TWI629443B - Manufacturing equipment line and thermoelectric power generation method - Google Patents

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TWI629443B
TWI629443B TW105135235A TW105135235A TWI629443B TW I629443 B TWI629443 B TW I629443B TW 105135235 A TW105135235 A TW 105135235A TW 105135235 A TW105135235 A TW 105135235A TW I629443 B TWI629443 B TW I629443B
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黑木高志
壁矢和久
藤林晃夫
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杰富意鋼鐵股份有限公司
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Abstract

根據本發明，可獲得一種製造設備線，於該製造設備線中，包括具有熱電發電單元之熱電發電裝置，並且使該熱電發電單元對向於上述熱源，且，根據該熱源中之至少一者之溫度、及/或該熱電發電單元之輸出而設置該熱電發電單元，藉此，於熱源移動之製造設備線中，可將釋放狀態變動之熱源之熱能高效率地轉換為電能並加以回收。

Description

製造設備線及熱電發電方法
本發明係關於一種具有移動之熱源之煉鋼廠之製造設備線，且係關於一種熱軋設備線及使用其之熱電發電方法，該熱軋設備線包括將由熱軋步驟中之鋼坯(slab)、粗軋鋼條及熱軋鋼帶之輻射所產生之熱能轉換為電能並加以回收之熱電發電裝置。
又，本發明係關於一種製造設備線及使用其之熱電發電方法，上述製造設備線係包括將連續實施鑄造及軋壓之鋼板製造步驟中之熱鋼坯或熱軋板之熱能轉換為電能並加以回收之熱電發電裝置且進行鑄造及軋壓的鋼板製造設備線。
先前，作為席貝克效應便已知有若對不同種類之導體或半導體賦予溫度差則於高溫部與低溫部之間產生電力，亦已知有利用此種性質，使用熱電發電元件將熱直接轉換為電力。
近年來，不斷推動以下研究，即，於煉鋼工廠等之製造設備中，例如藉由使用有如上所述之熱電發電元件之發電，而利用至今為止作為廢熱而被廢棄之能量、例如由鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶等鋼材之輻射所產生之熱能。
作為利用熱能之方法，例如專利文獻1中記載有將受熱裝置與高溫物體對向配置，將高溫物體之熱能轉換為電能並加以回收之方法。
專利文獻2中記載有使熱電元件模組接觸於作為廢熱被處理之熱能而將其轉換為電能並加以回收之方法。
專利文獻3中記載有將於冷床上自冷卻材料散發至大氣中之熱量作為電力進行回收之方法。
專利文獻4中記載有可藉由傾斜部(rake)之熱傳導而將高溫材料之熱能有效率地轉換為電能之熱回收方法及冷床。
專利文獻5中記載有回收藉由熱軋線上之金屬材料之處理而產生之熱、且作為電力加以儲存之熱回收裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開昭59-198883號公報
專利文獻2：日本專利特開昭60-34084號公報
專利文獻3：日本專利特開平10-296319號公報
專利文獻4：日本專利特開2006-263783號公報
專利文獻5：日本專利特開2011-62727號公報
然而，專利文獻1中，雖然有以可應用於鋼坯連鑄線為主旨之記載，但未考慮實際操作中之鋼坯之溫度變化、或因鋼坯量之變動所致之釋放熱量(熱能)之變動等因操作條件之變動所致之熱源溫度之變化。
又，專利文獻2中，由於必須將模組相對於熱源而固定，故而有無法將該技術應用於如熱軋設備等般之移動之熱源之問題。
