉から排出される排出流を赤外領域で撮像する赤外撮像装置と、
前記赤外撮像装置で撮像される撮像範囲と同等の撮像範囲で前記転炉から排出される排出流を可視領域で撮像する可視撮像装置と、
前記赤外撮像装置で撮像された前記排出流の予め設定された指定範囲で、予め設定された温度閾値以上の温度の高温度画素数を算出する高温度画素数算出部と、
前記可視撮像装置で撮像された前記排出流の前記予め設定された指定範囲で、予め設定された輝度閾値以上の輝度の高輝度画素数を算出する高輝度画素数算出部と、
前記高温度画素数算出部で算出された高温度画素数及び前記高輝度画素数算出部で算出された高輝度画素数の差、又は前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数の比及び前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数の比の差を前記高輝度画素数の比で除した値に基づいて、前記転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する判定部と
を備えたことを特徴とする転炉排出流判定装置。
【請求項２】
前記高輝度画素数算出部で算出された高輝度画素数から前記高温度画素数算出部で算出された高温度画素数を減じた差、又は前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数の比から前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数の比を減じた差を更に前記高輝度画素数の比で除した値が、予め設定された規定値以上である場合には前記転炉から排出される排出流が主として溶銑又は溶鋼であると判定し、前記予め設定された規定値未満である場合には前記転炉から排出される排出流が主としてスラグであると判定することを特徴とする請求項１に記載の転炉排出流判定装置。
【請求項３】
前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数の比及び前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数の比の差を更に前記高輝度画素数の比で除した値に基づいて、前記転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかの判定は、前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数と前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数とが異なる場合であることを特徴とする請求項１又は２に記載の転炉排出流判定装置。
【請求項４】
前記高温度画素数算出部で算出された高温度画素数及び前記高輝度画素数算出部で算出された高輝度画素数の差に基づいて、前記転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかの判定は、前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数と前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数とが同等である場合であることを特徴とする請求項１又は２に記載の転炉排出流判定装置。
【請求項５】
演算処理機能を有する計算機を用いて転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する転炉排出流判定方法であって、
赤外撮像装置によって前記転炉から排出される排出流を赤外領域で撮像すると共に、
可視撮像装置によって前記赤外撮像装置で撮像される撮像範囲と同等の撮像範囲で前記転炉から排出される排出流を可視領域で撮像し、
前記赤外撮像装置で撮像された前記排出流の予め設定された指定範囲で、予め設定された温度閾値以上の温度の高温度画素数を算出するステップと、
前記可視撮像装置で撮像された前記排出流の前記予め設定された指定範囲で、予め設定された輝度閾値以上の輝度の高輝度画素数を算出するステップと、
前記高温度画素数算出部で算出された高温度画素数及び前記高輝度画素数算出部で算出された高輝度画素数の差、又は前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数の比及び前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数の比の差を前記高輝度画素数の比で除した値に基づいて、前記転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定するステップと
を備えたことを特徴とする転炉排出流判定方法。
【請求項６】
