制造设备列以及热电发电方法_2

文档序号:8343877阅读:来源:国知局
管材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。
[0102]37.根据上述35或36所述的制造设备列,
[0103]与钢板以及管材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。
[0104]38.根据上述35?37中的任一项所述的制造设备列,
[0105]与钢板以及管材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。
[0106]39.根据上述35?38中的任一项所述的制造设备列,
[0107]上述移动机构与钢板以及管材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钢板以及管材中的至少一个的距离的控制。
[0108]40.根据上述35?39中的任一项所述的制造设备列,
[0109]上述热电发电装置还具备热反射材料。
[0110]41.根据上述35?40中的任一项所述的制造设备列,
[0111]上述热电发电装置形成为包围钢板以及管材中的至少一个的外周部的形状。
[0112]42.根据上述35?41中的任一项所述的制造设备列,
[0113]上述热电发电装置在至少一个位置设置有开口部。
[0114]43.一种热电发电方法,
[0115]使用上述35?42中的任一项所述的制造设备列,接受钢板以及管材中的至少一个的热量来进行热电发电。
[0116]通过本发明,由于能够将热电发电单元与热源(板坯、粗条、热轧钢带、热轧板、钢板以及管材)保持为高发电效率的状态,所以有效地提高发电效率。其结果是,相比以往,能够高水平地回收从热源放出的热能。
【附图说明】
[0117]图1是对本发明的一个实施方式进行说明的示意图。
[0118]图2是本发明的一个实施方式的热电发电单元的剖视图。
[0119]图3是对本发明的一个实施方式进行说明的其他示意图。
[0120]图4是表示本发明的一个实施方式的热电发电装置的说明图。
[0121]图5是表示本发明的一个实施方式的其他热电发电装置的说明图。
[0122]图6是表示本发明的一个实施方式的热电发电装置的设置位置(热轧设备)的图。
[0123]图7是表示本发明的一个实施方式的热电发电装置的设置位置(连续铸造设备)的图。
[0124]图8是表示本发明的一个实施方式的热电发电装置的设置位置(钢板制造设备)的图。
[0125]图9是表示本发明的一个实施方式的热电发电装置的设置位置(锻焊管设备)的图。
[0126]图10是表示发电输出比相对于钢材与热电发电单元的距离的关系的图表。
[0127]图11是表示发电输出比相对于管材与热电发电单元的距离的关系的图表。
[0128]图12是表示本发明的热电发电单元的设置例的图。
[0129]图13是表示本发明的热电发电单元的锻焊管设备列中的设置例的图。
[0130]图14是表示本发明的热电发电单元中的热电发电模块的配置例的剖视图。
[0131]图15是表示本发明的热电发电单元中的热电发电模块的锻焊管设备列中的配置例的剖视图。
[0132]图16中,(A)图以及⑶图是表示本发明的带反射材料的热电发电装置的设置例的图。
[0133]图17中,(A)图以及⑶图是表示本发明的带反射材料的热电发电装置的锻焊管设备列中的设置例的图。
[0134]图18中,(A)图以及(B)图是表示本发明的热电发电单元的其他设置例的图。
[0135]图19中,(A)图以及⑶图是表示本发明的热电发电单元的锻焊管设备列中的其他设置例的图。
【具体实施方式】
[0136]以下,对本发明具体地进行说明。
[0137]图1是对本发明的热电发电装置的一个实施方式进行说明的示意图。在图中,I为热电发电单元,2为移动机构,3为热电发电装置,4为工作台辊,5为热源。
[0138]在本发明中,热电发电装置3具备配置为与热源5对置的热电发电单元1、和热电发电单元的移动机构2。此外,通常,热源5处于工作台辊的上表面。
[0139]本发明中的热源为热轧装置中的板坯、粗条以及热轧钢带(以下,称为板坯等的情况意味着板坯、粗条以及热轧钢带)、连续铸造装置中的热板坯(在本发明中,也简单称为板坯,只要不特别说明便包含于上述板坯等)、铸造以及轧制工程中的板坯或者热轧板(虽根据处理工序的不同而将称呼改变为粗条、热钢板、热轧板、钢板、热钢带、钢带、带钢、厚板等,但以下在本发明中称呼为热轧板等)、锻焊管制造装置中的钢板以及管材(以下也简称为管材等)(以下,称为热源的情况意味着上述全部热源的通称)。