專利文獻3中，雖然有中、高溫部之材料溫度有300℃以上、且利用其輻射熱及將材料冷卻後之對流熱之記載，但未記載實際操作中之高溫材料之溫度變化、或因高溫材料之變動所致之釋放熱量(熱能)之變動等因操作條件之變動所致之熱源溫度之變化。
專利文獻4所記載之技術係僅特殊化利用熱傳導來進行熱回收者，而未考慮實際操作中之高溫材料之溫度變化、或因高溫材料之變動所致之釋放熱量(熱能)之變動等因操作條件之變動所致之熱源溫度之變化。
專利文獻5所記載之技術除如上述無實際操作上之考慮以外，該文獻中所記載之電力儲存手段亦並非必需。
本發明係鑒於上述現狀而研發出者，其目的在於一併提供一種於熱源移動(流動)之熱軋設備、或進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備中，包括可將釋放狀態變動之鋼坯、粗軋鋼條、熱軋鋼帶、熱鋼坯及熱軋板之熱能高效率地轉換為電能並加以回收之熱電發電裝置的熱軋設備線、以及進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備線、與使用該等之熱電發電方法。
發明者等人為解決上述課題而努力進行研究之結果得出以下見解，即，可藉由根據熱能之釋放狀態來調整熱源與熱電發電單元之距離等設置位置，而進行高效率之熱電發電，且一併研發出新穎之煉鋼廠中之包括可實現熱利用之熱電發電裝置的熱軋設備線、以及進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備線、與使用該等之熱電發電方法。
本發明係立足於上述見解者。
即，本發明之主要構成如下所述。
1.一種製造設備線，其係具有移動之熱源之煉鋼廠的製造設備線，且 上述製造設備線包括具有熱電發電單元之熱電發電裝置，並且該熱電發電單元係對向於上述熱源，且對應於該熱源中之至少一者之溫度、及/或該熱電發電單元之輸出所設置。
2.如上述1之製造設備線，其中，上述製造設備線係包括對經加熱之鋼坯進行粗軋而製成粗軋鋼條之粗軋機、及對粗軋鋼條進行精軋而製成熱軋鋼帶之精軋機之熱軋設備線， 上述熱電發電單元係於自粗軋機前至熱軋鋼帶搬送路徑為止之任一位置而對向於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶，並且對應於該鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度、及/或上述熱電發電單元之輸出所設置。
3.如上述2之製造設備線，其中，對應於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於高溫部以靠近於低溫部來設置上述熱電發電單元。
4.如上述2或3之製造設備線，其中，對應於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於低溫部將上述熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置於高溫部。
5.如上述2至4中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置具有移動手段，而該移動手段係對應於測定鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出而求出之溫度及/或輸出，加以控制該熱電發電單元、與該鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之距離。
6.如上述2至5中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
7.如上述2至6中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
8.如上述2至7中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係至少設置有一處開口部。
9.如上述2至8中任一項之製造設備線，其中，上述移動手段係進行熱電發電單元之一體移動。