転炉に溶銑を装入後、脱珪処理を行い、中間排滓処理を行った後、脱燐処理を行う溶銑予備処理方法であって、転炉を傾けて上部の開口部から脱珪処理後のスラグを排出する際、請求項５に記載の転炉排出流判定方法でスラグ排出の終了を判定し、再び転炉を直立させて溶銑の脱燐処理を行うことを特徴とする溶銑予備処理方法。
【請求項７】
転炉に溶銑を装入後、脱珪処理を行い、中間排滓処理を行った後、脱燐処理を行う転炉予備処理の操業方法であって、転炉を傾けて上部の開口部から脱珪処理後のスラグを排出する際、請求項５に記載の転炉排出流判定方法でスラグ排出の終了を判定し、再び転炉を直立させて溶銑の脱燐処理を行うことを特徴とする転炉予備処理の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉から排出される排出流の判定を行う転炉排出流判定装置、溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法に関し、特に転炉排出流が主としてスラグなのか溶銑又は溶鋼なのかを判定するのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉から出銑された溶銑に対し、脱炭及び不純物の除去及び調整を行って溶鋼を取得する精錬工程は、製鋼の重要なプロセスである。転炉を用いた精錬工程では、生石灰やドロマイトなどの媒溶材を副原料として添加してスラグを形成させ、溶銑中の不純物を取り除く。このような転炉精錬としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この特許文献１に記載される転炉精錬では、脱燐処理後のスラグが残留された転炉内に未処理の溶銑を装入して脱珪処理を行い、脱珪処理後のスラグの一部を転炉外に排出し且つ残部を転炉内に残留させる中間排滓を行い、その転炉内に石灰系媒溶材を添加すると共に吹精して脱燐処理を行う場合に、スラグの塩基度やスラグの排出又は残留量などを規定することで、脱珪及び脱燐処理を効率よく行うことができる。
【０００３】
転炉精錬においては、副産物としてスラグの発生が必要不可欠であるが、スラグが溶鋼中に残ったまま鋳造してしまうと、鋼材の品質低下を招いてしまうため、溶鋼とスラグを分離する必要がある。転炉では、溶鋼とスラグの比重の違いを用いて溶鋼のみを出鋼するようにしているが、出鋼中末期には、スラグを巻き込んだ溶鋼が流出するため、このスラグ流出を検出して出鋼を終了することで、スラグの溶鋼中への混入を抑制している。このスラグ流出の検出方法として多数の提案がなされている。例えば下記特許文献２では、赤外線カメラ７を用いて転炉の排出流を監視し、溶鋼とスラグの放射エネルギーの違いから撮像画像に輝度の閾値を設けてスラグ流出を判定する方法が開示されている。また、下記特許文献３では、ＣＣＤカメラで転炉排出流の輝度を測定し、ヒストグラムを作成して流出スラグを検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４０８３６９号公報
【特許文献２】特許第４４１９８６１号公報
【特許文献３】特許第３５７５７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のようなスラグ排出検出方法では、煙などの外乱で全体的な輝度が低下してしまうと誤検出が生じることや、溶鋼とスラグが混ざり合った部分では検出精度が低下するといった問題がある。また、特許文献１の中間排滓では、できるだけ溶銑を排出しないことが望ましいので、排出流からスラグを検出するだけでなく、溶銑の排出も検出できる排出流判定が求められる。特に、中間排滓では、転炉の出湯口からの（溶鋼）出湯とは異なり、転炉上部の開口部からスラグ排出を行うため、煙などの外乱の影響を受けやすく、また排出流の流量変動が大きく、溶銑の排出を判定しにくい。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、煙や流量変動などの外乱でも検出精度が低下することなく、転炉からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定することが可能な転炉排出流判定装置、転炉排出流判定方法、溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、演算処理機能を有する計算機を用いて転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する転炉排出流判定装置であって、転炉から排出される排出流を赤外領域で撮像する赤外撮像装置と、赤外撮像装置で撮像される撮像範囲と同等の撮像範囲で前記転炉から排出される排出流を可視領域で撮像する可視撮像装置と、赤外撮像装置で撮像された排出流の予め設定された指定範