KR102065222B1 - Monitoring apparatus for splash status of molten steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고로에서 출선되는 용선의 공취 상태를 실시간으로 모니터링하여 고로 노내 상황을 판단할 수 있는 용선 공취 상태 모니터링 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치는 출선구의 용선의 온도 및 이미지를 측정하는 센서부, 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 온도 및 이미지를 신호 처리하여 출선 용선의 공취를 측정하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부에 의해 측정된 용선 위치에 따라 상기 센서부의 위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. The present invention relates to a molten iron notch state monitoring apparatus capable of determining the blast furnace furnace situation by monitoring in real time the notched state of the molten iron that is elected from the blast furnace, the molten iron notch state monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention A sensor unit for measuring the temperature and image of the molten iron of the signal, a signal processing unit for measuring the temperature and the image of the molten iron measured by the sensor unit to measure the bleeding of the outgoing molten iron, according to the molten iron position measured by the signal processor It may include a control unit for controlling the position of the sensor unit.
Description
본 발명은 고로 출선구의 용선 공취 상태를 모니터링하는 용선 공취 상태 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a molten iron notch state monitoring device for monitoring the molten iron notation state of the blast furnace exit.
공취란 고로 내의 용융물 출선말기에 용융물의 레벨이 저하됨에 따라 풍구를 통해 고로 내부로 유입된 열풍과 로내의 코크스와의 반응으로 생성된 충진가스가 용융물과 함께 출선구로 분출되는 현상을 말한다.Degassing refers to a phenomenon in which the filling gas generated by the reaction of hot air introduced into the blast furnace through the tuyere and the coke in the furnace as the level of the melt at the end of the discharge of the melt in the blast furnace is ejected together with the melt to the outlet.
종래의 출선 작업중 공취예측방법은 철봉 및 비트 등으로 출선구를 관통하는 개공작업을 거쳐 용선과 슬래그를 배출하게 되고, 출선완료시점에서 작업자가 공취발생시점을 경험 측에서 판별하기 때문에 그 정확성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.The conventional method of predicting deodorization during tapping work releases molten iron and slag through the opening work through the tap opening with iron bars and bits, and the accuracy is remarkably accurate since the operator determines the occurrence of deodorization from the point of completion. There is a problem falling.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고로에서 출선되는 용선의 공취 상태를 실시간으로 모니터링하여 고로 노내 상황을 판단할 수 있는 용선 공취 상태 모니터링 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a molten iron notch state monitoring apparatus that can determine the blast furnace furnace situation by monitoring in real time the bleeding state of the molten iron from the blast furnace.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치는 출선구의 용선의 온도 및 이미지를 측정하는 센서부, 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 온도 및 이미지를 신호 처리하여 출선 용선의 공취를 측정하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부에 의해 측정된 용선 위치에 따라 상기 센서부의 위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. In order to solve the problems of the present invention described above, the molten iron notch state monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention is a sensor unit for measuring the temperature and image of the molten iron of the exit port, the temperature of the molten iron measured by the sensor unit and The signal processing unit may include a signal processing unit for measuring the take-out of the chartered molten iron and a control unit for controlling the position of the sensor unit according to the molten iron position measured by the signal processing unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고로 노내 상황을 판단하고, 노황을 안정화하여 생산성 향상 및 환원제비를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to determine the blast furnace in the situation, stabilization of the furnace to improve productivity and reduce the reducing agent costs.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치의 온도 변화에 따른 공취 판정 개념도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 용선 공취 상태 모니터링 장치의 영상 분석에 따른 공취 판정 개념도이다.1 is a schematic configuration diagram of a molten iron notched state monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a determination of air pollution according to a temperature change of the apparatus for monitoring molten iron in accordance with one embodiment of the present invention.
3 to 7 is a conceptual diagram of the determination determination of the molten iron notch state monitoring apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a molten iron notched state monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치(100)는 센서부(110), 신호 처리부(120), 제어부(130) 및 표시부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the molten iron exclusion
센서부(110)는 출선구의 용선의 온도 및 이미지를 측정할 수 있다.The sensor unit 110 may measure the temperature and the image of the molten iron of the exit port.
센서부(110)는 출선구의 용선의 온도 변화를 측정하는 온도계(111)와, 출선구의 용선의 이미지를 측정하는 고속 카메라(112)를 포함할 수 있다.The sensor unit 110 may include a
신호 처리부(112)는 센서부(110)에 의해 측정된 용선의 온도 및 이미지를 신호 처리하여 출선 용선의 공취를 측정할 수 있다.The
공취 판정의 결과를 표시부(140)를 통해 외부에 출력될 수 있다.The result of the determination determination can be output to the outside through the
제어부(130)는 신호 처리부(120)에 의해 측정된 용선 위치에 따라 센서부(110)의 온도계(111) 및 고속 카메라(112)의 위치를 제어하여, 고로에서 출선되는 용선의 최적 측정 위치를 트랙킹(Tracking)할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치의 온도 변화에 따른 공취 판정 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a determination of air pollution according to a temperature change of the apparatus for monitoring molten iron in accordance with one embodiment of the present invention.
