制造设备列以及热电发电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有移动的热源的炼铁厂的制造设备列，涉及具备将热轧工序中的板坯、粗条以及热轧钢带的辐射所产生的热能转换为电能并回收的热电发电装置的热轧设备列以及使用了该热轧设备列的热电发电方法。
[0002]另外，本发明涉及上述制造设备列是具备将连续铸造工序中的热板坯的辐射所产生的热能转换为电能并回收的热电发电装置的连续铸造设备列的情况，并且涉及使用了连续铸造设备列的热电发电方法。
[0003]并且，本发明涉及上述制造设备列是具备将连续实施铸造以及轧制的钢板制造工序中的热板坯或者热轧板的热能转换为电能并回收的热电发电装置、且进行铸造以及轧制的钢板制造设备列的情况，并且涉及使用了该钢板制造设备列的热电发电方法。
[0004]除此之外，本发明涉及上述制造设备列是具备将锻焊管的制造工序中的钢板以及管材的辐射所产生的热能转换为电能并回收的热电发电装置的锻焊管设备列的情况，并且涉及使用了该锻焊管设备列的热电发电方法。
【背景技术】
[0005]若对于不同种类的导体或者半导体给予温差，则在高温部与低温部之间产生电动势的情况，作为塞贝克效应在很早以前便公知，还公知有使用利用了这种性质的热电发电元件将热量直接转换为电力的情况。
[0006]近年来，在炼铁工厂等的制造设备中，致力于通过使用了如上所述的热电发电元件的发电，来推进利用目前为止作为废热而废弃的能量、例如板坯、粗条、热轧钢带、热板坯、钢板、管材等的钢材的辐射所产生的热能。
[0007]作为利用热能的方法，例如，在专利文献I中记载有将受热装置配置为与高温材料体对置，将高温材料体的热能转换为电能并进行回收的方法。
[0008]在专利文献2中记载有使热电元件模块与作为废热而处理的热能接触而将其转换为电能并进行回收的方法。
[0009]在专利文献3中记载有将在冷床上从冷却材料扩散至大气中的热量作为电力而回收的方法。
[0010]在专利文献4中记载有能够通过热传导件(U <夕)的热传导将高温材料的热能高效地转换为电能的热量回收方法以及冷床。
[0011]在专利文献5中记载有将由于热轧线中的金属材料的处理而产生的热量回收，并作为电力而储藏的热量回收装置。
[0012]专利文献1:日本特开昭59-198883号公报
[0013]专利文献2:日本特开昭60-34084号公报
[0014]专利文献3:特开平10-296319号公报
[0015]专利文献4:特开2006-263783号公报
[0016]专利文献5:特开2011-62727号公报
[0017]然而，在专利文献I中，虽记载有能够用于板坯连铸线的主旨，但并未考虑由于实际操作中的板坯的温度变化、板坯量的变动引起的放出热量(热能)的变动等、操作条件的变动而引起的热源温度的变化。
[0018]另外，在专利文献2中，由于需要相对于热源固定模块，所以存在无法对如热轧设备等那样移动的热源应用该技术的问题。
[0019]在专利文献3中，虽记载有中/高温部的材料温度为300°C以上，使用其辐射热与冷却材料之后的对流热的情况，但未记载由于实际操作中的高温材料的温度变化、高温材料的变动引起的放出热量(热能)的变动等、操作条件的变动而引起的热源温度的变化。
[0020]专利文献4所记载的技术特定于基于热传导的热回收，并未考虑实际操作中的高温材料的温度变化、高温材料的变动引起的放出热量(热能)的变动等、操作条件的变动而引起的热源温度的变化。
[0021]专利文献5所记载的技术未进行上述实际操作上的考虑，并且该文献中所记载的电力储藏机构未必是必需的。
[0022]除此之外，在现有的热电发电方法中，在钢材的前端或后端等成为热源的非定常状态下，为了防止钢板的高度变动等所引起的装置的破损，而只能将热电发电装置设置于钢材的远处。而且，在设置于钢材的远处的情况下，无法将高温物体的热能很好地传递至热电发电装置，从而存在无法高效地转换成电能的问题。
【发明内容】
[0023]本发明是鉴于上述的现状而开发出的，其目的在于提供一种在供热源移动(流动)的热轧设备、连续铸造设备、进行铸造以及轧制的钢板制造设备、锻焊管设备中，具备能够将放出状态变动的板坯、粗条、热轧钢带、热轧板、钢板以及管材的热能高效地转换为电能并回收的热电发电装置的热轧设备列、连续铸造设备列、进行铸造以及轧制的钢板制造设备列、锻焊管设备列，以及使用了上述设备列的热电发电方法。
