JPS63290943A - 高炉装入物の粒度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高炉に装入される装入物（鉄鉱石。

コークス等）の粒度を高炉炉内で測定する方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

高炉炉内に装入される装入物の粒度を管理することは、
高炉操業の良否に大きな影響を与え１重要である。この
ため、高炉炉内を光フアイバースコープやテレビカメラ
で覗き、装入物を目視して粒度を判断したり、観察され
た装入物を画像処理してその粒度を算出する方法が開発
されている。

その−例は「鉄と鋼」　（日本鉄鋼協会、７２巻１２号
、　（１９８６年））４９ページに記載されている如く
、光ファイバーを用いて装入物粒子を観察し、その像を
ビデオカメラによりビデオテープレコーダに記録し、そ
の記録データを画像解析装置により解析して粒子の平均
粒径を求めるものである。しかしながら上記刊行物にお
いては、１個々の粒子径を画像解析から求める。」と記
載するのみで、具体的な粒子径の算出方法を開示してい
ない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

また。上記技術には以下のような問題点があった。

＋１１　　実際には個々の粒子の境界は明瞭でなく２個
々の粒子径を正確に求めることは困難であり２粒子の境
界と思われるところを人間がライトペンでなぞる等の処
置が必要となる。

（２）光フアイバースコープを用いるため、視野が狭い
範囲に限られ、光フアイバースコープを装入物面から離
せば視野が広がるが、装入物を照射する光量が弱くなり
、まずまず粒子の境界が不明瞭となり測定が不能となる
。

（３）　　画像を一度ビデオテープにとり、あらためて
画像処理装置に入れて解析するので、リアルタイ入処理
が不能である。

（４）　　光ファイバの動きが１次元運動に制約される
ため、２次元平面である高炉炉内装入物面のすべてを測
定することが不能である。

（５）同じ粒度の装入物でも光フアイバー先端と装入物
表面までの距離によって像の大きさが異なるので９粒度
を精度良く測定することが不能である。

等の問題点があり、実操業において全自動で実時間処理
により粒径を求めることが不可能であった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、その目的は高炉炉内装入物の粒度を全自動で精
度よく実時間で測定する方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明においては高炉炉口
部の炉内覗窓部にテレビカメラを設置し装入物を撮影し
て画像信号を得２該画像信号をフーリエ変換した後に処
理し、高炉装入物の平均粒径を算出するようにしている
。

〔実施例〕

＝４− 次に本発明による高炉装入物粒度測定方法の実施例を図
面に基づいて説明する。

第１図において１は高炉、２は高炉装入物表面。

３はテレビカメラ、４はテレビカメラ制御装置。

５はテレビモニター、６は画像処理装置、７は画像処理
装置付属のＣＲＴディスプレー、８は同印字装置、９は
装入物面レベル計である。

テレビカメラ３は高炉１の炉頂部にある覗窓部に、装入
物表面が覗けるように設置される。望ましくはテレビカ
メラを水平方向、垂直方向に回動自在に保持し必要に応
じてカメラコントロールユニット４によってテレビカメ
ラの角度を変化させて高炉炉内装入物表面の大部分が覗
けるようにする。−例として第２図に示すように１回の
装入が行われる毎にテレビカメラの視野位置を変更し。

炉内各部の粒度分布を測定することができる。また、カ
メラコントロールユニット４は、後述するように画像処
理装置６から発信される距離信号に応じて、テレビカメ
ラ３のズームレンズを駆動し。

得られる像の倍率を一定に制御する。

テレビカメラ３よりのビデオ信号は、テレビモニタ５に
より画像として監視されると共に１画像処理装置６に入
る。画像処理装置６はミニコンピユータ又はマイクロコ
ンピュータから成り、ディジタル処理により画像処理を
リアルタイムで行うものであり１その出力はＣＲＴディ
スプレー７および印字装置８に出力される。

高炉炉内にはダストが多く、装入物表面の鮮明な画像が
得られない場合がある。この場合には通常の処理を行う
と誤った粒子径を算出してしまうおそれがある。この対
策としてテレビカメラの任意の一走査分の信号を取り出
し９周知技術であるリアルタイムフーリエ解析によりパ
ワースペクトルを求め、このうち予め定められた周波数
より高周波域の成分が予め定められたしきい値より大き
いときのみ粒径算出計算を行うようにする。

ダストにより装入物表面の鮮明な画像が得られないとき
は５画面の輝度が一様に近くなるので一走査分の信号に
高周波成分が少なくなることを利用して判別を行うもの
である。

処理可能として選択された画像信号は装入物表面の温度
差による照度むらの信号を含んでいるため画像信号を２
次元フィルタを通ずことにより照度むら信号を除去する
。照度むらを除去された信号を処理し、仮の平均粒径ｄ
゛を算出する。算出方法の第１の実施例は、リファレン
スパターンマツチングによるものである。即ち、−走査
分のビデオ信号をフーリエ変換し、パワースペクトルを
求める。例えば第３図ｆａｌに示す入力画像のＸ軸方向
１ラインのビデオ信号として同図（ｂ）に示すようなも
のが得られ、これをフーリエ変換すると同図ｆｃｌに示
すようなパワースペクトルが得られる。

一方、予め代表的な粒径の装入物を基準距ｊ！ｌ＋ｉＩ
ｉれてテレビカメラじ測定し９例えば第３図Ｆｄｌ　（
ｅｌ　（ｆｌの如き各粒径毎のパワースペクトルを基準
パワースペクトルとして画像処理装置６内の記憶装置に
記憶しておく。そして、これらの基準パワースペクトル
から、測定に得られたパワースペクトル（第３図（Ｃ）
）に最も近いものを選択する。最も近いものの選定方法
としては２例えば以下の如くする。