도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치(100)의 신호 처리부(120)는 센서부(110)의 온도계(111)에 의해 측정된 용선의 주기적인 온도 변동, 온도 분포와 같은 온도 변화에 기초하여 공취를 판정할 수 있다.Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, the
도 2의 (a)는 출선되는 용선의 온도 그래프이고, 도 2의 (b), (c) 및 (d)는 각각 출선 초기의 이미지, 출선 중기의 이미지 및 출선 말기의 이미지를 나타낸다.(A) of FIG. 2 is a graph of the temperature of the chartered ship, and FIG. 2 (b), (c) and (d) show the image of the initial stage, the image of the middle stage of the boat, and the image of the last stage of the boat.
도 2의 (b) 및 (d)의 출선 초기 및 출선 말기의 이미지와 도 2의 (a)의 이때의 온도 그래프를 보면 출선 초기 및 말기에 온도 변화가 급격한 것을 볼 수 있고, 이때의 이미지 또한 공취가 발생되는 것을 볼 수 있다. If you look at the image of the initial stage and the end stage of the departure of Fig. 2 (b) and (d) and the temperature graph at this time of Fig. 2 (a) it can be seen that the temperature change is sharp at the beginning and end of the departure, and also the image at this time It can be seen that depletion occurs.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 용선 공취 상태 모니터링 장치의 영상 분석에 따른 공취 판정 개념도이다.3 to 7 is a conceptual diagram of the determination determination of the molten iron notch state monitoring apparatus of the present invention.
도 1과 함께, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 공취 상태 모니터링 장치(100)의 신호 처리부(120)는 센서부(110)의 고속 카메라(112)에 의해 측정된 용선 이미지에 기초하여 용선의 공취를 판정할 수 있다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, the
즉, 신호 처리부(120)는 센서부(110)의 고속 카메라(112)에 의해 측정된 용선 이미지 중 정상 출선의 영역을 기준으로 용선이 퍼지는 영역을 설정하고, 설정된 용선이 퍼지는 영역에서 용선이 검출되면, 검출된 용선 영역과 설정된 용선이 퍼지는 영역 간의 비율에 따라 용선의 공취를 판정할 수 있다.That is, the
보다 상세하게는 도 3의 (a) 및 (b)에서 영역 B와 같이 정상 출선의 영역을 기준으로 용선이 퍼지는 영역을 설정하고, 용선이 퍼지는 영역인 영역 B에서 용선이 검출된 영역 A와 같이 검출된 용선 영역과 설정된 용선이 퍼지는 영역 간의 비율에 따라 용선의 공취를 판정할 수 있다. 공취가 출선 중 고로 내부에서 발생한 가스가 출선과 함께 분출되는 상황임을 고려하면, 용선이 퍼지는 영역은 정상 출선을 기준으로 이미지 중 상측으로 영역을 설정할 수 있다. More specifically, in (a) and (b) of FIG. 3, the area where the molten iron is spread is set based on the region of the normal starting line as shown in the area B, and as in the region A where the molten iron is detected in the area B, which is the area where the molten iron is spread. Deduction of molten iron can be determined according to the ratio between the detected molten iron region and the set molten iron region. Considering the fact that the gas is generated in the blast furnace during the unloading with the unloading, the area where the molten iron spreads can be set to the upper side of the image based on the normal unloading.
상술한 영역간 비율은 하기의 수식1과 같을 수 있다.The above-described ratio between regions may be the same as Equation 1 below.
(수식1)(Formula 1)
한편, 신호 처리부(120)는 영역 A와 같이 출선 이미지의 높이의 평균 및 표준 편차를 계산하여 표분 편차가 사전에 설정된 기준값 이상이면 공취로 판정할 수 있다.On the other hand, the
높이의 평균 및 표준 편차는 하기의 수식 2와 같을 수 있다.The average and standard deviation of the height may be as shown in Equation 2 below.
(수식2)(Formula 2)
상술한 바와 같이 이미지에 기초하여 공취를 판정하는 방법은 용선이 퍼지는 영역을 설정하여 영역 내에서 용선이 검출되면 공취로 판정하므로 그 공취 판정이 용이할 수 있으나, 출선구의 위치가 상하로 이동하는 경우 공취 검출 영역 설정이 불가능한 경우가 발생할 수 있다.As described above, the method of determining the nodence based on the image sets the area where the molten iron is spread, and if the molten iron is detected in the area, it is determined as the nod, so that the determination of the nodule may be easy, but the position of the exit port is moved up and down. In some cases, it may be impossible to set the detection detection area.
