溶融物のサンプリング方法および装置
【課題】スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる、溶融物のサンプリング方法および装置を提供することを課題とする。
【解決手段】容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影し、撮影した画像を取り込み、取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索し、検索した画像上の温度極大点から、サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき溶融物中の３次元位置を演算し、演算した先端位置に、前記サンプリングホルダの先端が移動するように、先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る。
【解決手段】容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影し、撮影した画像を取り込み、取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索し、検索した画像上の温度極大点から、サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき溶融物中の３次元位置を演算し、演算した先端位置に、前記サンプリングホルダの先端が移動するように、先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す、溶融物のサンプリング方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融物のサンプリングは、鋼の品質管理上欠くことのできない作業の一つである。例えば、溶鋼をサンプリングした試料の分析値は、最終製品である鋼の代表分析値を示すものとしてＪＩＳ規格にも定められている。
【０００３】
従来これらサンプリングは、サンプリングホルダを手動操作することによって行なわれていたが、作業性・労働負荷の問題を解消するために機械化・自動化することが検討されてきた。例えば、特許文献１に開示された技術がある。
【０００４】
この技術は、溶鋼流の自動測温・サンプリングを目的に、サンプリングプローブと共動する異なる２点以上の位置から交叉させた視野で溶鋼流の熱あるいは光を検知しながらサンプリングプローブを移動させ、溶鋼流を２点以上で同時に検知するとサンプリングプローブを一定時間定置することを特徴とするものである。
【特許文献１】特公昭５８−２３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、取鍋から鋳型への注入流の自動測温・サンプリングを対象にしたものであり、溶融物を受け入れた鍋、例えば溶銑或いは溶鋼鍋内に溶銑或いは溶鋼を静置した状態での自動サンプリングには適用が難しいという問題がある。さらに、溶銑或いは溶鋼鍋でのサンプリングには溶銑或いは溶鋼上のスラグが混入しやすく、所望とする正確な試料サンプリングに失敗しやすいという問題もある。
【０００６】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み、スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる、溶融物のサンプリング方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発明は、先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング方法であって、容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影し、撮影した画像を取り込む、溶融物表面の計測画像取込ステップと、取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する、温度極大点検索ステップと、検索した画像上の温度極大点から、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算する、先端位置の演算ステップと、演算した３次元位置に、前記サンプリングホルダの先端が移動するように、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、装置動作指令ステップとを有することを特徴とする溶融物のサンプリング方法である。
【０００８】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の溶融物のサンプリング方法において、前記溶融物が、溶銑或いは溶鋼であることを特徴とする溶融物のサンプリング方法である。
【０００９】
さらに本発明の請求項３に係る発明は、先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング装置であって、容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影する撮像カメラと、撮影した画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する画像処理装置と、検索した温度極大点に基づき、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算し、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、制御装置とを備えることを特徴とする溶融物のサンプリング装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索し、検索した温度極大点に基づき、サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき溶融物中の３次元位置を演算し、先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送るようにしたので、スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、オペレータが、溶銑や溶鋼上のスラグの割れ目等で、サンプリング時にスラグが混入し難そうな場所を選び、サンプリングホルダを投入することで、比較的高い確度でサンプリングを成功させていることにヒントを得て、想到したものである。
【００１２】
図1は、本発明に係る溶融物のサンプリング装置の構成例を示す図である。また、図２は、本発明に係る溶融物のサンプリング方法の処理手順例を示す図である。図中、１は溶融物、２は鍋、３はスラグ、４は台車、５は撮像カメラ、６は画像処理装置、７は制御装置、８は先端位置決め装置、および９はサンプリングホルダをそれぞれ表す。
【００１３】
先ず、装置構成の概要を説明し、次に処理手順例を説明していく。図１は、溶融物１として溶鋼の例を示したものである。台車４上にある鍋２(台車４と鍋２が一体となったトピードカーの場合もあり)内に保持された、スラグ３が載った状態の溶鋼の表面を撮像カメラ５で撮影する。
【００１４】
撮影した画像を、画像処理装置６に送り画像処理する。そして、画像処理装置６で行なった画像処理結果に基づき、制御装置７において、先端に試料をサンプリングするサンプリングホルダ９を備えた先端位置決め装置８の先端位置制御を行なう。
【００１５】
