JPS6355444A

JPS6355444A - 炉内耐火物壁面の観察方法

Info

Publication number: JPS6355444A
Application number: JP19957586A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yoshida; 修司吉田; Yasushi Sato; 康佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-08-26
Filing date: 1986-08-26
Publication date: 1988-03-09

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、製鉄所における精錬炉等の炉内耐火物壁面の
観察方法に関するものである。

（ロ）従来技術製鉄関係等において溶融金属を精錬する場合、精錬炉等
の炉内耐火物寿命が製造コストの上で大きな位置を占め
ている。しかし、近年、耐火物の熱間吹付は補修技術の
進歩によシ、局部的な耐火物損耗に対しては吹付は補修
により不定形耐火物を付着させることが行われている。

これにより、炉壁耐大物の寿命は著しく延び、これに伴
い、耐火物コストの低減も図られている。

このような耐火物の吹付けは、特公昭５８−２４１８５
号公報に見られるような装置で行われている。操作員が
肉眼で吹付は位置を確認している。

例えば、転炉内の吹付けまたは高炉内の吹付は等、十分
肉眼で観察可能な場合は、有効であったが。

炉内の小さな混銑炉や、トーピード・カー等では、肉眼
観察は無理である。そこで、特開昭５４−２９０６号公
報のように光学式スコープを吹付はノズル近傍に据え付
ける方法が提案されている。しかし、吹付けの粉塵等に
より実用的でない。これに類似した特開昭５４−７９１
０４号公報では、ＩＴＶを吹付はノズル近傍に据え付け
、ＩＴＶによシ観察する方法を提案しているが、この方
法も前述のように実用的ではなかった。

そこで、特開昭５９−１４５４７９号公報では、先に耐
火物面の状況観察を行い、不良箇所を番地分けした耐火
物として記憶しておき、次にその番地に自動的に対向す
る吹付はノズルにより補修を行うという方法を提案して
いる。この方法によりまったく人間の肉眼観察不能々炉
内でも補修可能となった。

しかし、炉内耐火物の損耗観察は極めて難しく、特に、
ＩＴＶによるテレビジョン画面上では、番地ごとの画面
に対して、人間が判断を下し、指示を入力する方法での
み実用化が行われている。例えば、レーザ距離計を用い
た耐火物面の損耗計測装置では、−点一点の計測を多数
点行う必要があり、多大の時間を要し、熱間補修として
は実用的ではなかった。

前述の炉内耐火物面までの距離を測定する方法では、測
定時間が長くかかり、特に転炉などの間欠的稼働炉にお
いては、そのような測定用の長時間（現状では１〜６時
間要する）休止は行えない。

そのだめ、２点の離れた位置より写真を撮シ、この写真
にもとづき凹凸状況を立体視して管理する方法を、本出
願人は先に特願昭６１−８３７４１号で提案した。これ
も、前述のような耐火物の損耗を人間の肉眼により判断
する方法の１つである。この方法は凹凸がよくわかシ、
停止直後においても、極めて短時間で観察を終え、次の
停止時には吹付は指示が行えるという特徴があり、有効
な方法である。しかし、この方法も人的作業が多く、手
作業に伴う熟練も要し、また、判断基準のバラツキも多
い等の問題があった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点本発明が解決しようとする問題点は、炉内の耐火物壁面
の損耗状況を画像としてとらえ、短時間で自動的に対処
しうる観察方法を得ることにある。

に）問題点を解決するための手段本発明の炉内耐火物壁面の観察方法は、撮像装置を用い
て炉内耐火物壁面を観察する方法において、炉内壁面の
観察範囲内の２点に炉外より光を照射すること、該光点
を基準にして所定間隔をあけて設置された２台の撮像装
置により耐火物壁面をそれぞれ撮像すること、撮像され
た両画像位置を合せること、両画像を記録すること、両
記録画像内の各点の位相差を検出すること、該位相差を
前記画像上に合成して表示することによって、上記問題
点を解決している。

（ホ）実施例本発明の観察方法の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図に示すように、精錬炉等の炉１内の
耐火物壁面の観察を要する区画内に光源２から２点の光
線（レーザ・ビームが好ましい）を当てる。同一平面内
（観察対象面に対してほぼ平行な面とする。）に所定の
間隔で設置した２台の撮像装置（例えば、テレビ・カメ
ラ）３の両画面内の同一箇所に、基準光点Ｓが位置する
ように、基準位置判定部４、姿勢制御部５およびズーム
制御部６により撮像装置３の姿勢およびズーム量を調整
し、それぞれの画像を画像読込み部７に記録する。