10.如上述2至9中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷該熱電發電單元之運行與否。
11.一種熱電發電方法，其係利用上述2至10中任一項之製造設備線，接收鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之熱而進行熱電發電。
12.如上述11之熱電發電方法，其中，利用上述製造設備線之運行判斷手段而控制熱電發電單元之運行。
13.如上述1之製造設備線，其中，上述製造設備線係包括鋼坯鑄造機及軋壓線而進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備線， 上述熱電發電單元係於選自上述鋼坯鑄造機之鋼坯冷卻裝置及鋼坯切斷裝置中之鋼坯冷卻裝置送出側、鋼坯切斷裝置內及鋼坯切斷裝置送出側、以及在上述軋壓線之保持爐、感應爐、軋壓機及滾子台中之保持爐之前、保持爐之後、感應爐之前、感應爐之後、軋壓機之前、軋壓機之後、滾子台上及滾子台間中之至少一個位置，對向於鋼坯及/ 或熱軋板，並且對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度、及/或上述熱電發電單元之輸出所設置。
14.如上述13之製造設備線，其中，對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於高溫部以靠近於低溫部之方式設置上述熱電發電單元。
15.如上述13或14之製造設備線，其中，對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於低溫部將上述熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置於高溫部。
16.如上述13至15中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置具有移動手段，而該移動手段係對應於測定鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出而求出之溫度及/或輸出，加以控制該熱電發電單元與該鋼坯及熱軋板中之至少一者之距離。
17.如上述13至16中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
18.如上述13至17中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
19.如上述13至18中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係至少設置有一處開口部。
20.如上述13至19中任一項之製造設備線，其中，上述移動手段係進行熱電發電單元之一體移動。
21.如上述13至20中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於 上述熱電發電單元之輸出而判斷熱電發電單元之運行與否。
22.一種熱電發電方法，其係利用上述13至21中任一項之製造設備線，接收鋼坯及熱軋板中之至少一者之熱而進行熱電發電。
23.如上述22之熱電發電方法，其中，利用上述製造設備線之運行判斷手段而控制熱電發電單元之運行。
根據本發明，由於可將熱電發電單元及熱源(鋼坯、粗軋鋼條、熱軋鋼帶及熱軋板)保持為發電效率良好之狀態，故而發電效率有效地提昇。其結果，與先前相比，可以高位準回收自熱源釋放之熱能。
1‧‧‧熱電發電單元
2‧‧‧熱源
3‧‧‧熱電元件
4‧‧‧電極
5‧‧‧熱電發電模組
6‧‧‧絕緣材料
7‧‧‧受熱手段
8‧‧‧散熱手段
9‧‧‧喂槽
10‧‧‧鑄模
11‧‧‧鑄造機
12‧‧‧保持爐
13‧‧‧感應爐
14‧‧‧粗軋機
15‧‧‧精軋機
16‧‧‧水冷裝置
17‧‧‧捲取機
18、19‧‧‧剪切機
20‧‧‧帶狀鋼板剪切機
21‧‧‧熱反射材
a、b、c、d‧‧‧距離