囲で、予め設定された温度閾値以上の温度の高温度画素数を算出する高温度画素数算出部と、可視撮像装置で撮像された排出流の予め設定された指定範囲で、予め設定された輝度閾値以上の輝度の高輝度画素数を算出する高輝度画素数算出部と、高温度画素数算出部で算出された高温度画素数及び高輝度画素数算出部で算出された高輝度画素数の差、又は予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数の比及び予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数の比の差を高輝度画素数の比で除した値に基づいて、転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する判定部とを備えた転炉排出流判定装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の態様によれば、演算処理機能を有する計算機を用いて転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定する転炉排出流判定方法であって、赤外撮像装置によって前記転炉から排出される排出流を赤外領域で撮像すると共に、可視撮像装置によって前記赤外撮像装置で撮像される撮像範囲と同等の撮像範囲で前記転炉から排出される排出流を可視領域で撮像し、前記赤外撮像装置で撮像された前記排出流の予め設定された指定範囲で、予め設定された温度閾値以上の温度の高温度画素数を算出するステップと、前記可視撮像装置で撮像された前記排出流の前記予め設定された指定範囲で、予め設定された輝度閾値以上の輝度の高輝度画素数を算出するステップと、前記高温度画素数算出部で算出された高温度画素数及び前記高輝度画素数算出部で算出された高輝度画素数の差、又は前記予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数の比及び前記予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数の比の差を前記高輝度画素数の比で除した値に基づいて、前記転炉から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定するステップとを備えた転炉排出流判定方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の態様によれば、転炉に溶銑を装入後、脱珪処理を行い、中間排滓処理を行った後、脱燐処理を行うにあたり、転炉を傾けて上部の開口部から脱珪処理後のスラグを排出する際、本発明の転炉排出流判定方法でスラグ排出の終了を判定し、再び転炉を直立させて溶銑の脱燐処理を行う溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、煙や流量変動などの外乱でも検出精度が低下することなく、転炉からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の転炉排出流判定装置が適用された転炉設備の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の転炉精錬の説明図である。
【図３】図１のコンピュータ内で行われる演算処理のフローチャートである。
【図４】図２の中間排滓工程における可視画像及び赤外画像の説明図である。
【図５】図２の中間排滓工程における図３の演算処理による作用の説明図である。
【図６】図２の中間排滓工程における赤外画像閾値処理による作用の説明図である。
【図７】図２の中間排滓工程における可視画像閾値処理による作用の説明図である。
【図８】図２の出鋼工程における可視画像及び赤外画像の説明図である。
【図９】図２の出鋼工程における赤外画像閾値処理による作用の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る転炉排出流判定装置について図面を参照しながら説明する。この実施形態の転炉設備の概略構成を示す図１では、従来既存の転炉（転炉型精錬炉）１が用いられる。この転炉１では、昇降可能な上吹きランス２の先端から酸素を転炉１内の溶銑に向けて吹き付けて上吹きを行う。上吹きには、純酸素が用いられる。また、転炉１の底部に設けられた底吹き羽口３を使って底吹きを行う。底吹きには、酸素、或いはＡｒガスや窒素ガスなどの不活性ガスが一般的である。転炉１には、主として溶銑や媒溶材を装入する開口部４や処理済みの溶銑又は精錬済みの溶鋼を出湯する出湯口５も設けられている。
【００１３】
