制造设备列以及热电发电方法_4

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0]上述装置也面向大致无温度变更的连续线。这是因为:预先测定热源的温度分布以及/或者热电发电单元的输出,反映上述的配置密度,从而与仅仅以恒定间隔设置有热电发电单元的情况相比,能够使热电发电单元的发电效率最佳化。
[0211]作为变更上述配置密度的具体例,若在热源的正上部(中央部分)即高温部,将热电发电单元中的热电发电模块配置为较密,在板坯等的宽度端部即低温部,将宽度方向的热电发电单元中的热电发电模块配置为较疏,则能够形成有效地提高各个热电发电单元的发电效率的热电发电装置。
[0212]例如,在图14中,在热源为板坯、粗条的情况下,若使钢材温度为1200°C,使热电发电单元与钢材间的距离为640mm,则使单元中央部分的热电发电模块的配置形成为55mm的间隔,使宽度端部形成为60mm的间隔,另外,在热源为热轧钢带,使钢材温度为1000°C,使热电发电单元与钢材间的距离为280mm的情况下,若使单元中央部分的热电发电模块的配置形成为60_的间隔,使宽度端部形成为63_的间隔,则能够进行高效的热电发电。
[0213]在图14中,在热源为1000°C的板坯,板坯与热电发电单元的距离形成为640mm的情况下,若使单元中央部分的热电发电模块的配置为55_的间隔,使宽度端部形成为60_的间隔,则能够进行高效的热电发电。
[0214]在图14中,若在热源为板坯、粗条的情况下,使单元中央部分的热电发电模块的配置形成为55_的间隔,使宽度端部形成为60_的间隔,另外,在热源为热轧板的情况下,使单元中央部分的热电发电模块的配置形成为60_的间隔,使宽度端部形成为63_的间隔,则能够进行高效的热电发电。
[0215]另外,也可以以上述图10所示的热电发电单元中的热电发电模块间隔为参数调查热电发电单元的输出,并将调查的结果作为用于本发明的热电发电模块间隔设定的数据而使用。
[0216]上述的实施方式可以将单元中的热电发电模块的配置形成为粗密,也可以将单元本身设置为粗密。
[0217]在使热源为管材等的情况下,若在管材等的正上部(中央部分)即高温部,将热电发电单元中的热电发电模块配置为较密,在管材等的端部即低温部,将宽度方向的热电发电单元中的热电发电模块配置为较疏,则能够形成有效地提高各个热电发电单元的发电效率的热电发电装置。
[0218]例如,在图15中,在热源为管材的情况下,若使单元中央部分的热电发电模块的配置形成为65mm的间隔,使端部形成为80mm的间隔,则能够进行高效的热电发电。另外,也可以以上述图11所示的热电发电单元中的热电发电模块间隔为参数调查热电发电单元的输出,并将调查的结果作为用于本发明的热电发电模块间隔设定的数据而使用。
[0219]上述的实施方式可以将单元中的热电发电模块的配置形成为粗密,也可以将单元本身设置为粗密。
[0220]另外,上述配置密度的变更特别是面向在板坯等的上方无设备的设置富余的情况。此外,对于本实施方式而言,也通过进一步附加控制热电发电单元与板坯等的距离的机构,从而能够形成为在实际操作中存在热源的温度变动等的情况下,也能够一边适当地对热电发电单元与板坯等的距离进行控制一边进行更高效的发电。
[0221]与本发明中的热电发电单元的输出对应是指:与热源的温度对应地变更位置、变更热电发电模块的疏密度,但是也包括如下对应,即在将热电发电单元设置于初始位置时等,在单元间存在输出差的情况下,将输出较小的单元移动至输出增大的位置,具体而言,设置为相对于热源接近。另外,与温度对应是指不仅仅以热源的温度为基准,还以热源的温度分布、形状因素为基准的情况。
[0222]如图16的㈧以及(B)、图17的㈧以及⑶所示,本发明中的热电发电装置还能够具备汇集热量的热反射材料。在图中,100为热反射材料。通过使用上述热反射材料,从而相对于各个热电发电单元的集热效果升高,进而能够进行效率高的热电发电。
[0223]如图16的(A)、图17的(A)所示,热反射材料设置于热源5以及热52的两侧(在图16的(A)中,板坯等的行进方向为从附图里侧向近前侧。)在集热效率方面是优选的。
[0224]本发明中的热反射材料的形状可以为平面、曲面、或者具有V字、U字的剖面。此夕卜,热反射材料可以具有平面?凹面,但由于向凹面的热反射材料的入射角引起焦点中的像差变化,所以优选以相对于规定的入射角像差最少的具有最佳的热反射材料形状(曲率)的方式设置一个热反射材料或者多个热反射材料面组。
[0225]对于本实施方式而言,如图16、图17所示,能够向热电发电单元的任意的位置进行集热,因此如下所述地存在热电发电装置的设置富余进一步提高的优点。