次に、記録した画像を演算器内に走査線ごとの類似濃淡
パターンとして検出し、そのピーク部分のズレ量を検出
し、記録する。全画面についてのズレ量検出を終えた後
、いずれかの画像上に前記検出ズレ量を重畳させ、画像
上に三次元方向の情報として記憶する。ズレ量について
は、後述する。

カメラはＣＯＤ　　（固体撮像素子）のモノクロが好ま
しい。その後の処理、信号はすべて、デジタル化するこ
とにより、メモリ域も少なくてすむ。

書出し部８には、ｌフレーム分のメモリを設け、−時記
憶させ、その記憶をメモリ９（固体磁気ディスク等）に
転送する。

次に第３図に示すように、全画面に対して、近隣のズレ
量中で最も大きな点（＋側のズレ量と一側のズレ量とに
分けて）を中心として、一定範囲ごとに同一ズレ量範囲
と統合し、特異点は誤差とみなして、その範囲内に入れ
る。この時点で例えば、画面にズレ量を最初の画像上に
色別表示して重ね出力し、一画面で肉眼でも判別可能な
画像として出力することも可能である。

自動吹付けを行う場合は、画像上の最もズレ量の多い範
囲の位置を吹付は装置に指示し、その位置への吹付けを
行わせる。位置の設定は、最初の基準となるレーザ・ビ
ームの点位置に対しての座標で決定することができる。

例えば、耐火物壁面を特願昭６１−８３７４１号の方法
で区画した場合、各区画の一定位置（例えば、左上隅と
右下隅）にレーザ・ビームを当てることによ）、その吹
付は指示位置を指示できる。

例えば、転炉炉底は、底吹羽口を中心に耐火物摩耗が最
も激し部分である。吹付けの他、炉底交換も行えるよう
になっているが１局部的なスポーリングの進展によシ突
発的に炉壁が溶損し、湯漏れ事故などが発生する恐れの
ある部分で、その管理は極めて重要である。

まず、転炉自溶鋼５溶滓をすべて抜き出しだ後、転炉を
測定器側へ向け（通常水平とするのが好ましい）、次に
測定器を炉底全域が入る視野位置にレーザ・ビームを左
上と右下とに２点当てる。レーザ・ビームは、Ａｒレー
ザ装置で出力２Ｗを分光装置により２つに分け、照射位
置は操作員が目次に、約１．８　ｍの間隔をあけて設け
られた２台のテレビ・カメラによシレーザ・ビームの光
点を左上と右下との一定位置に入るように、自動でカメ
ラの向き、傾き５ズーム量を調整し、調整完了時にそれ
ぞれのカメラからの画像を記録装置に記憶させる（第１
図）。

次に、管理区画ごとに（例えば、炉底を４分割して）そ
れぞれの区画ごとに前述レーザ・ビームを当てた後、テ
レビ・カメラを自動調整させ、画像を記録する。

最初の装置調整に約３分を要した後は、１回の画像記録
までの所要時間は約２〜３分間であり、全部（５画像×
２）で１８分間の時間ですむ。この記録用装置には、ハ
ート９・ディスク付きのパソコンにより、カメラの姿勢
調整や、ズーム調整を行うと共に、画像記憶まで行わせ
ることができる。

現場観察終了後、転炉は再び吹錬を行う間、前述のパソ
コンを大型プロコンに接続し、記録した画像を一画像ず
つ読み出し解析を行う。

解析手順について第３図を参照して以下説明する。

■　ノイズ除去走査線の／Ｉ６１〜／１６３を平均し、その結果を第１
の走査線とし、次に屑２〜／１６４の平均を第２の走査
線とし、以下順次平準化し、ノイズの影響を小さくする
。

■　画面の縮小・基点調整画面の上下左右の一定データをカットし、不安定部を切
り捨てる（第４図（Ａ））。このときの切捨て基準は、
レーザ・ビーム・スポット位置が一定となるように行う
。撮像装置での調整では微少誤差が出るためである。