この実施形態では、前述した特許文献１と同様の転炉精錬を行う。即ち、図２ａに示すように、前回の溶銑の予備処理において生成した脱燐処理終了後のスラグを残留させたまま、転炉１を傾けて、装入鍋１０から新たな溶銑を装入するか、又は、鉄スクラップなどの冷鉄源６を装入した後に溶銑を装入する。次いで、図２ｂに示すように、転炉１を直立させ、上吹きランス２を介して溶銑に酸素を供給し、脱珪処理を行う。この脱珪処理により、溶銑中の珪素は、酸素と反応して脱珪され、その後の脱燐処理における反応効率を高めるのに役立つ。脱珪処理が終了したら、図２ｃに示すように、転炉１を傾けて上部の開口部４から中間排滓処理を行う。この中間排滓は、比重差で浮いているスラグを排出するものであり、脱珪処理で発生した大量の二酸化珪素を含む低塩基度の脱珪処理後スラグを排出する。この中間排滓は、次工程の脱燐処理において、適切なスラグ塩基度に調整するための石灰系媒溶材の使用量を低減するために有効である。
【００１４】
中間排滓は、後述する図３の演算処理によって、転炉１からの排出流が主として溶銑であると判定された時点をもって終了と見なす。中間排滓終了後、図２ｄに示すように、再び転炉１を直立させ、転炉１内に残留させた溶銑に石灰系媒溶材を添加すると共に、酸素源となる酸素吹錬を行って溶銑の脱燐処理を行う。溶銑中の燐は、供給される酸素によって酸化されて燐酸化物となり、この燐酸化物が、石灰系媒溶材の滓化によって生成するスラグ中に安定的に取り込まれて溶銑の脱燐が進行する。脱燐処理を経て溶銑中の燐濃度が予め設定された既定値まで低下したら、図２ｅに示すように、転炉１を出湯口５の設置側に傾転させて、転炉１内の溶銑を出湯する。このような転炉精錬は、高度な演算処理機能を備えたプロセスコンピュータ（計算機）９によって制御される。
【００１５】
この実施形態では、図２ｃの中間排滓で転炉１から排出される排出流を赤外線カメラ７及び可視カメラ８で撮像する。赤外線カメラ７及び可視カメラ８は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いた所謂デジタルカメラであり、集積されている素子の個々が画素として輝度や色合いなどを検出して記録する。このうち可視カメラ８は、可視光線領域の輝度や色合いを検出し、赤外線カメラ７は赤外線領域の温度を検出する。可視カメラ８及び赤外線カメラ７の画角は、中間排滓で排出される排出流の同じ範囲に合わせてある。可視カメラ８で検出された排出流の輝度や赤外線カメラ７で検出された排出流の温度はプロセスコンピュータ９によって読込まれる。なお、この実施形態では、可視カメラ８で撮像された排出流及び赤外線カメラ７で撮像された排出流から同じ指定範囲を抽出したときの両者の画素数が異なる。
【００１６】
図３に示す演算処理は、プロセスコンピュータ９によって中間排滓時に行われる。この演算処理は、中間排滓の終了を判定するために行われ、転炉１からの排出流で主として溶銑が排出されていると判定された時点を中間排滓の終了と見なす。この演算処理は、中間排滓時、オペレータの入力によって開始されて予め設定されたサンプリング周期で繰り返し行われ、まずステップＳ１で同じ範囲に合わせられている赤外線カメラ７の画像と可視カメラ８の画像を同時に取得する。
次にステップＳ２に移行して、ステップＳ１で取得された赤外線カメラ７で撮像された画像及び可視カメラ８で撮像された画像に同じ指定範囲を設定する。この指定範囲の設定は、予め設定されたものであり、赤外線カメラ７及び可視カメラ８の中間排滓時の排出流画像から同じ範囲を抽出するために行う。
【００１７】
次にステップＳ３に移行して、ステップＳ２で設定された指定範囲の赤外線カメラ画像のうち、温度が設定閾値Ｎ以上の温度の高温度画素数Ａを算出する。赤外線カメラ７は、中間排滓時の排出流の温度を検出しているので、各画素で検出された温度が設定閾値Ｎ以上の温度の画素を検出し、その画素数をカウントして高温度画素数Ａとする。ここで、溶銑とスラグの温度はほぼ同じであるが、放射率の違いにより、見かけ上、スラグの温度は溶銑より高温に映る。そのため、設定閾値Ｎの温度は、中間排滓で排出される溶銑の温度より高く且つスラグの温度より低い値に設定している。
【００１８】
次にステップＳ４に移行して、ステップＳ３で算出された高温度画素数Ａを赤外線カメラ画像の指定範囲の画素数Ａ’で除して高温度画素数比ａを算出する。
次にステップＳ５に移行して、ステップＳ２で設定された指定範囲の可視カメラ画像のうち、輝度が設定閾値Ｍ以上の輝度の高輝度画素数Ｂを算出する。可視カメラ８は、中間排滓時の排出流の輝度を検出しているので、各画素で検出された輝度が設定閾値Ｍ以上の輝度の画素を検出し、その画素数をカウントして高輝度画素数Ｂとする。設定閾値Ｍの輝度は、中間排滓で排出されるスラグ及び溶銑の輝度より低い値に設定している。
【００１９】
次にステップＳ６に移行して、ステップＳ５で算出された高輝度画素数Ｂを可視カメラ画像の指定範囲の画素数Ｂ’で除して高輝度画素数比ｂを算出する。
