制造设备列以及热电发电方法_3

文档序号:8343877阅读:来源:国知局
置的热电发电单元。如上述图6所示,与板坯等的温度以及/或者热电发电单元的输出对应而在从粗轧机前经由精轧机至热轧钢带输送路为止的任一位置(图中A?E)设置上述热电发电单元,由此能够与实际操作中的热源的温度变动等对应地进彳丁尚效的发电。
[0172]另外,在本发明中,除了移动机构之外,如图7所示还能够具有与板坯的任一位置(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(以下简称为板坯的温度)以及/或者热电发电单元的输出对应而设置的热电发电单元。除此之外,能够与板坯的温度以及/或者热电发电单元的输出对应而在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为止的任一位置(图中F)设置上述热电发电单元,由此能够与实际操作中的热源的温度变动等对应地进行高效的发电。
[0173]并且,在本发明中,除了移动机构之外,如图8所示还能够具有与板坯等(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置的热电发电单元。除此之外,能够与板坯等的温度以及/或者热电发电单元的输出对应而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、板坯切断装置内以及板坯切断装置出口侧(图8G)、轧线的保持炉或引导炉附近、以及输送工作台上(图8H)、粗轧机附近(图81)、相比精轧前的去氧化皮装置更靠上游侧的位置(图8J)、精轧机内(图8K)以及热轧板输送路上(图8L)的任一位置设置上述热电发电单元,由此与实际操作中的热源的温度变动等对应地进行高效的发电。
[0174]另外,在本发明中,除了如上所述的移动机构之外,还能够具有与上述的管材等的任一位置(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(以下简称为管材等的温度)以及/或者热电发电单元的输出对应而设置的热电发电单元。如图9所示,与各个管材等的温度以及/或者热电发电单元的输出对应而在从锻焊管线的加热炉至锻焊机为止的钢板输送路、管材输送路(例如图中M以及N)中的任一位置设置上述热电发电单元,由此能够与实际操作中的热源的温度变动等对应地进行高效的发电。
[0175]此外,本发明中的热电发电装置(热电发电单元)的设置在任一设备列中并不局限于热源的上方,也能够设置于下方,设置位置也并不局限于一个位置,可以为多个位置。
[0176]另外,还能够以带升降功能的方式设置于板坯切断装置的上游侧或者设置于板坯切断装置的下面。此外,在不增加设备构造的方面,安装于回收调整用板坯的所谓的引锭杆工作台下面的情况也是优选的。
[0177]为了使热电发电单元维持高运转率,而优选在与热源接近的时间较长的位置设置热电发电单元。例如,在热轧设备列中,举出有从加热炉送出的板坯到达粗轧机之前的输送工作台上(图6A)、除去在加热时等在表面生成的氧化皮的去氧化皮装置的入口侧或者出口侧、进行板坯的宽度调整的精整压力机附近、粗轧机附近(图6B)、或者在精轧机前粗条较长时间滞留的相比精轧前的去氧化皮装置更靠上游侧(图6C)、精轧机内(图6D)、热轧钢带输送路上(图6E)等。
[0178]另外,为了进行粗条的温度降低抑制,而在精轧机前的从粗轧机向精轧机输送粗条的其间,存在利用罩覆盖输送工作台的位置。该罩能够开闭,在抑制温度降低的情况下关闭罩,在未使用轧机的情况下打开罩的使用方法为常用方法。
[0179]能够在上述的罩安装本发明的热电发电单元。
[0180]此处的粗条的温度为大致1100°C左右,但由于对一侧进行冷却而确保发电所需的温差,所以通过设置受热机构以及散热机构热电单元的发电效率有效地提高。
[0181]在钢板制造设备列中,作为与上述热源接近的时间长的位置,举出有在从加热炉输出的板坯到达粗轧机为止的输送工作台上(图8H)的除去加热时等在表面生成的氧化皮的去氧化皮装置(未图示)的入口侧或者出口侧、进行板坯的宽度调整的精整压力机附近(未图示)、粗轧机附近(图81),或者在精轧机前粗条较长时间滞留的相比精轧前的去氧化皮装置更靠上游侧(图8J)的位置、精轧机内(图8K)、热轧板输送路上(图8L)等。
[0182]另外,在钢板制造设备列中,在精轧机前的从粗轧机向精轧机输送粗条的期间,为了进行粗条的温度降低抑制,也存在利用罩覆盖输送工作台的位置。该罩能够开闭,在抑制温度降低的情况下关闭罩,在未使用轧机的情况下打开罩的使用方法为常用方法。