＝７− 即ち、測定によって得られたパワースペクトルをＰ（ｆ
ｌ、基準パワースペクトルをＰｓ（ｆｌ、（ｆは周波を
求め、（ｆｌ、ｆｚは評価の対象となる最低、最高周波
数で予め定められる）Ｅが最小となる基準パワースペク
トルを選定する。

選定されたパワースペクトルに対応する粒子径を仮の平
均粒子径とする。

第２の実施例は、一般に粒径と周波数の間に逆比例関係
があることを利用した空間周波数法によるものである。

即ち、評価の対象となる最低、最高周波数の間で、最も
パワーの大きな周波数（第３図（Ｃ１におけるｒｇ）を
求める。そして、この周波数を使用して粒径−α／ｆ２
・・・・・・・・・・・・て（２）により仮の粒径を用
いる。αは比例定数である。

このようにして求められた仮の粒径を、カメラと測定さ
れた装入物の間の距離により補正して真の粒径を算出す
る。

一般にカメラと装入物測定面間の距離は、カメラの水平
方向角度θ、垂直方向角度φ、および装入物の面レベル
Ｈの関数で近似される。装入物の面レベルＨは、装入物
レベル計９　（例えばサウジングレベル計）により測定
される。

装入物表面は一般に図１に示すようなすりばち状となり
、高炉中心軸を２軸とし、半径方向に直交してＸ軸、ｙ
軸をとると。

ｚ＝ｚ　　（ｘ、ｙ、Ｈ）・・・・・・・・・（３）で
あられされる面上にある。この面とカメラの角度θ、φ
およびカメラの据付位置で定まるカメラの視野線との交
点を解析的に求め、その点とカメラの据付位置との距離
を求めｐとする。

粒計ｄは、カメラの基準距離を１０としてｄ　＝　　□
　ｄ’・・・・・・・・・（４）Ｏ により求める。

距離補正の第２の実施例は、テレビカメラのズーミング
を利用して、あらかじめ画像の大きさを正規化しておく
方法である。即ち前記方法によりカメラと装入物測定点
の距離ｌを算出し、その距離に応じてテレビカメラのズ
ームレンズを駆動し。

距離にかかわらず常に一定の倍率の画像が得られるよう
にする。これにより（４）弐のような補正演算をするこ
となく１粒計を算出することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したごとく本発明によれば９個々の装入物の
輪郭が不明瞭な場合でも装入物の粒度を求めることがで
き、高炉内のダストにより誤った粒度計測を行うことが
なく、装入物の温度分布の影響を受けない高炉装入物の
実時間での粒度測定方法を提供できる。

画像処理後または処理前に、距離補正を行っているので
、測定面とカメラとの間の距離の影響を受けず、常に精
度良い測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実現するためのシステムの構成図、第
２図はテレビカメラの角度を変えて炉内各部の測定を行
なえるようにした実施例を示す図。 第３図は画像信号より枝針を求めるための方法を示す原
理図で（ａｌは入力画像、（ｂ）は入力画像の一走査の
ビデオ信号、（Ｃ）は山）のビデオ信号をフリーエ変換
してえたパワースペクトル、　ｆｄｌ、　ｆｅＬ　（ｆ
ｌは各枝針に対応した基準パワースペクトルである。 １・・・高炉、２・・・高炉装入物表面。 ３・・・テレビカメラ、４・・・テレビカメラ制御装置
。 ５・・・テレビモニタ、６・・・画像処理装置。 ７・・・ＣＲＴディスプレー、８・・・印字装置。 ９・・・装入物レベル計。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉炉口部に設置したテレビカメラにより装入物
   表面の画像信号を得、該画像信号をフーリエ変換した後
   に処理し、高炉装入物の平均粒径を算出することを特徴
   とする高炉装入物の粒度測定方法。
2. （２）フーリエ変換した後の処理方法が、予め求められ
   た既知粒径の装入物による基準パワースペクトルのうち
   、測定されたパワースペクトルと最も類似するものを選
   択し、それに対応する粒径を測定平均粒径とすることで
   ある特許請求の範囲第１項記載の高炉装入物の粒度測定
   方法。
3. （３）フーリエ変換した後の処理方法が、予め定められ
   た最大、最小周波数の間の周波数でパワーが最大の周波
   数を求め、該周波数に逆比例する量として測定平均粒径
   を算出することである特許請求の範囲第１項記載の高炉
   装入物の粒度測定方法。
4. （４）画像信号のうち任意の１走査分の信号のパワース
   ペクトルのうち、予め定められた周波数より高周波域の
   パワーが予め定められた値より大きいときのみ粒径を算
   出する特許請求の範囲第１項ないし第３項記載の高炉装
   入物の粒度測定方法。
5. （５）画像信号に含まれる装入物表面温度差に起因する
   輝度むら信号を２次元フィルターにより除去する特許請
   求の範囲第１項ないし第４項記載の高炉装入物の粒度測
   定方法。
6. （６）装入物表面の少なくとも一点のレベルとテレビカ
   メラの水平、垂直方向の角度を検出し、これらから装入
   物測定面とテレビカメラの間の距離を求め、該距離に応
   じて画像処理によって算出された粒径を補正する特許請
   求の範囲第１項ないし第５項記載の高炉装入物の粒度測
   定方法。
7. （７）装入物表面の少なくとも一点のレベルと、テレビ
   カメラの水平、垂直方向の角度を検出し、これらから装
   入物測定面とテレビカメラの間の距離を求め、該距離に
   応じてテレビカメラのズームレンズを操作し、常に倍率
   の一定な画像信号を得る特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項記載の高炉装入物の粒度測定方法。