次にステップＳ７に移行して、ステップＳ６で算出された高輝度画素数比ｂからステップＳ４で算出された高温度画素数比ａを減じて画素数比差を算出し、その画素数比差を高輝度画素数比ｂで除した値が予め設定された既定値ｘ以上であるか否かを判定し、高輝度画素数比ｂから高温度画素数比ａを減じた画素数比差を更に高輝度画素数比ｂで除した値が既定値ｘ以上である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
ステップＳ８では、図示しない個別の演算処理によって、転炉からの排出流では主として溶銑が排出されていると判定してから復帰する。
また、ステップＳ９では、図示しない個別の演算処理によって、転炉からの排出流では主としてスラグが排出されていると判定してから復帰する。
【００２０】
この演算処理では、可視カメラ８で撮像した排出流画像（以下、可視画像とも記す）の高輝度画素数比ｂから赤外線カメラ７で撮像した排出流画像（以下、赤外画像とも記す）の高温度画素数比ａを減じた画素数比差が規定値ｘ以上である場合に主として溶銑が排出されていると判定し、規定値ｘ未満である場合に主としてスラグが排出されていると判定する。図４では、中間排滓の後期にあって、転炉の開口部から排出される排出流がスラグから溶銑に変わるときの可視画像及び赤外画像を図４ａ〜図４ｄの順に時系列的に示している。各分図の左側が可視画像、右側が設定閾値Ｎ以上の赤外画像で、各画像の白い方形が指定範囲に相当する。
【００２１】
転炉の開口部から排出されるスラグも溶銑も可視画像では高輝度であるから、設定閾値Ｍ以上の輝度の高輝度部分はスラグか溶銑であると考えられる。一方、前述したように、転炉の開口部から排出されるスラグは、放射率の違いから、同じく排出される溶銑よりも高温に映る。そのため、設定閾値Ｎ以上の高温赤外画像では、主として溶銑が排出されるようになると全体的に輝度が低下している。そのため、可視画像の高輝度画素数比ｂから赤外画像の高温度画素数比ａを減じた画素数比差は、主としてスラグが排出されているときに小さく、主として溶銑が排出されるようになると大きくなる。そして、この画素数比差を高輝度画素数比ｂで除すことにより、排出流中のスラグ流量を規格化することができる。
【００２２】
図５は、図４の中間排滓時における画素数比差を図３の演算処理のサンプリング周期でプロットしたものである。同図において画素数比差が規定値ｘ以上となる時刻Ｔ１で、排出流は主として溶銑が排出されるようになっている。これに対し、図４の中間排滓時における赤外画像の高温度画素数比をプロットした図６では、後述のようにして設定した規定値を時刻Ｔ１よりも早い時刻Ｔ２で下回ってしまい、この時刻Ｔ２で溶銑が排出されたように誤認識している。また、図４の中間排滓時における可視画像の高輝度画素数比をプロットした図７では、高輝度画素数比が大きく増減している。これは、転炉１の開口部４から排出される排出流の流量が安定していないことを示している。
【００２３】
図８は、転炉１の出湯口５から処理済みの溶銑を排出する溶銑排出時の排出流の可視画像及び赤外画像を示すものであり、図の左側が可視画像、図の右側が設定閾値Ｎ以上の赤外画像である。図９は、図８の溶銑排出時における高温度画素数比を図３の演算処理のサンプリング周期でプロットしたものである。出湯口５は、溶銑や溶鋼が安定して排出されるように形成されたものであるから、排出流の流量が安定しており、赤外画像の高温度画素数比を監視していれば、スラグが排出され始めたことを比較的正確に検出することができる。図９でも、高温度画素数比が時刻Ｔ３で規定値以上となり、スラグが排出され始めたことを正確に検出できている。図６の高温度画素数比の規定値は、このようにして設定された規定値である。
【００２４】
転炉１の上部開口部４は、本来、溶銑や媒溶材を装入するために形成されたものであるから、スラグや溶銑を安定して排出するのには不向きである。その転炉１の開口部４から排出される排出流の流量が安定しないのは当然である。しかしながら、例えば図６の高温度画素数比と図７の高輝度画素数比の中間排滓初期における増減は比較的類似しており、流量は変動しながらも、主としてスラグのみが排出されていると考えられる。一方、中間排滓後期における高温度画素数比と高輝度画素数比の増減は類似せず、従って主として溶銑が排出されている（正確にはスラグ中に溶銑が混入して排出されている）と考えられる。
【００２５】
この転炉排出流判定装置は、例えば転炉１の開口部４から排出される排出流の流量変動を補償しながら排出流が主としてスラグなのか主として溶銑なのかを判定できるようにしたものである。従って、排出流の流量が変動したときのみならず、例えば排出流と赤外線カメラ７及び可視カメラ８との間に煙が発生したようなときにも、各カメラ７、８で撮像される可視画像及び赤外画像の排出流撮像画素数が同時に同様に減少し、流量変動と同様に撮像画素数変動も補償することができる。