[0024]发明人为了解决上述的课题而进行了深入研宄，其结果是，领悟到通过根据热能的放出状态，调整热源与热电发电单元的距离等设置位置，能够进行高效的热电发电，并且同时开发了新炼铁厂中的具备能够进行热利用的热电发电装置的热轧设备列、连续铸造设备列、进行铸造以及轧制的钢板制造设备列、锻焊管设备列、以及使用了上述设备列的热电发电方法。
[0025]本发明立足于上述见解。
[0026]S卩，本发明的主旨结构如下。
[0027]1.一种具有移动的热源的炼铁厂的制造设备列，上述制造设备列具备热电发电装置，该热电发电装置具有热电发电单元、和进行该热电发电单元的一体移动的移动机构，并且，该热电发电单元配置为与上述热源对置。
[0028]2.根据上述I所述的制造设备列，
[0029]上述制造设备列是热轧设备列，该热轧设备列具备对被加热的板坯进行粗轧而形成粗条的粗轧机、和对粗条进行精轧而形成热轧钢带的精轧机，
[0030]将上述热电发电装置配置于从粗轧机前至热轧钢带输送路中的、板坯输送路、粗轧机、粗条输送路、精轧机以及热轧钢带输送路中的任一位置，将上述热电发电单元配置为与板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个对置。
[0031]3.根据上述2所述的制造设备列，
[0032]上述热电发电装置还具有运转判断机构，该运转判断机构根据上述热电发电单元的输出来判断该热电发电单元的运转非运转。
[0033]4.根据上述2或3所述的制造设备列，
[0034]与板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的温度以及/或者热电发电单元的输出对应地设置上述热电发电单元。
[0035]5.根据上述2?4中的任一项所述的制造设备列，
[0036]与板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的温度以及/或者热电发电单元的输出对应，将上述热电发电单元设置为相对于高温部在低温部接近。
[0037]6.根据上述2?5中的任一项所述的制造设备列，
[0038]与板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的温度以及/或者热电发电单元的输出对应，将上述热电发电单元中的热电发电模块配置为相对于低温部在高温部较密。
[0039]7.根据上述2?6中的任一项所述的制造设备列，
[0040]上述移动机构与板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的温度以及/或者对热电发电单元的输出进行测定而求出的温度以及/或者输出对应地进行该热电发电单元与该板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的距离的控制。
[0041]8.根据上述2?7中的任一项所述的制造设备列，其特征在于，
[0042]上述热电发电装置还具备热反射材料。
[0043]9.根据上述2?8中的任一项所述的制造设备列，
[0044]上述热电发电装置形成为包围板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的外周部的形状。
[0045]10.根据上述2?9中的任一项所述的制造设备列，
[0046]上述热电发电装置在至少一个位置设置有开口部。
[0047]11.一种热电发电方法，
[0048]使用上述2?10中的任一项所述的制造设备列，接受板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个的热量来进行热电发电。
[0049]12.根据上述11所述的热电发电方法，
[0050]使用上述制造设备列的运转判断机构来控制热电发电单元的运转。
[0051]13.根据上述I所述的制造设备列，
[0052]上述制造设备列是具备板坯冷却装置与板坯切断装置的连续铸造热板坯的连续铸造设备列，
[0053]将上述热电发电装置配置于从板坯冷却装置出口侧至板坯切断装置的上游、板坯切断装置的下面以及板坯切断装置出口侧中的任一位置，将上述热电发电单元配置为与热板还对置。
[0054]14.根据上述13所述的制造设备列，
[0055]上述热电发电装置还具有运转判断机构，该运转判断机构根据上述热电发电单元的输出来判断该热电发电单元的运转非运转。
[0056]15.根据上述13或14所述的制造设备列，
[0057]与热板坯的温度以及/或者热电发电单元的输出对应地设置上述热电发电单元。