A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K‧‧‧裝置之設置場所
圖1係表示本發明之一實施形態之熱電發電裝置之設置例之圖。
圖2係本發明之一實施形態之熱電發電單元之剖面圖。
圖3係表示本發明之一實施形態之熱電發電裝置之設置場所(熱軋設備)之圖。
圖4係表示本發明之一實施形態之熱電發電裝置之設置場所(進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備)之圖。
圖5係表示發電輸出比相對於鋼材與熱電發電單元之距離之關係之曲線圖。
圖6係表示本發明之一實施形態之熱電發電單元中之熱電發電模組之配置之剖面圖。
圖7(A)及(B)係表示本發明之附有反射材之熱電發電裝置之設置例之圖。
圖8(A)及(B)係表示本發明之熱電發電單元之另一設置例之圖。
以下，具體地說明本發明。
圖1係說明本發明之熱電發電裝置之一實施形態之示意圖。圖中，1為熱電發電單元，及2為熱源。
本發明中，熱電發電裝置包括與熱源2對向、且根據熱源2之溫度及/或熱電發電單元之輸出而配置之熱電發電單元1。
本發明中之熱源係熱軋裝置中之鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶(以下，亦簡稱為鋼坯等)、或鑄造及軋壓步驟中之鋼坯或熱軋板(稱呼根據處理步驟而變為粗軋鋼條、熱鋼板、熱軋板、鋼板、熱鋼帶、鋼帶、帶狀鋼板、厚板等，但於本發明中，該等包含於上述熱源，且稱為鋼坯等)。
又，本發明之熱電發電裝置於鋼坯等之寬度方向及長度方向包括至少一個熱電發電單元。而且，該熱電發電單元具有與鋼坯等對向之受熱手段、與至少一個熱電發電模組、及散熱手段。
受熱手段雖因材質而異，但會成為熱電元件之高溫側溫度加上數度至數十度、有時數百度左右之溫度。因此，受熱手段只要於該溫度下具有耐熱性或耐久性即可。例如除可使用銅或銅合金、鋁、鋁合金、陶瓷以外，亦可使用一般之鋼鐵材料。
再者，鋁由於熔點較低，故而可用於進行與熱源相對應之熱設計、且需要耐熱之情形。又，陶瓷由於導熱率較小，故而會於受熱手段中造成溫度差，但於產生在鋼坯等與鋼坯等之間無熱源之狀態之部位，亦可期待蓄熱效果，故而可使用。
另一方面，散熱手段為先前公知者即可，並無特別之限 制，作為較佳之形態，可例示包括散熱片之冷卻裝置、或有效利用接觸熱傳遞之水冷裝置、有效利用沸騰熱傳遞之散熱器、具有冷媒流路之水冷板等。
又，即便利用噴淋冷卻等對熱電發電單元之低溫側進行水冷，亦將低溫側高效率地冷卻。尤其係於將熱電發電單元設置於較熱源靠下方之情形時，即便應用噴淋冷卻，若將噴淋器適當配置，則剩餘水落下至平台下，亦將熱電發電單元之低溫側高效率地冷卻，而不會將熱電發電單元之高溫側冷卻。於進行噴淋冷卻之情形時，噴淋冷媒所接觸而被冷卻之側成為散熱手段。
本發明中所使用之熱電發電模組5係如圖2所示般，二維地排列有由數十~數百對電極4連接作為熱電元件3之P型及N型之半導體而成之熱電元件群，且進而包括配置於熱電元件群之兩側之絕緣材料6。又，上述熱電發電模組5亦可於兩側或單側包括導熱片或保護板。進而，該保護板亦可分別兼作受熱手段7或散熱手段8。
於作為受熱手段7及/或散熱手段8之冷卻板本身為絕緣材料，或於表面被覆有絕緣材料之情形時，亦可取代絕緣材料。圖中，1為熱電發電單元，3為熱電元件，4為電極，6為絕緣材料，5為熱電發電模組，7為受熱手段，以及8為散熱手段。
本發明中，可於受熱手段與熱電發電模組之間、或散熱手段與熱電發電模組之間、或絕緣材料與保護板之間等，設置上述導熱片，以減小構件彼此之熱接觸電阻，而謀求熱電發電效率之進一步提昇。該導熱片只要為具有既定之導熱率，且可於熱電發電模組之使用環境下使用之片材，便無特別限制，可例示石墨片材等。
再者，本發明之熱電發電模組之大小較佳為1×10-2m2以下。其原 因在於可藉由使模組之大小為上述程度，而抑制熱電發電模組之變形。更佳為2.5×10-3m2以下。
又，熱電發電單元之大小較佳為1m2以下。其原因在於可藉由使單元為1m2以下，而抑制熱電發電模組之相互間、或熱電發電單元本身之變形。更佳為2.5×10-1m2以下。再者，本發明中，可同時使用複數個上述熱電發電單元。