【００２６】
以上説明したように、この実施形態の転炉排出流判定装置では、転炉１から排出される排出流を可視カメラ８及び赤外線カメラ７で撮像する。この赤外線カメラ７で撮像された排出流に対し、予め設定された指定範囲で、予め設定された温度閾値Ｎ以上の温度の高温度画素数Ａを算出すると共に、可視カメラ８で撮像された排出流に対し、同じく予め設定された指定範囲で、予め設定された輝度閾値Ｍ以上の輝度の高輝度画素数Ｂを算出する。そして、指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数比ａ及び指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数比ｂの差を更に高輝度画素数比ｂで除した値に基づいて、転炉１から排出される排出流が主としてスラグなのか主として溶銑なのかを判定する。これにより、流量変動などの外乱が生じると、高温度画素数も高輝度画素数も一様に減少するため、流量変動などの外乱が生じても、両者の指定範囲の画素数に対する比の差から、転炉１からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑なのかを判定することができる。従って、流量変動などの外乱でも検出精度が低下することなく、転炉１からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑なのかを判定することができる。
【００２７】
また、予め設定された指定範囲の可視画像の画素数に対する高輝度画素数比ｂから予め設定された指定範囲の赤外画像の画素数に対する高温度画素数比ａを減じた画素数比差を更に高輝度画素数比差ｂで除した値が、予め設定された規定値ｘ以上である場合には転炉から排出される排出流が主として溶銑であると判定し、予め設定された規定値ｘ未満である場合には転炉１から排出される排出流が主としてスラグであると判定する。これにより、転炉１からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑なのかを正確に判定することができる。
【００２８】
なお、先の実施形態では中間排滓で転炉１から排出される排出流を赤外線カメラ７及び可視カメラ８で撮像し、排出流が主としてスラグなのか溶銑なのかを判定したが、転炉１から排出される排出流を出湯口５から排出される溶鋼（処理済みの溶銑を含む）としてもよい。この場合、比重差で先に溶鋼が排出され、溶鋼がなくなるとスラグが排出される。そこで、本発明の転炉排出流判定装置を用いて、出湯口５から排出される排出流が溶鋼なのかスラグなのかを判定し、スラグが排出されるようになったら出湯を停止するようにすればよい。特に、出鋼では、不純物が除去されて反応しやすい溶鋼が煙化しやすいという問題があり、中間排滓の流量変動と同様に、煙の影になって排出流の撮像量が変動してしまう。しかしながら、本発明の転炉排出流判定装置では、そうした外乱を補償してスラグの排出を正確に判定することができる。
【００２９】
また、先の実施形態では、可視カメラ８で撮像された排出流及び赤外線カメラ７で撮像された排出流の同じ指定範囲における両者の画素数が異なるために、高温度画素数Ａを赤外画像の指定範囲の画素数Ａ’で除して高温度画素数比ａを算出すると共に、高輝度画素数Ｂを可視画像の指定範囲の画素数Ｂ’で除して高輝度画素数比ｂを算出し、高輝度画素数比ｂから高温度画素数比ａを減じた画素数比差を更に高輝度画素数比ｂで除した値が予め設定された既定値ｘ以上であるか否かを判定して、転炉からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定している。もし、可視カメラ８で撮像された排出流及び赤外線カメラ７で撮像された排出流の同じ指定範囲における両者の画素数が同じであれば、指定範囲の画素数に対する比を求める必要はなく、高輝度画素数から高温度画素数を減じた差のみに応じて、転炉からの排出流が主としてスラグなのか主として溶銑又は溶鋼なのかを判定することができるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３０】
１  転炉
２  上吹きランス
３  底吹き羽口
４  開口部
５  出湯口
６  冷鉄源
７  赤外線カメラ（赤外撮像装置）
８  可視カメラ（可視撮像装置）
９  プロセスコンピュータ（計算機）
１０  装入鍋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図４】
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【図８】
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