JPH06159951A - 溶融金属の容器間移し替え監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融金属の容器間移し替えの適否を自動監視
する。不適な場合、容器の姿勢および位置を自動的に修
正する。 【構成】 上位容器から下位容器に溶融金属を移し替え
る際に、上位容器から自由落下する溶融金属流束の少な
くとも正面と側面に配置した複数の撮像機を用いて所定
視野範囲を撮像し、該撮像信号から溶融金属流束の位
置，形状を画像処理を用いて計測し、該計測結果と溶融
金属の設定流束の全容と比較演算する溶融金属の容器間
移し替え監視方法。上記溶融金属の位置，形状の測定結
果と溶融金属の設定流束の全容との比較演算結果にもと
づいて上記上位容器，下位容器の少なくとも一つを駆動
制御する溶融金属の容器間移し替え監視方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属の容器間移し
替えを自動的に行う際の溶融金属流の監視方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属を加工して金属製品を製造する
場合、例えば製鉄業であると、溶銑を溶鋼に精錬し鋳造
するまでの過程において、出銑樋から取鍋あるいはトピ
ードカーへ、取鍋あるいはトピードカーから取鍋へ、取
鍋から転炉へ、転炉から取鍋へ、取鍋からタンデイシュ
へと溶融金属が移し替えされる。

【０００３】かかる上位容器から下位容器への溶融金属
の移し替えに際して、例えば下位容器の設置，上位容器
の傾動操作は、操作者が経験と目視判断で行っているの
が現状である。この人的操作を自動操作で行う手段とし
て、例えば実開昭６２−１４４９６６号公報の装置が提
案されている。これは、転炉を傾動して取鍋に自動出鋼
する手段として、溶鋼落下軌跡を撮像し、この画像信号
を処理して落下流の上下２点を演算して落下点を求め、
この落下点に副原料を投入するシュートを制御すること
を開示している。

【０００４】ところが、図４に示すように、かかる上位
容器１から下位容器２への溶融金属の移し替えに際して
は、溶融金属流束３が常に正常な流束で自由落下してい
るとは限らず、まず、流出開始から定常流になるまで、
あるいは定常流から流出終了になるまでは不安定な流れ
となったりする。また上位容器１の流出口部から該容器
側面に沿って流れる垂れ１３を発生し、下位容器２に収
容されないこともある。 また、図３に示すように、溶
融金属の流出口部に地金とか滓１４が付着していると、
該付着物１４に衝突した溶融金属流束３は分流３’とな
って自由落下し、上位容器１の傾動度合いに応じて分流
角度が広がり、一部の分流３’は下位容器２に収容され
なかったりする。また上記付着物１４に衝突した溶融金
属が分流しなかったとしても、図示していないが、自由
落下流束が乱れた分散流となって、下位容器２の周辺に
溶融金属粒子が飛散するというトラブルを発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したような溶融金
属流の垂れ，分流あるいは飛散流は、作業者が常時監視
している場合において発見でき、必要な操作が採れる
が、熟練と人手を要する。また上記実開昭６２−１４４
９６６号公報の装置では最早監視できない。

【０００６】本発明は、上記溶融金属流の垂れ，分流あ
るいは飛散流等の溶融金属の流束を的確に監視把握し、
その監視結果にもとづいて最適な操作を選択実施する方
法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上位容器から
下位容器に溶融金属を移し替える際に、上位容器から自
由落下する容融金属流束を二方面から各撮像機を用いて
所定視野範囲を撮像し、該撮像信号から溶融金属流束の
位置，形状を画像処理を用いて計測し、該計測結果と溶
融金属の設定流束の全容と比較演算することを特徴とす
る溶融金属の容器間移し替え監視方法である。

【０００８】また、本発明の好ましい使用態様では、上
記溶融金属の位置，形状の測定結果と溶融金属の設定流
束の全容との比較演算結果にもとづいて上記上位容器，
下位容器の少なくとも一つを駆動制御する。

【０００９】

【作用】本発明は、上位容器から自由落下する溶融金属
流束を、例えば、溶融金属流束の正面と側面あるいは溶
融金属流束の上面と側面という二方面から各撮像機を用
いて計測し、該計測結果と溶融金属の設定流束の全容と
比較演算して監視するので、溶融金属の流出開始から流
出終了までの間の溶融金属流束の上位容器の前後方向や
左右方向などへの流れをリアルタイムに監視できる。