[0183]能够在上述的罩安装本发明的热电发电单元。
[0184]此处的粗条的温度为大致1100°C左右,但通过设置用于对一侧进行冷却而确保发电所需的温差的散热机构,热电单元的发电效率有效地提高。
[0185]在热源与热电发电装置确保微量空间而通过时产生电,在热电发电装置附近没有热源时从热向电的转换效率较差,在这种情况下,只要经由电源调节器等与系统电源相连,便能够无问题地利用所产生的电。此外,在作为独立电源而使用的情况下,与太阳能发电同样,能够使用蓄电池吸收所产生的电力的变动而进行使用。
[0186]在从板坯冷却装置出口侧至板坯切断装置的位置,作为热源的板坯总是存在,因此热电发电的输出量增大。因此,优选为热电发电装置的设置位置。
[0187]另一方面,在板坯切断装置出口侧,在从板坯切断至下一次板坯切断的期间,作为热源的板坯通过热电发电单元附近的比例是间歇的,从而热电发电输出量变小。因此,例如,优选使切断后的板坯输送与连续铸造速度同等,使作为热源的板坯位于热电发电装置附近来增大热电发电输出量。若将板坯的输送速度设为V1,将连续铸造速度设为Vtl,则只要满足V# VoSPnT,更优选为V6 V# 1.1XV撕条件。若在板坯离开热电发电装置附近之后,按以往工序程度提高板坯的输送速度进行输送,则在能够忽略对物流的影响的同时能够进行效率高的热电发电,因此优选这样地进行输送。此外,在本发明中,热电发电装置附近是指热电发电单元从板坯受到的热量相比板坯切断装置的位置减少至90%左右的位置。这是因为在热量不足90%的情况下不能进行高效的热电发电。
[0188]另外,能够在热电发电装置的上游侧设置温度计,并且根据该温度计的测定值控制热电发电单元与板坯等的距离。由于具有上述功能,从而在产品批次的切换等、板坯等的温度存在变动等的情况下,也能够与该温度变动等适当对应地进行热电发电,结果是,热电发电的效率提尚。
[0189]此外,前述的温度计优选为放射温度计等非接触型,但在生产线间断地停止的情况下,也能够在每次停止时使热电对接触来进行测定。作为测定的频率,优选将温度计设置于生产线并自动定期地进行测定,但在制造条件变更的情况下作业者也可以手动进行测定。
[0190]而且,若预先求出热源的温度、与热电发电的效率最高的距离的关系,则能够根据上述的温度计的测定值,例如图1以及3所示那样根据该温度变动适当地控制热电发电单元I与热源5的距离。
[0191]并且,能够根据热电发电单元的输出控制热电发电单元与热源的距离。在图10中示出将钢材的温度设为850 °C, 900 0C以及950 V、将热电发电单元中的热电发电模块间隔设为70mm而调查从钢材至热电发电单元的距离与将额定输出时的发电输出比设为I的情况下的发电输出比的关系的图表的结果。
[0192]通过求出上述图10所示的关系,能够根据热电发电单元的输出,调节钢材与热电发电单元的距离。在本发明中,代替上述的钢材使热源为板坯等,并以热电发电单元的输出增大的方式调整热电发电单元与板坯等的距离。此时,可以使用实测输出,也可以使用根据板坯等的温度等预测的输出值。
[0193]另外,在为锻焊管设备列的情况下,在图11中示出以热电发电单元中的热电发电模块间隔以及管材的温度为参数而调查从管材至热电发电单元的距离与将额定输出时的发电输出比设为I的情况下的发电输出比的关系的结果,但是,在管材的温度为1150°C的情况下,将热电发电单元与管材等的距离设为150mm,并且在管材的温度为1000°C的情况下,使上述距离移动至60mm而进行控制,由此能够进行效率最高的热电发电。
[0194]通过求出上述图11所示的关系,能够对应热电发电单元的输出调节管材与热电发电单元的距离。在本发明中,还能够代替上述的管材使热源为钢板,并以热电发电单元的输出增大的方式调整热电发电单元与钢板的距离。另外,在调整上述距离时,可以使用实测输出,也可以使用根据管材等的温度等预测的输出值。
[0195]如上所述,优选热电发电单元的输出成为额定输出,但为了不使热电元件损坏,需要考虑热电发电单元的耐热温度上限而进行设定。在考虑了耐热上限的情况下,能够适当地降低发电输出比的目标,但优选形成为0.7左右。输出与温差的平方成比例,因此相对于温差为额定输出时的温差,上述发电输出比相当于80%左右。
[0196]在与板坯等对置地设置热电发电单元的情况下,对于热源与热电发电单元的距离不特别限制,但优选为30mm?800mm左右的范围,并优选以将热电元件的高温面侧与低温面侧的温差维持于高位,并且将输出稳定于高位的方式进行设置。此处,对于将输出稳定于高位而言,优选形成为上述的目标输出的0.5左右,更优选形成为0.7左右。输出与温差的平方成比例,因此相对于温差为额定输出时的温差,上述发电输出比分别相当于70%、80%左右。此外,即便上表面部分比热电发电单元打开更大也没有问题。