[0058]16.根据上述13?15中的任一项所述的制造设备列，
[0059]与热板坯的宽度方向温度分布对应地将上述热电发电单元设置为相对于高温部在低温部接近。
[0060]17.根据上述13?16中的任一项所述的连续铸造设备列，
[0061]与热板坯的宽度方向温度分布对应地将上述热电发电单元中的热电发电模块配置为相对于低温部在高温部较密。
[0062]18.根据上述13?17中的任一项所述的制造设备列，
[0063]上述移动机构与热板坯的温度以及/或者对热电发电单元的输出进行测定而求出的温度以及/或者输出对应地进行该热电发电单元与该热板坯的距离的控制。
[0064]19.根据上述13?18中的任一项所述的制造设备列，
[0065]上述热电发电装置还具备热反射材料。
[0066]20.根据上述13?19中的任一项所述的制造设备列，
[0067]上述热电发电装置形成为包围热板坯的外周部的形状。
[0068]21.根据上述13?20中的任一项所述的制造设备列，
[0069]上述热电发电装置设置有至少一个开口部。
[0070]22.一种热电发电方法，
[0071]使用上述13?21中的任一项所述的制造设备列，接受热板坯的热量来进行热电发电。
[0072]23.根据上述22所述的热电发电方法，
[0073]使用在板坯切断装置出口侧具备热电发电装置的制造设备列，使与上述热电发电装置对置的热板坯的输送速度为连续铸造速度以上且连续铸造速度的1.1倍以下的速度。
[0074]24.根据上述22或23所述的热电发电方法，
[0075]使用上述制造设备列的运转判断机构来控制热电发电单元的运转。
[0076]25.根据上述I所述的制造设备列，
[0077]上述制造设备列是具备板坯铸造机以及轧线的进行铸造以及轧制的钢板制造设备列，
[0078]将上述热电发电装置配置于从上述板坯铸造机的板坯冷却装置以及板坯切断装置中的板坯冷却装置出口侧、板坯切断装置内以及板坯切断装置出口侧、以及、上述轧线的保持炉、引导炉、乳机以及工作台中的保持炉的前方、保持炉的后方、引导炉的前方、引导炉的后方、乳机的前方、乳机的后方、乳辊工作台上以及轧辊工作台间中选出的至少一个位置，将上述热电发电单元配置为与板坯以及/或者热轧板对置。
[0079]26.根据上述25所述的制造设备列，
[0080]上述热电发电装置还具有运转判断机构，该运转判断机构根据上述热电发电单元的输出来判断热电发电单元的运转非运转。
[0081]27.根据上述25或26所述的制造设备列，
[0082]与板坯以及热轧板中的至少一个的温度以及/或者热电发电单元的输出对应地设置上述热电发电单元。
[0083]28.根据上述25?27中的任一项所述的制造设备列，
[0084]与板坯以及热轧板中的至少一个的温度以及/或者热电发电单元的输出对应，将上述热电发电单元中的热电发电模块配置为相对于低温部在高温部较密，使输出稳定于高位。
[0085]29.根据上述25?28中的任一项所述的制造设备列，
[0086]上述移动机构与板坯以及热轧板中的至少一个的温度以及/或者对热电发电单元的输出进行测定而求出的温度以及/或者输出对应地进行该热电发电单元与该板坯以及热轧板中的至少一个的距离的控制。
[0087]30.根据上述25?29中的任一项所述的制造设备列，
[0088]上述热电发电装置还具备热反射材料。
[0089]31.根据上述25?30中的任一项所述的制造设备列，
[0090]上述热电发电装置形成为包围板坯以及热轧板中的至少一个的外周部的形状。
[0091]32.根据上述25?31中的任一项所述的制造设备列，
[0092]为了使热电发电装置退避，上述热电发电装置设置有至少一个开口部。
[0093]33.一种热电发电方法，
[0094]使用上述25?32中的任一项所述的制造设备列，接受板坯以及热轧板中的至少一个的热量来进行热电发电。
[0095]34.根据上述33所述的热电发电方法，
[0096]使用上述制造设备列的运转判断机构来控制热电发电单元的运转。
[0097]35.根据上述I所述的制造设备列，
[0098]上述制造设备列是锻焊管设备列，该锻焊管设备列具有加热炉、锻焊机以及拉伸缩径机，并且使卷绕于热轧卷板的钢板形成为管材，
[0099]将上述热电发电装置配置于从加热炉至拉伸缩径机为止的钢板以及管材的输送路中选出的至少一个的位置，将上述热电发电单元配置为与钢板以及管材中的至少一个对置。
[0100]36.根据上述35所述的制造设备列，
[0101]与钢板以及