[0226]例如,如图16的(A)、图17的(A)所示,通过使热电发电单元平衡性良好地汇集热量,从而即便使用将热电发电单元形成于以往公知的设置位置的热电发电装置,也能够使各个热电发电单元的发电效率最佳化。并且,如图16的(B)、图17的⑶所示,能够将汇集于任意的位置的热能照射于热电发电单元。本实施方式的优点在于,在限定了热电发电单元的设置面积的情况、无法得到大面积的热电发电单元的情况下等,也能够通过移动热电发电单元并且适当地移动热反射材料100而高效地进行热电发电。另外,热反射材料100还能够通过设置驱动部,根据外部信号改变角度,而变更上述的集热位置。
[0227]因此,根据本发明中的热源的温度以及/或者热电发电单元的输出而设置的热电发电单元不仅包括进行了距离设定的单元,还包括能够通过如上所述的热反射材料进行距离、角度的变更的单元。
[0228]此外,作为本发明中的热反射材料,只要为能够反射热能(红外线)的材料便不特别限定,能够考虑对于进行了镜面精加工的铁等的金属、耐火砖等实施了镀锡的情况等、设置位置、物品的采购成本等,而适当地选择。
[0229]并且,虽如上述的图16的(A)以及(B)、图17的㈧以及(B)那样,考虑将热反射材料100的设置位置为热源的两侧,但根据热电发电单元的设置位置,还能够设置于热源的下部、上部。
[0230]在图18的(A)以及(B)、图19的(A)以及⑶中,示出了本发明的热电发电单元的设置例。
[0231]本发明中的热电发电单元还能够如图18的(A)以及(B)所示地形成为包围板坯等(热源5)的外周部的形状、或者如图19(A)以及(B)所示地形成为包围管材等(热源52)的外周部的形状。
[0232]在本发明中,在热源的侧面、下表面设置热电发电单元的情况下,根据来自热源的热量引起的对流影响,而将热电发电装置与热源的距离ds与其上表面的距离du相比较,并优选以满足ds < du的关系的方式进行设置。
[0233]因此,若图18以及19中例示的距离a以及c相当于上述的距离du,则距离b以及d相当于上述的距离ds。此外,图中相同的符号所示的b也可以为彼此不同的距离,但重要的是各个距离满足上述du以及ds的关系。
[0234]这样,在本发明中,特别是,在为如上所述的包围板坯等的外周部的热电发电单元的情况下,即使在相同装置内也能够适当地改变热源与热电发电单元的距离。
[0235]在未将热电发电单元设置于整个表面的情况下,若以不使热源的热量向外部放出的方式设置板(保温板),则能够进行高效的热电发电。保温板的材质为铁、铬镍铁合金等的金属(合金)、陶瓷等通常作为高温材料的保温板而使用的材质,只要为能够承受设置位置的温度的材质,便不特别进行限制,但板的放射率较小,会减少来自热源的放射热被板吸收的情况,因而面向热电发电单元时较为优选。
[0236]如图18的(A)、图19的㈧那样,本发明的热电发电装置为了使用其移动机构使热电发电装置退避,而能够在至少一个位置设置开口部。
[0237]该开口部通常由热电发电单兀覆盖,但在操作开始时,从该开口部移动热电发电单元,能够不损伤热电发电装置地稳定输送板坯等。此外,本实施方式也可以使用多个热电发电装置,包围热源。
[0238]在本发明中,通过使用上述的移动机构,从而在板坯等、热轧板等、管材等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引起的装置的物理/机械破损,而能够将具备使热电发电单元与热电发电单元移动的移动机构的热电发电装置整体从发电区域移动至退避位置、再次移动至发电区域。由此,不仅能够进行保护而避免热电发电单元的耐热温度引起的破损,还能够进行保护而避免热电发电装置的物理/机械破损。
[0239]在通板初期、通材初期等,如图1所示,以不使热源与热电发电装置碰撞的方式位于从作为使板坯等移动的输送路的基准而使用的路线上升100mm以上的状态。接下来,在热源的高度变动变小后,形成为利用移动装置如图3所示地使热电发电装置与热源接近的状态。由此,与以往相比能够进行显著高效的热电发电。此外,在板厚比较厚、连续地进行通材而热源的高度变动较小的情况下,形成为使热电发电装置与热源连续地接近的状态。热源与热电发电装置优选分离1mm以上。
[0240]若移动距离增大则设备费用也增大,因此在上下移动的情况下,只要能够移动至3000mm的远处即可。优选退避距离为1mm?1000mm。