【００１０】また、上記溶融金属流束の位置，形状の計
測結果と溶融金属の設定流束の全容との比較演算結果に
もとづいて上記上位容器，下位容器の少なくとも一つを
駆動制御するので、溶融金属の流出中止とか容器からの
流出量制御とかにより金属流の位置が変わっても、これ
に対応して容器位置が自動調節され、上位容器，下位容
器間の溶融金属の移し替えが格別なトラブルなく実現
し、溶融金属の移し替えの省力化，自動化を図ることが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明に従って上位容器１から下位
容器２への溶融金属の移し替えを監視し、しかも、溶融
金属流束の位置検出に基づいて、溶融金属流束の実質上
すべてを漏れなく下位容器２に受けるように上位容器１
の傾斜角および下位容器２の位置を制御する制御装置の
概要を示す。

【００１２】図１において、上位容器１を傾斜駆動する
と該容器１中の溶融金属は流出し、下位容器２に収容さ
れる。この溶融金属流束３の全容を、この実施例では、
溶融金属流束３の正面と側面に配置した撮像器４ａ，４
ｂが、二方面（流束の正面と側面）から撮像する。正面
に配置した撮像器４ａは、高さ方向は上位容器１の溶融
金属の流出部から下位容器２の流入部まで、幅方向は溶
融金属の自由落下流束が何らかの形で分散して広がる可
能性がある範囲まで撮影する。なお、必ずしも真正面で
ある必要はない。また、側面に配置した撮像器４ｂは、
上記同様の範囲に加えて上位容器１の傾動側容器下端部
が視野範囲に入るように配置されている。傾動側容器下
端部の溶融金属の垂れを正確に把握するために、若干正
面よりの側面に配置されている。

【００１３】上記溶融金属流束３を二方面から撮像する
においては、上述の態様の他に、図示していないが、例
えば上記上位容器１を傾動することで流出する溶融金属
流束の上方と側面にそれぞれ撮像器を配置するなど、各
種の態様を採用しうる。

【００１４】また、上記溶融金属流束３を撮像する撮像
器４ａ，４ｂ以外に、該撮像器４ａ，４ｂで捕捉されて
いない他の視野範囲を撮像する別の撮像器（図示せず）
を設けることもできる。具体的には、下位容器２外に逸
流した溶融金属の異常の状態を撮像・監視できる視野範
囲を一つあるいはそれ以上の撮像器で撮像し、上記上位
容器１から下位容器２への溶融金属３の移し替えの監視
・応答制御した後の、上記撮像器４ａ，４ｂで捕捉して
いない逸流した溶融金属の異常状態を監視，確認するこ
とができる。

【００１５】図１に示す撮像器４ａ，４ｂの映像信号は
画像処理装置５に入力され、画像処理装置５が、映像信
号の画像処理により撮影画面上の溶融金属流束を把握す
る。具体的には、できるだけ短い周期で連続してサンプ
リングを行うために、溶融金属流束３が流れる方向と実
質上直交する複数のサンプリングラインを撮影画面上に
設け、そのライン上に並ぶ画素データのみを取り込み、
溶融金属流束解析の対象とする。

【００１６】図２に、撮像器４ａ，４ｂの映像信号によ
って表わされる画面とその上に設定したサンプリングラ
イン、ならびに１つのサンプリングライン上の映像信号
を示す。画像処理装置５は、溶融金属流束３の正面に配
置した撮像器４ａで撮像された画面６には、平行にサン
プリングラインＹ１ａ〜Ｙ５ａを定めてこれらのライン
上の映像信号を取り込んで、その輝度レベルから各ライ
ン上の溶融金属流束３の位置および幅（広がり）を算出
する。尚、上記サンプリングラインの本数および分布は
上位容器１と下位容器２との落差に応じて設定される。