[0140]另外,本发明的热电发电装置在热源的宽度方向以及长度方向具备至少一个热电发电单元。而且,该热电发电单元具有如下所示的与热源对置的受热机构、至少一个热电发电模块、以及散热机构。
[0141]虽然因材质而不同,但受热机构成为热电元件的高温侧温度加上几度?几十度的温度,根据情况而形成为几百度左右的温度。因此,受热机构在该温度具有耐热性、耐久性即可。例如除了能够使用铜、铜合金、铝、铝合金、陶瓷之外,还能够使用通常的铁钢材料。
[0142]此外,由于铝的熔点较低,所以进行与热源对应的热学设计,从而能够使用于耐热的情况。另外,由于陶瓷的热传导率较小,所以在受热机构中出现温差,但对于产生在板坯等与板坯等之间不具有热源的状态的位置而言,由于也能够期待蓄热效果所以能够进行使用。
[0143]另一方面,散热机构可以为以往公知的散热机构而无特别的限制,但作为优选的方式而例示有具备翅片的冷却器件、活用了接触热传递的水冷设备、活用了沸腾热传递的散热片、以及具有制冷剂流路的水冷板等。
[0144]另外,即便通过喷雾冷却等对热电发电单元的低温侧进行水冷,也能够高效地冷却低温侧。特别是,在将热电发电单元设置于相比热源更靠下方的情况下,即便应用喷雾冷却,也能够适当地配置喷雾器,从而剩水向工作台下方落下,不对热电发电单元的高温侧进行冷却,而高效地冷却热电发电单元的低温侧。在进行喷雾冷却的情况下,供喷雾制冷剂接触而被冷却的一侧成为散热机构。
[0145]如图2所示,根据本发明所使用的热电发电模块8,将利用几十?几百对电极7连接热电元件6即P型以及N型半导体而形成的热电元件组二维地排列,此外还由配置于其两侧的绝缘材料9构成。另外,上述热电发电模块8可以在两侧或一侧具备热传导板、保护板。此外,该保护板也可以分别兼作受热机构10、散热机构11。
[0146]在作为受热机构10以及/或者散热机构11的冷却板本身为绝缘材料、或表面覆盖有绝缘材料的情况下,也可以代替绝缘材料9。在图中,I为热电发电单元,6为热电元件,7为电极,9为绝缘材料,8为热电发电模块,10为受热机构,11为散热机构。
[0147]在本发明中,为了降低部件彼此的热接触阻力,实现热电发电效率的进一步的提高,而能够在受热机构与热电发电模块之间、散热机构与热电发电模块之间、以及绝缘材料与保护板之间等设置有前述的热传导板。该热传导板具有规定的热传导率,只要是在热电发电模块的使用环境下能够使用的板即可,不特别进行限制,但例示有石墨板等。
[0148]此外,本发明的热电发电模块的大小优选为lX10_2m2以下。这是因为通过将模块的大小形成为上述程度能够抑制热电发电模块的变形。更优选为2.5X 10_3m2以下。
[0149]另外,热电发电单元的大小优选为Im2以下。这是因为通过将单元形成为Im2以下能够抑制热电发电模块的相互间、热电发电单元本身的变形。更优选为2.δΧΚΓ1!!!2以下。而且,通过将该热电发电模块以一?几百个的范围连结而形成热电发电单元。
[0150]在本发明的制造设备列中,能够在从粗轧机前至热轧钢带输送路为止的、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设置具有与热轧设备的板坯等对置配置的热电发电单元、和进行该热电发电单元的一体移动的移动机构的热电发电装置。
[0151]另外,在本发明的制造设备列中,能够在板坯冷却装置出口侧、板坯切断装置中以及板坯切断装置出口侧中的任一位置设置具有与连续铸造设备的板坯对置配置的热电发电单元、和进行该热电发电单元的一体移动的移动机构的热电发电装置。
[0152]并且,在本发明的制造设备列中,能够在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、板坯切断装置内和板坯切断装置出口侧、以及轧线的保持炉、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、工作台上以及工作台间中的任一位置设置具有与钢板制造设备的板坯以及/或者热轧板对置配置的热电发电单元、和进行该热电发电单元的一体移动的移动机构的热电发电装置。
[0153]除此之外,在本发明的制造设备列中,能够在从加热炉至拉伸缩径轧机为止的钢板以及管材的输送路的任一位置设置具有与管材等对置配置的热电发电单元、和进行该热电发电单元的一体移动的移动机构的热电发电装置。