[0197]在本发明中,可以根据热源的尺寸、品种,预先设定热电发电单元的位置。另外,也可以根据与尺寸、品种对应的每个热电发电单元的输出电力实际结果,预先设定热电发电单元的位置。并且,也可以根据基于每个热电发电单元的输出电力实际结果以及/或者温度等进行预测的输出电力预测,与尺寸、品种对应地预先设定热电发电单元的设置位置。除此之外,也可以在设备导入时,决定热电发电单元与热源的距离、热电发电单元中的热电发电模块的配置。
[0198]例如,在热轧设备中的板坯的尺寸的宽度为900mm,温度为1200°C的情况下,使热电发电单元与板坯的距离为720mm,并且在板坯的尺寸的宽度为900mm,温度为1100°C的情况下,若使上述距离移动至530mm,则能够进行效率最高的热电发电。
[0199]另外,在板坯的尺寸的宽度为900mm,温度为1000°C的情况下,使热电发电单元与板坯的距离为640mm,并且在板坯的尺寸的宽度为900mm,温度为950°C的情况下,若将上述距离控制为530mm,则能够进行效率最高的热电发电。
[0200]在热轧设备中的热轧钢带的温度为1000°C的情况下,使热电发电单元与热轧钢带的距离为280mm,并且在热轧钢带的温度为950°C的情况下,若上述距离移动至90mm,则能够进行效率最高的热电发电。
[0201]另外,在钢板制造设备中的热轧板的温度为1000°C的情况下,使热电发电单元与热轧板的距离为280mm,并且在热轧板的温度为950°C的情况下,若使上述距离移动至90mm而进行控制,则能够进行效率最高的热电发电。
[0202]在本发明中,如图12所示,能够将热电发电单元设置于与除管材等以外的热源的温度以及/或者热电发电单元的输出对应的距离。这样做是因为:通过形成为上述设置方式,与仅仅是平坦地设置热电发电单元的情况相比,能够降低热电发电单元的移动距离、次数,从而能够降低发电成本。
[0203]例如,对于图12的中央部分而言,在热源为板坯、粗条的情况下,使与单元的距离形成为720mm,并使宽度端部的距离移动至640mm而进行控制,另外,在热源为热轧钢带的情况下,若使与单元的距离形成为280mm,并使宽度端部的距离移动至200mm而进行控制,则能够进行高效的热电发电。
[0204]另外,在本发明中,在热源为管材等的情况下,如图13所示,能够将热电发电单元设置于与管材等的温度以及/或者热电发电单元的输出对应的距离。这样做是因为:通过形成为上述设置方式,与仅仅是平坦地设置热电发电单元的情况相比,能够降低热电发电单元的移动距离、次数,从而能够降低发电成本。
[0205]例如,在图13的中央部分,在将管材置换为钢板的钢板输送路,使单元与钢板的距离为90mm,若宽度端部将距离控制为60mm,则能够进行高效的热电发电。另一方面,在管材输送路,使单元与管材的距离为120mm,若端部(称为管材中的温度降低范围)将距离控制为60mm,则能够进行高效的热电发电。
[0206]板坯等的宽度方向(与板坯等的行进方向呈直角的方向)的温度是从板坯等、钢板的端部测定的,且在板厚?板厚的二倍左右的长度的位置(在本发明中,称为宽度端部)急剧降低的情况较多,因此优选使热电发电单元预先移动而进行控制。这样做是因为:在上述宽度端部,相对于使热电发电单元移动的电力而言得到的电力较少的结果的可能性较大。
[0207]对于根据上述的热电发电单元的输出等而设置的实施方式而言,由于能够将热电发电单元设置为椭圆的一半的形状,所以与无热电发电单元的情况相比,由于热流的动态变化,所以具有保温效果优秀的优点,其结果是,能够形成为热能的回收效率优异的热电发电装置。
[0208]此外,对于本实施方式而言,通过附加对前述的热电发电单元与板坯等的距离进行控制的机构,从而即使在实际操作中存在热源的温度变动等的情况下,也能够形成能更高效地进行应对的热电发电装置。
[0209]如图14所示,在本发明中的热电发电装置中,能够将热电发电单元中的热电发电模块的配置密度与热源的温度、温度分布、形状因素以及/或者热电发电单元的输出对应地形成为高温部比低温部密。此时,优选,以使输出稳定于高位的方式进行设置。此处,对于使输出稳定于高位而言,优选形成为目标输出的0.5左右,更优选形成为目标输出的0.7左右。输出与温差的平方成比例,因此,相对于温差为额定输出时的温差,上述发电输出比分别相当于70%、80%左右。
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