【００１７】同様に、溶融金属流束３の側面に配置した
撮像器４ｂで撮像された画面にも平行にサンプリングラ
インＹ１ｂ〜Ｙ５ｂを定めて、これらのライン上の映像
信号を取り込んで、その輝度レベルから各ライン上の溶
融金属流束３の位置および幅（厚み）を算出する。画像
処理装置５は、撮像器４ａの映像信号に基づいて算出し
た位置および広がりと、撮像器４ｂの映像信号に基づい
て算出した位置および厚みより、３次元空間における溶
融金属流束３の位置および形状を算出し、これらを表わ
すデ−タ（数値）と形態（溶融金属流束像）をモニタ−
６に表示し、デ−タ（数値）を統括演算処理装置７に与
える。なお、溶融金属流束３の形状からその断面が近似
計算できるので、単位時間当たりの量を概算することも
できる。統括演算処理装置７は、溶融金属流束３の位置
および形状を表わすデ−タに基づいて、撮像器４ａ，４
ｂの配置位置と視野より求まる下位容器２の上開口領域
に対する溶融金属流束３の位置（開口通過位置）を算出
して、容器２の上開口領域内の適正範囲Ａ内を通過して
いるかを判定する。図３および図４に示すように、溶融
金属流束３が分流したり、垂れている場合は、統括演算
処理装置７は溶融金属が適正位置を流下していないと判
定し、警報出力装置８から警報を発生する。この警報に
もとづいて、操作者は後述する統括演算処理装置７の実
施する自動制御に介して手動操作を付加することもでき
る。また統括演算処理装置７は、溶融金属流束３の流れ
位置，形状から例えば溶融金属流束３が分流したり、分
散したり、垂れている場合は、異常判定すると共に直ち
に上位容器１の傾動角制御装置９に駆動信号を出力し、
傾動角センサー１０からの傾動角を見ながら該容器１を
起こし、流出を中断する操作を指示する。

【００１８】また、溶融金属流束３の流れ位置が適正位
置の座標からずれていると、統括演算処理装置７は、下
位容器２の台車位置制御装置１１に駆動信号を出力し、
位置センサー１２からの位置を見ながら適正位置範囲に
修正する。また、溶融金属の流出開始後とか流出終了前
の不安定流束の場合は上位容器１の傾動角を調節して流
出量を制御する。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、溶融金属の容器間の移
し替え時における溶融金属流束の全容を監視するので、
溶融金属の自由落下流に発生する如何なる状態でも監視
でき、溶融金属の容器間移し替えの自動化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を一態様で実施する装置構成の概要を
示すブロック図である。

【図２】 図１に示す撮像器４ａ，４ｂの撮影画像と該
画像を表わす１ライン分の映像信号を示す平面図（画像
６）およびグラフ（映像信号の輝度レベル）である。

【図３】 容器流出部の付着物による溶融金属流束の分
流を示す撮影画像と映像信号を示す平面図（画像）およ
びグラフ（映像信号の輝度レベル）である。

【図４】 上位容器１の流出部から該容器側面に沿って
流れる垂れ１３を示す平面図である。

【符号の説明】 １：上位容器 ２：下位容器 ３：溶融金属流束 ３’：溶融金属
の分流 ４：複数配置する撮像器 ５：画像処理
装置 ６：モニター ７：統括演算
処理装置 ８：警報出力装置 ９：傾動角制
御装置 １０：傾動角センサー １１：台車位
置制御装置 １２：位置センサー １３：溶融金
属の垂れ １４：地金、滓等の付着物 Ａ：適正位
置範囲 Ｙ１ａ〜Ｙ５ａ，Ｙ１ｂ〜Ｙ５ｂ：サンプリングライン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上位容器から下位容器に溶融金属を移し替
   える際に、上位容器から自由落下する溶融金属流束を二
   方面から各撮像機を用いて所定視野範囲を撮像し、該撮
   像信号から溶融金属流束の位置，形状を画像処理を用い
   て計測し、該計測結果と溶融金属の設定流束の全容と比
   較演算することを特徴とする溶融金属の容器間移し替え
   監視方法。
2. 【請求項２】上記溶融金属の位置，形状の測定結果と溶
   融金属の設定流束の全容との比較演算結果にもとづいて
   上記上位容器，下位容器の少なくとも一つを駆動制御す
   ることを特徴とする請求項１記載の溶融金属の容器間移
   し替え監視方法。