本發明中，熱源係使用由熱軋線中之鋼坯等之輻射所產生之熱能。熱軋線包括如圖3所示之加熱爐、粗軋機、精軋機、捲取機。再者，所謂熱軋步驟係指將於熱軋線之前步驟或加熱爐中加熱至1000~1200℃左右之約20~30ton之鋼塊(鋼坯)利用粗軋機製成粗軋鋼條，進而利用精軋機製成板厚：1.2~25mm左右之熱軋鋼帶之步驟。再者，於本發明中，精軋機內之鋼材係指熱軋鋼帶。
本發明中，具有根據鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者(包括熱電發電單元所對向之位置及適合溫度測定之附近)之溫度(以下，簡稱為鋼坯等之溫度)及/或熱電發電單元之輸出而設置之熱電發電單元。如圖3所示，可藉由根據鋼坯等之溫度及/或熱電發電單元之輸出，將該熱電發電單元設置於自粗軋機前經由精軋機至熱軋鋼帶搬送路徑為止之任一位置(圖中A至E)，而與實際操作中之熱源之溫度變動等對應地，進行有效率之發電。
再者，本發明中之熱電發電裝置(熱電發電單元)之設置亦可設置於鋼坯等之下方，而不限於鋼坯等之上方，設置部位亦不限於1處，亦可為複數處。
圖4表示本發明中所使用之鑄造及軋壓裝置之構成例。首先，為了鑄造鋼坯，而配置包括喂槽9及鑄模10之鑄造機11，隨後 配置有保持爐12、感應爐13、粗軋機14、精軋機15、水冷裝置16及捲取機17。
配置於鑄造機之後方之保持爐可為通常之氣體燃燒爐。保持爐與感應爐之配置順序亦可替換。又，亦可使用在批量軋壓之情形時使用之加熱爐。
又，於鑄造機11與保持爐12之間，配置有剪切機18，而且於粗軋機14之後方配置有剪切機19，於精軋機15之後方配置有帶狀鋼板剪切機20。
又，如圖4所示，可藉由根據鋼坯等之溫度及/或熱電發電單元之輸出，將該熱電發電單元設置於鋼坯鑄造機之鋼坯冷卻裝置及鋼坯切斷裝置中之鋼坯冷卻裝置送出側、鋼坯切斷裝置內及鋼坯切斷裝置送出側(圖4F)、以及軋壓線之保持爐、感應爐(圖4G)、粗軋機(圖4H)、精軋前之較除鏽裝置靠上游側(圖4I)、精軋機內(圖4J)及熱軋板搬送路徑上(圖4K)中之任一位置，而與實際操作中之熱源之溫度變動等對應地，進行有效率之發電。
本發明中之熱電發電裝置(熱電發電單元)之設置亦可設置於鋼坯等之下方，而不限於鋼坯等之上方，設置部位亦不限於1處，亦可為複數處。又，上述熱電發電裝置亦可設置於水冷裝置16附近。
為維持熱電發電單元之高運行率，較佳為於靠近鋼坯等之時間較長之場所，設置熱電發電單元。
例如可列舉自加熱爐排出之鋼坯到達粗軋機為止之搬送台上(圖3A)、且除去加熱時等在表面生成之氧化皮之除鏽裝置之入料側或送出側、或進行鋼坯之寬度調整之精整壓力機附近、粗軋機附近(圖3B)、或精軋機前且粗軋鋼條相對長時間滯留之精軋前之較除鏽裝置靠上游 側(圖3C)、精軋機內(圖3D)、熱軋鋼帶搬送路徑上(圖3E)等。
又，於進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備線之情形時，可列舉自加熱爐排出之鋼坯到達粗軋機為止之搬送台上(圖4G-H間)、且除去加熱時等在表面生成之氧化皮之除鏽裝置(未圖示)之入料側或送出側、或進行鋼坯之寬度調整之精整壓力機附近(未圖示)、粗軋機附近(圖4H)、或精軋機前且粗軋鋼條相對長時間滯留之精軋前之較除鏽裝置靠上游側(圖4I)、精軋機內(圖4J)、熱軋板搬送路徑上(圖4K)等。
又，於精軋機前之將粗軋鋼條自粗軋機搬送至精軋機之期間之位置，存在利用外罩覆蓋搬送台之部位，以抑制粗軋鋼條之溫度降低。該外罩可開閉，如於抑制溫度降低之情形時關閉外罩，於不使用軋壓機之情形時打開外罩般之使用方法為常用方法。
可將本發明之熱電發電單元安裝於上述外罩。
此處之粗軋鋼條之溫度為約1100℃左右，為將單側冷卻以確保發電所需之溫度差，而設置散熱手段，藉此，熱電單元之發電效率有效地提昇。
於作為熱源之鋼坯等與熱電發電裝置保持著微小之空間通過時產生電，於熱電發電裝置附近無熱源時自熱轉換為電氣之效率變差，但於此種情形時，經由電力調節器等而使其與系統電力相連，便可高效率地利用所產生之電氣。再者，於用作獨立電源之情形時，可與太陽光發電同樣地，藉由使用蓄電池，而吸收所產生之電力之變動來進行使用。