[0154]即,在本发明中,也可以将热电发电单元配置为与上述热源内的至少一个热源对置。
[0155]另外,在本发明中,也可以形成为具有多个热电发电单元的热电发电装置,在这样具有多个热电发电单元的情况下,在至少一个热电发电单元具有移动机构即可。
[0156]此处,本发明中的热电发电装置具有能够进行上述热电发电单元的一体移动的移动机构,利用该移动机构能够控制热电发电单元与热源的距离。距离控制优选使用动力缸来进行。
[0157]如图1以及3所示,上述移动机构举出有能够使热电发电单元一体地上下升降移动的机构。另外,即便是能够前后左右移动的机构,只要无特别问题便能够使用。
[0158]另外,上述移动机构也可以为管理图4所示的滑动式移动、图5所示的开闭式移动的移动机构。此外,在温度变动少的位置,控制距离的移动机构例如也可以为利用螺栓固定热电发电单元,并利用滑动式的螺栓固定热电发电单元的移动机构,即:松开该螺栓使之移动再紧固该螺栓从而使热电发电单元移动等的手动移动机构。
[0159]并且,在进行前述的喷雾冷却的情况下,喷雾冷却装置本身可以与热电发电单元等一体地移动,也可以不移动。
[0160]在本发明中,为了进行热电发电单元的距离的调整、或使温度计动作,也可以使用由热电发电装置转换而得的电力的一部分或者全部。优选具备运转判断机构,该运转判断机构具备分别预测由热电发电装置生成的电力、和使热电发电单元运转的消耗电力的电力预测机构,并且基于生成电力与消耗电力对是否使热电发电单元运转进行判断。
[0161]S卩,在根据生成的电力预测而预测为使热电发电单元运转的电力小于发电电力的情况下,使热电发电单元不动作即可。并且,在预测为超过了热电元件的耐热温度的情况下,使热电发电单元退避直至至少成为耐热温度以下。
[0162]另外,上述运转判断机构能够根据热电发电单元的输出来对可否从发电区域向非发电区域移动进行判断。
[0163]在本发明中,作为热源,使用热轧线中的板坯等的辐射、连续铸造线中的板坯的辐射、铸造以及轧制装置中的热轧板等的辐射、锻焊管线中的管材等的辐射所形成的热能。
[0164]热轧线由图6所示的加热炉、粗轧机、精轧机、以及卷取机构成。此外,热轧工序是指:将在热轧线的预工序或者加热炉中被加热至1000°C?1200°C左右的约20t?30t的钢锭(板坯)利用粗轧机轧制成粗条,再利用精轧机轧制成板厚1.2mm?25_左右的热轧钢带的工序。此外,在本发明中,精轧机内的钢材称为热轧钢带。
[0165]连续铸造装置由图7所示的浇包、中间包、铸型、板坯冷却装置、矫直辊等辊组以及板还切断装置构成。此外,在图中,21为饶包,22为中间包,23为铸型,24为板还冷却装置,25为矫直辊等辊组,26为板坯切断装置,27为温度计,28为热电发电装置,29为引锭杆工作台。
[0166]连续铸造工序从在高炉中制成的钢水经二次精炼后倒入浇包并运输至连续铸造机的最上部的时刻开始。然后,从最上部的浇包向中间包注入钢水。之后,钢水从中间包的底部向铸型被浇注,与铸型接触的钢水从表面开始凝固,经冷却工序后成为板坯。而且,此夕卜,连续铸造工序还包括切断板坯的切断工序等。
[0167]铸造以及轧制装置如图8所示。首先,为了铸造板坯而配置有具备中间包31和铸型32的铸造机33,接下来配置有保持炉34、引导炉35、粗轧机36、精轧机37、水冷装置38以及卷取机39。
[0168]在铸造机之后配置的保持炉能够形成为通常的气体燃烧炉。保持炉与引导炉的配置顺序可以调换。另外,也可以使用在间歇轧制的情况下使用的加热炉。
[0169]另外,在铸造机33与保持炉34之间配置有切断机40,而且在粗轧机36之后配置有切断机41,在精轧机37的后方配置有带钢切断机42。
[0170]如图9所示,管材的生产线(锻焊管线)包括一系列的工序,即:通过加热炉53将由热轧卷材供给的钢板51加热至1250°C左右之后,利用成型锻焊机54锻焊为管状,接着利用热缩径器55形成为所希望直径的管材52,利用旋转热锯17切断为所希望的长度之后,利用冷床57冷却并利用矫直机59矫直,然后实施管端部的倒角。此外,58为定径机。
[0171]在本发明中,除了移动机构之外,还能够具有与上述的板坯等(包括热电发电单元所对置的位置以及适于温度测定的附近)的温度(以下简称为板坯等的温度)以及/或者热电发电单元的输出对应而设
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