■　位相差検出ａ、左右撮像装置の画像の同一箇所の走査線を比較し、
まず、最大・最少ピーク位置のそれぞれの走査線上の位
置を検出し、この位置のズレ量をピーク位置でのズレ量
として記録する。次に、前記ピーク位置の左側での最大
ピーク位置をそれぞれ探し、同様にズレ量を記録する。

ここでズレ量とは、基準レーザ・ビーム・スポット位置
（２つのうちのいずれか一方）を零点としたときの偏り
距離をいう。例えば、零点よシ左側ヘズレれば、■、右
側ヘズレればｅとしてその量を表す。そして、２つの画
像のいずれかの基準画像の走査線信号位置での値として
記録する。

ｂ５走査線を微分処理し、濃淡変化度として、変化度の
近似箇所を探す。このさい、前記ピーク点が数点あるの
で、その間での変化量として探し、そのズレ量を記録す
る。

ｃ５前記処理での多数のズレ量記録を正として、未記録
位置はその間の平均的変化と仮定してズレ量を与える。

ｄ、色付は表示（画像合成）全画面上のズレ量のの側最大とθ側最大との間を例えば
１０等分し、各ズレ量に応じた色を例えば■側はオレン
ジ色、Ｏ側は青色とし、その濃淡に分割して画面上に表
示し、その画面と基準画像（モノクロ）とを重ね合せて
表示する（第４図（Ｃ））。

■　以上の処理を５画像について行い、操作員の要求に
応じて、順次各合成画像を出力し、次回吹付の必要な位
置を容易に判別可能とする。（第４図（Ｂｌ）。

■　オプツション・画像合成前述処理により得られた合成画像をブラウン管上に表示
するさいに、全体を写しだ画像をもとに、その上に第２
〜第５画像を縮尺を変えて写しては、位置および縮尺を
オイレータが操作して重ね合せる。その後、第２〜第５
画像を第１画像に置き替えて表示すると、詳細な画像で
全体を表示することができる（第４図（Ｅｌ　）。例え
ば、炉層管理用の資料として保存する画像とする。吹付
は補修部位も、１目で判別できる画像となる。

■　時間画像処理に約３０分間装した後、５つの画面をもとに、
吹付は位の指示を行う。その後、画面合成に約２０〜３
０分間掛けた後、１つの画面に集約したもので記録板と
する。

（へ）効　果本発明によれば、次の効果が得られる。′■　従来、炉
底損耗量計測は約２５〜５０チヤージごとに３０分程度
体炉し、炉内をレーザ式距離計によって、炉内耐火物の
損耗量を数点測定すると共に、目視観察により、凹凸状
況を操作員が記録誌に記入していたが、休止時間を１８
分間とし、より詳しい正確な記録が得られる。々お、レ
ーザ距ｍ計による観察は、１回の計測時に１点測定すれ
ばよく、基準点レーザ・ビームをそのまま距離計測用に
利用することにより所要時間は、画像記録時間内にて行
える。

■　吹付は時間の短縮および計画性向上が図れる。吹付
は部位が予め正確にわかることより、炉停止後直ちに吹
付は作業に掛かれ、従来の停止後、再度吹付部位の確認
を行う必要がない。さらに、吹付は量もほぼ推定でき、
吹付は所要時間が推定でき、前後工程との調整を予め行
うことができ、工程混乱等がなくなる。

■　炉体損耗層が正確になり５画像を重ね合せたりする
ことによシ、吹付は効果の確認や、損耗の起りやすい部
位の検出等の種々の解析を機械処理で行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の概略構成を示す説明図。第２図は本発明の方法を精錬炉に適用した場合の説明図
。第３図は第１図と関連した本発明の概略構成を示す説
明図。第４図は画像処理の説明図。１：精錬炉　　　　　　２：光源３：撮像装置特許出願人　住友金属工業株式会社（外５名）

Claims

【特許請求の範囲】

撮像装置を用いて炉内耐火物壁面を観察する方法におい
て、炉内壁面の観察範囲内の２点に炉外より光を照射す
ること、該光点を基準にして所定間隔をあけて設置され
た２台の撮像装置により耐火物壁面をそれぞれ撮像する
こと、撮像された両画像位置を合せること、両画像を記
録すること、両記録画像内の各点の位相差を検出するこ
と、該位相差を前記画像上に合成して表示することから
なる炉内耐火物壁面の観察方法。