[0241]以上,对使热电发电装置沿上下方向移动的例子进行了说明,但在横向移动、或者退避的情况下,如图4所示,使用滑动式的移动机构,使之移动至退避位置。对于其移动距离而言,沿输送路的宽度使热电发电装置整体退避。例如,在板坯铸造机中,形成为能够移动3500mm左右的装置,在产品宽度更窄的轧线中形成为能够移动2000mm左右的装置。并且,在宽度更宽的厚板的轧线中,需要使之退避5m以上。另外,在如管道那样产品的大小较小的情况下,退避的移动距离为300mm左右便足够。
[0242]接下来,在使用图5所示的开闭式的移动机构的情况下,如图所示,以90°角度开闭热电发电装置,需要移动的空间,但也可以以90°?180°的范围进行开闭移动。优选为,由于热电发电装置本身的重量,而翻转180°,在退避时使装置稳定。
[0243]也可以在热电发电装置的上游侧以及/或者下游侧安装距离传感器,并利用距离传感器的值,对热电装置的位置进行前馈以及/或者反馈控制。
[0244]另外,上述的实施方式能够分别进行任意组合。例如,在仅通过距离的调整而得到最佳的热电发电效率的情况下,在形成为热电发电单元极端增大的曲率的椭圆弧状的设置时等,还能够组合使用了热反射材料的实施方式等,来缓和该曲率。
[0245]当然,本发明也可以同时具备全部实施方式。
[0246]对于本发明的热电发电方法而言,如图6所示,在具备粗轧板坯而形成为粗条的粗轧机、和对粗条进行精轧而形成为热轧钢带的精轧机的热轧设备列中,能够通过将具有配置为与板坯、粗条以及热轧钢带中的至少一个对置的热电发电单元、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,设置于从粗轧机前方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来进行。
[0247]另外,对于本发明的热电发电方法而言,如图7所示,在具备连续铸造热板坯的连续铸造装置、冷却热板坯的板坯冷却装置、以及切断热板坯的热板坯切断装置的连续铸造设备列中,能够通过将具有配置为与热板坯对置的热电发电单元、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,设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来进行。
[0248]并且,对于本发明的热电发电方法而言,如图8所示,在具备板坯铸造机、以及轧线的钢板制造设备列中,能够通过将具有配置为与板坯以及热轧板中的至少一个对置的热电发电单元、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,设置于从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、乳线的保持炉、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选出的至少一个位置来进行。
[0249]除此之外,对于本发明的热电发电方法而言,如图9所示,在锻焊管设备列中,能够通过将具有配置为与管材等中的至少一个对置的热电发电单元、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,设置于从加热炉至拉伸缩径机中的钢板以及管材的输送路中的任一位置来进行。
[0250]另外,对于本发明的热电发电方法而言,对于图1、图3?图5以及图12?图19所示的方式中的任一的热电发电装置适当地进行选择、或者组合多个进行使用。S卩,将具有能够进行热电发电单元的一体移动的移动机构的热电发电装置作为基本结构,该热电发电单元还能够形成为,根据热源的温度以及/或者热电发电单元的输出而设置、根据热源的温度以及/或者热电发电单元的输出而设置为相比高温部在低温部接近、根据热源的温度以及/或者热电发电单元的输出而将热电发电单元中的热电发电模块配置为相比低温部在高温部较密、具备热反射材料、包围热源的外周部、为了使热电发电装置退避而在至少一个位置设置开口部。
[0251]此外,在实施时,还能够一并使用前述的多个实施方式的热电发电装置。
[0252]〔实施例1〕
[0253]为了确认本发明的热电发电装置的效果,实施了如下试验,S卩、在图2所示的结构中使用具有Im2的面积的热电发电单元,将热电发电单元设置于图6的C的位置,确认各个热电发电单元的输出。
[0254]作为发明例1,实施了如下试验,即、在粗条的通板开始时,使热电发电装置与粗条的距离为3000mm,在粗条前端通过之后,使热电发电装置移动,将与粗条的距离控制为720_。此外,使用粗条温度在宽度方向中央为大致1200°C、宽度端部(表示从粗条的宽度端面沿宽度方向大致80mm以内的范围。以下,称为宽度端部A的情况意味着
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