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 신호 처리부(120)는 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 공취 측정 영역을 다각형 또는 용선의 경계선을 고려한 형상으로 조정할 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B, the
도 5를 참조하면, 신호 처리부(120)는 센서부(110)에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 용선의 이미지와 배경의 경계부분 값을 획득하고, 획득한 경계 부분값의 미분값을 계산하여 공취를 판정할 수 있다. 공취가 출선 중 고로 내부에서 발생한 가스가 출선과 함께 분출되는 상황임을 고려하면, 출선 상단부의 경계 부분값의 미분값을 계산하는 것이 바람직할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
도 5의 (a)는 공취가 미발생된 이미지이며, 도 5의 (b)는 공취가 발생된 이미지이고, 도 5의 (c)는 측정된 이미지에서 공취가 발생된 구간을 그래프로 나타낼 수 있다.FIG. 5A illustrates an image in which no deduction has occurred, FIG. 5B illustrates an image in which no deduction occurs, and FIG. 5C illustrates a graph in which a deduction occurs in the measured image. have.
도 6을 참조하면, 신호 처리부(120)는 센서부(110)에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 용선의 이미지와 배경의 경계부분 값을 획득하고, 획득한 경계 부분값의 평균, 분산 및 표준 편차를 계산하여 공취를 판정할 수 있다. 공취가 출선 중 고로 내부에서 발생한 가스가 출선과 함께 분출되는 상황임을 고려하면, 출선 상단부의 경계 부분값의 평균, 분산 및 표준 편차를 계산하는 것이 바람직할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
도 6의 (a)는 용선의 이미지이며, 도 6의 (b)는 측정된 이미지에서 공취가 발생된 구간을 그래프로 나타낼 수 있다.6 (a) is an image of the molten iron, and FIG. 6 (b) may be a graph showing a section in which no deduction occurs in the measured image.
출선 상단부의 경계 부분값의 평균, 분산 및 표준 편차의 계산은 상술한 수식 1과 같을 수 있다.Calculation of the mean, variance, and standard deviation of the boundary portion value of the top of the boat can be the same as Equation 1 above.
도 7을 참조하면, 신호 처리부(120)는 센서부(110)에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 용선의 이미지와 배경의 경계부분 값을 획득하고, 획득한 경계 부분값의 미분값의 평균을 계산하여 공취를 판정할 수 있다. 마찬가지로, 공취가 출선 중 고로 내부에서 발생한 가스가 출선과 함께 분출되는 상황임을 고려하면, 출선 상단부의 경계 부분값의 미분값의 평균을 계산하는 것이 바람직할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 7의 (a)는 용선의 이미지이며, 도 7의 (b)는 측정된 이미지에서 공취가 발생된 구간을 그래프로 나타낼 수 있다.7 (a) is an image of the molten iron, and FIG. 7 (b) may graphically represent a section in which no deduction occurs in the measured image.
출선 상단부의 경계 부분값의 평균, 분산 및 표준 편차의 계산은 하기의 수식3과 같을 수 있다.Calculation of the mean, variance, and standard deviation of the boundary portion value of the top of the boat may be as shown in Equation 3 below.
(수식3)(Formula 3)
상술한 도 5 내지 도 7의 공취 판정 방법은 출선구의 위치 이동과 무관하게 용선의 경계부 검출이 가능할 수 있다.5 to 7 described above can detect the boundary of the molten iron irrespective of the movement of the position of the exit port.
상술한 도 2의 온도 변화에 따른 공취 판정과 도 3 내지 도 7의 영상에 따른 공취 판정을 각각은 상황에 따라 적어도 하나의 판정 방법 또는 복수의 판정 방법이 선택될 수 있고, 전체의 판정 방법이 선택될 수도 있다. At least one determination method or a plurality of determination methods may be selected according to the situation of the determination of determination according to the temperature change of FIG. 2 and the determination of determination of resonance according to the image of FIGS. 3 to 7. It may be chosen.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고로 노황의 안정화를 위해 고로 출선구의 용선 온도 뿐만아니라 출선 용선의 공취 상태를 실시간으로 모니터링하면 고로 노내 상황을 판단하고 노황을 안정화 할 수 있는 중요한 인자로 활용될 수 있다.As described above, according to the present invention, in order to stabilize the blast furnace blast furnace in real time monitoring not only the molten iron temperature of the blast furnace outlet, but also the blast furnace molten state of the blast furnace, it is used as an important factor to determine the blast furnace furnace situation and stabilize the blast furnace. Can be.