図２および図１を参照して、サンプリングの処理手順例を詳説する。先ずStep11にて、測定対象物が本発明に係る溶融物のサンプリング装置が設置された所定のサンプリング位置に到着したことを確認する。しかる後Step12にて、撮像カメラ５で溶融物表面の計測画像を取込む。ここで用いる撮像カメラは、撮影範囲内の輝度の分布あるいは直接温度の分布を計測できるものであれば、その方式を問うものではない。例えば、赤外線カメラなどを用いるようにすれば良い。
【００１６】
そしてStep13にて、Step12で取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する。ここで検索する温度極大点は、前述したように溶融物表面を覆っているスラグの割れ目部分であると考えられる。相対的に低温であるスラグの割れ目から覗いている、高温の溶融物を直接測定できているからである。
【００１７】
続いてStep14の先端位置の演算、およびStep15の装置動作指令を行なう。制御装置７では、画像上の温度極大点から、サンプリングホルダ６の先端位置(実際にサンプリングを行なうべき、溶鋼中の３次元位置)を演算して、先端位置決め装置８の駆動系に動作指令を送り、サンプリングホルダ６の先端位置が演算した先端位置(溶鋼中の３次元位置)に移動するように制御を行なう。なお、先端位置決め装置８は、２軸の直線移動および回転移動が可能であり、サンプリングホルダ６の先端位置を所望の３次元位置に制御できるものである。
【００１８】
そして最終的にStep16にて、サンプリングホルダ６にて試料のサンプリング実施を行い、一連のサンプリング処理を終了する。
【００１９】
以上のような試料サンプリング手順をとるようにしたので、スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る溶融物のサンプリング装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る溶融物のサンプリング方法の処理手順例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ 溶融物
２ 鍋
３ スラグ
４ 台車
５ 撮像カメラ
６ 画像処理装置
７ 制御装置
８ 先端位置決め装置
９ サンプリングホルダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す、溶融物のサンプリング方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融物のサンプリングは、鋼の品質管理上欠くことのできない作業の一つである。例えば、溶鋼をサンプリングした試料の分析値は、最終製品である鋼の代表分析値を示すものとしてＪＩＳ規格にも定められている。
【０００３】
従来これらサンプリングは、サンプリングホルダを手動操作することによって行なわれていたが、作業性・労働負荷の問題を解消するために機械化・自動化することが検討されてきた。例えば、特許文献１に開示された技術がある。
【０００４】
この技術は、溶鋼流の自動測温・サンプリングを目的に、サンプリングプローブと共動する異なる２点以上の位置から交叉させた視野で溶鋼流の熱あるいは光を検知しながらサンプリングプローブを移動させ、溶鋼流を２点以上で同時に検知するとサンプリングプローブを一定時間定置することを特徴とするものである。
【特許文献１】特公昭５８−２３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、取鍋から鋳型への注入流の自動測温・サンプリングを対象にしたものであり、溶融物を受け入れた鍋、例えば溶銑或いは溶鋼鍋内に溶銑或いは溶鋼を静置した状態での自動サンプリングには適用が難しいという問題がある。さらに、溶銑或いは溶鋼鍋でのサンプリングには溶銑或いは溶鋼上のスラグが混入しやすく、所望とする正確な試料サンプリングに失敗しやすいという問題もある。
【０００６】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み、スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる、溶融物のサンプリング方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発明は、先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング方法であって、容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影し、撮影した画像を取り込む、溶融物表面の計測画像取込ステップと、取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する、温度極大点検索ステップと、検索した画像上の温度極大点から、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算する、先端位置の演算ステップと、演算した３次元位置に、前記サンプリングホルダの先端が移動するように、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、装置動作指令ステップとを有することを特徴とする溶融物のサンプリング方法である。
【０００８】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の溶融物のサンプリング方法において、前記溶融物が、溶銑或いは溶鋼であることを特徴とする溶融物のサンプリング方法である。
【０００９】
さらに本発明の請求項３に係る発明は、先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング装置であって、容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影する撮像カメラと、撮影した画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する画像処理装置と、検索した温度極大点に基づき、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算し、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、制御装置とを備えることを特徴とする溶融物のサンプリング装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索し、検索した温度極大点に基づき、サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき溶融物中の３次元位置を演算し、先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送るようにしたので、スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、オペレータが、溶銑や溶鋼上のスラグの割れ目等で、サンプリング時にスラグが混入し難そうな場所を選び、サンプリングホルダを投入することで、比較的高い確度でサンプリングを成功させていることにヒントを得て、想到したものである。
【００１２】
図1は、本発明に係る溶融物のサンプリング装置の構成例を示す図である。また、図２は、本発明に係る溶融物のサンプリング方法の処理手順例を示す図である。図中、１は溶融物、２は鍋、３はスラグ、４は台車、５は撮像カメラ、６は画像処理装置、７は制御装置、８は先端位置決め装置、および９はサンプリングホルダをそれぞれ表す。
【００１３】
先ず、装置構成の概要を説明し、次に処理手順例を説明していく。図１は、溶融物１として溶鋼の例を示したものである。台車４上にある鍋２(台車４と鍋２が一体となったトピードカーの場合もあり)内に保持された、スラグ３が載った状態の溶鋼の表面を撮像カメラ５で撮影する。
【００１４】
撮影した画像を、画像処理装置６に送り画像処理する。そして、画像処理装置６で行なった画像処理結果に基づき、制御装置７において、先端に試料をサンプリングするサンプリングホルダ９を備えた先端位置決め装置８の先端位置制御を行なう。
【００１５】
図２および図１を参照して、サンプリングの処理手順例を詳説する。先ずStep11にて、測定対象物が本発明に係る溶融物のサンプリング装置が設置された所定のサンプリング位置に到着したことを確認する。しかる後Step12にて、撮像カメラ５で溶融物表面の計測画像を取込む。ここで用いる撮像カメラは、撮影範囲内の輝度の分布あるいは直接温度の分布を計測できるものであれば、その方式を問うものではない。例えば、赤外線カメラなどを用いるようにすれば良い。
【００１６】
そしてStep13にて、Step12で取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する。ここで検索する温度極大点は、前述したように溶融物表面を覆っているスラグの割れ目部分であると考えられる。相対的に低温であるスラグの割れ目から覗いている、高温の溶融物を直接測定できているからである。
【００１７】
続いてStep14の先端位置の演算、およびStep15の装置動作指令を行なう。制御装置７では、画像上の温度極大点から、サンプリングホルダ６の先端位置(実際にサンプリングを行なうべき、溶鋼中の３次元位置)を演算して、先端位置決め装置８の駆動系に動作指令を送り、サンプリングホルダ６の先端位置が演算した先端位置(溶鋼中の３次元位置)に移動するように制御を行なう。なお、先端位置決め装置８は、２軸の直線移動および回転移動が可能であり、サンプリングホルダ６の先端位置を所望の３次元位置に制御できるものである。
【００１８】
そして最終的にStep16にて、サンプリングホルダ６にて試料のサンプリング実施を行い、一連のサンプリング処理を終了する。
【００１９】
以上のような試料サンプリング手順をとるようにしたので、スラグ混入を防ぎ、失敗なく安定的な試料サンプリングを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る溶融物のサンプリング装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る溶融物のサンプリング方法の処理手順例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ 溶融物
２ 鍋
３ スラグ
４ 台車
５ 撮像カメラ
６ 画像処理装置
７ 制御装置
８ 先端位置決め装置
９ サンプリングホルダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング方法であって、
容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影し、撮影した画像を取り込む、溶融物表面の計測画像取込ステップと、
取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する、温度極大点検索ステップと、
検索した画像上の温度極大点から、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算する、先端位置の演算ステップと、
演算した３次元位置に、前記サンプリングホルダの先端が移動するように、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、装置動作指令ステップとを有することを特徴とする溶融物のサンプリング方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶融物のサンプリング方法において、
前記溶融物が、
溶銑或いは溶鋼であることを特徴とする溶融物のサンプリング方法。
【請求項３】
先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング装置であって、
容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影する撮像カメラと、
撮影した画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する画像処理装置と、
検索した温度極大点に基づき、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算し、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、制御装置とを備えることを特徴とする溶融物のサンプリング装置。
【請求項１】
先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング方法であって、
容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影し、撮影した画像を取り込む、溶融物表面の計測画像取込ステップと、
取込んだ溶融物表面の計測画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する、温度極大点検索ステップと、
検索した画像上の温度極大点から、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算する、先端位置の演算ステップと、
演算した３次元位置に、前記サンプリングホルダの先端が移動するように、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、装置動作指令ステップとを有することを特徴とする溶融物のサンプリング方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶融物のサンプリング方法において、
前記溶融物が、
溶銑或いは溶鋼であることを特徴とする溶融物のサンプリング方法。
【請求項３】
先端位置決め装置に搭載のサンプリングホルダを用いて容器中から溶融物の一部を試料として取り出す溶融物のサンプリング装置であって、
容器中の溶融物表面の温度分布状態を撮影する撮像カメラと、
撮影した画像を画像処理して溶融物表面の温度分布を求め、さらに温度極大点を検索する画像処理装置と、
検索した温度極大点に基づき、前記サンプリングホルダでサンプリングを行なうべき前記溶融物中の３次元位置を演算し、前記先端位置決め装置の駆動系に動作指令を送る、制御装置とを備えることを特徴とする溶融物のサンプリング装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１２１９３７（Ｐ２０１０−１２１９３７Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２８８４（Ｐ２００８−２９２８８４）
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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