또한, 출선 초기와 출선 말기의 공취는 노내 가스 상태와 관련이 있고 특히 출선 말기의 공취는 출선 종료 시점(개공 폐쇠 시점) 판단의 중요한 인자가 되며, 고로 노황 안정화 및 조업 안정화를 위한 고로 노열제어의 중요한 인자인 실시간 용선온도 정합성 판단에도 중요한 판단 기준이 되어 고로 노열 제어에 활용될 수 있다.In addition, the nomination at the beginning and the end of the departure is related to the gas state in the furnace, and in particular, the extraction at the end of the departure is an important factor in determining the end point of the departure (opening closing time). It is also an important criterion for determining the real-time molten iron temperature consistency, which is an important factor, and can be used for blast furnace control.
더하여, 고로 노황 안정화에 의한 생산성 향상, 환원제비를 절감할 수 있다.In addition, it is possible to reduce the productivity and reducing agent costs by stabilizing the blast furnace furnace.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims below, and the configuration of the present invention may be modified in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be changed and modified.
100: 용선 공취 상태 모니터링 장치
110: 센서부
111: 온도계
112: 고속 카메라
120: 신호 처리부
130: 제어부
140: 표시부100: molten iron notch monitoring device
110: sensor unit
111: thermometer
112: high speed camera
120: signal processing unit
130: control unit
140: display unit
Claims (8)
상기 센서부에 의해 측정된 용선의 온도 및 이미지를 신호 처리하여 출선 용선의 공취를 측정하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에 의해 측정된 용선 위치에 따라 상기 센서부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 온도의 변동을 이용하여 출선 용선의 공취를 측정하며,
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하고 용선이 퍼지는 영역은 정상 출선을 기준으로 이미지 중 상측으로 영역을 설정하여 설정된 용선이 퍼지는 영역에서 용선이 검출되면, 검출된 용선 영역과 설정된 용선이 퍼지는 영역 간의 비율에 따라 용선의 공취를 판정하는 용선 공취 상태 모니터링 장치.
Sensor unit for measuring the temperature and image of the molten iron of the exit port;
A signal processor configured to signal-process the temperature and the image of the molten iron measured by the sensor unit to measure the air consumption of the molten iron wire; And
And a control unit for controlling the position of the sensor unit according to the molten iron position measured by the signal processing unit.
The signal processing unit measures the bleeding of the ship charter using the fluctuation of the temperature of the molten iron measured by the sensor unit,
The signal processing unit processes the image of the molten iron measured by the sensor unit and sets the region to the upper side of the image on the basis of the normal outgoing line. A molten iron notch state monitoring apparatus for determining the molten iron notation in accordance with the ratio between the region and the region where the set molten iron spreads.
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 이미지 전체 면적 대비 출선 영상 영역을 설정하고, 상기 출선 영상 영역의 높이의 평균 및 표준 편차를 계산하여 상기 표준 편차가 사전에 설정된 기준 값 이상이면 공취로 판단하는 용선 공취 상태 모니터링 장치.
The method of claim 3,
The signal processor may signal-process the image of the molten iron measured by the sensor unit to set the outgoing image area to the entire image area, calculate the average and the standard deviation of the height of the outgoing image area, and set the standard deviation in advance. The molten iron notation condition monitoring apparatus judged to be a noun if it is more than a reference value.
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 공취 측정 영역을 다각형 또는 용선의 경계선을 고려한 형상으로 조정하는 용선 공취 상태 모니터링 장치.
The method of claim 3,
The signal processing unit signal processing the image of the molten iron measured by the sensor unit to adjust the airborne measurement area to a shape in consideration of the boundary line of the polygon or the molten iron.
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 용선의 이미지와 배경의 경계부분 값을 획득하고, 획득한 경계 부분값의 미분값을 계산하여 공취를 판정하는 용선 공취 상태 모니터링 장치.
The method of claim 3,
The signal processing unit monitors an image of the molten iron measured by the sensor unit, acquires the boundary value between the image of the molten iron and the background, calculates the derivative value of the obtained boundary portion, and monitors the molten iron exclusion state. Device.
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 용선의 이미지와 배경의 경계부분 값을 획득하고, 획득한 경계 부분값의 평균, 분산 및 표준 편차를 계산하여 공취를 판정하는 용선 공취 상태 모니터링 장치.
The method of claim 3,
The signal processing unit processes the image of the molten iron measured by the sensor unit to obtain a boundary portion value between the image of the molten iron and the background, and calculates an average, variance, and standard deviation of the obtained boundary portion value to determine the takeover. Chartered airborne condition monitoring device.
상기 신호 처리부는 상기 센서부에 의해 측정된 용선의 이미지를 신호처리하여 용선의 이미지와 배경의 경계부분 값을 획득하고, 획득한 경계 부분값의 미분값의 평균을 계산하여 공취를 판정하는 용선 공취 상태 모니터링 장치.
The method of claim 3,
The signal processor acquires the boundary value between the image of the molten iron and the background by processing the image of the molten iron measured by the sensor unit, and calculates an average of the derivative values of the obtained boundary portion to determine the bleeding. Health monitoring device.
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