又，可於熱電發電裝置之上游側設置溫度計，根據該溫度計之測定值，控制熱電發電單元與鋼坯等之距離。藉由具有該功能，即便於製品批次之更換等於鋼坯等之溫度中產生變動等之情形時，亦 可適當地對應於該溫度變動等進行熱電發電，結果，熱電發電之效率提昇。
再者，上述溫度計較佳為放射溫度計等非接觸型。
而且，若預先求出鋼坯等之溫度、與熱電發電之效率最佳之距離之關係，則可根據上述溫度計之測定值，與該溫度變動相應地適當變更上述熱電發電單元與鋼坯等之距離。
本發明中，亦可根據鋼坯等之尺寸或品種，預先設定熱電發電單元之位置。又，亦可根據與尺寸或品種相對應之每一熱電發電單元之輸出電力實績，預先設定熱電發電單元之設置位置。進而，亦可根據每一熱電發電單元之輸出電力實績及/或藉由溫度等預測之輸出電力預測，與尺寸、品種相對應地預先設定熱電發電單元之設置場所。而且，於導入設備時，亦可預先決定熱電發電單元與作為熱源之鋼坯等之距離、或熱電發電單元中之熱電發電模組之配置。
例如若於將熱電發電單元中之熱電發電模組間隔設為60mm，鋼坯之尺寸為寬度：900mm，溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與鋼坯之距離控制為720mm，又，於鋼坯之尺寸為寬度：900mm，溫度為1100℃之情形時，將上述距離控制為530mm，則可進行效率最佳之熱電發電。
又，若於為上述熱電發電模組間隔、且熱軋鋼帶或熱軋板之溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與熱軋鋼帶之距離控制為280mm，又，於熱軋鋼帶之溫度為950℃之情形時，將上述距離控制為90mm，則可進行效率最佳之熱電發電。
進而，可根據熱電發電單元之輸出，控制熱電發電單元與鋼坯等之距離。圖5表示於將熱電發電單元中之熱電發電模組間隔 設為70mm、且將鋼材之溫度設為850、900及950℃時，對自鋼材至熱電發電單元之距離、與將額定輸出時之發電輸出比設為1之情形時之發電輸出比之關係進行調查所得之結果。
藉由求出如上述圖5所示之關係，可根據熱電發電單元之輸出，調節鋼材與熱電發電單元之距離。本發明中，將熱源設為鋼坯等來代替上述鋼材，以熱電發電單元之輸出變大之方式調整熱電發電單元與鋼坯等之距離。此時，既可使用實際測量輸出，亦可使用根據鋼坯等之溫度等預測之輸出值。
如上所述，熱電發電單元之輸出較佳為以成為額定輸出之方式進行設定，必須考慮熱電發電單元之耐熱溫度上限進行設定，以不使熱電元件受損。於考慮耐熱上限之情形時，可適當降低發電輸出比之目標，較佳為降低至0.7左右。
如圖1所示，本發明中，較佳為成為根據熱源2之溫度、或溫度分佈、形態係數及/或熱電發電單元之輸出，與高溫部相比接近於低溫部設置熱電發電單元1的熱電發電裝置。即，亦可根據鋼坯等中之至少一者之溫度、及/或熱電發電單元之輸出，相對於高溫部而更靠近於低溫部來設置熱電發電單元。
該裝置尤其適合幾乎無溫度之變更之連續線。其原因在於：藉由預先測定鋼坯等之寬度方向(與鋼坯等之前進方向成直角之方向)之溫度分佈及/或熱電發電單元之輸出，且反映至上述距離，而與僅平坦地設置熱電發電單元之情形相比，可使熱電發電單元之發電效率最佳化。
例如若於圖1之中央部分，於熱源為溫度：1200℃之鋼坯或粗軋鋼條之情形時，將其與單元之距離設為720mm，將端部分之 距離控制為640mm，又，於熱源為溫度：1000℃之熱軋鋼帶之情形時，將其與單元之距離設為280mm，將端部分之距離控制為200mm，則可高效率地進行熱電發電。
此處，由於寬度方向之溫度分佈於自鋼坯等之板端至板厚之2倍左右之位置急遽降低之情況較多，故而較佳為以如上方式控制距離。其原因在於：於鋼坯等之端部、且相當於上述位置之部分，相對於使該部分移動之電力而言所獲得之電力較少之結果可能性較大。
通常，鋼坯等之端部之溫度較低，於如圖1所示之實施形態之情形時，由於可使熱電發電單元之設置部位之形狀為如將橢圓二等分般之形狀，故而有包入熱源之效果，因熱流之行為變化而具有保溫效果優異之優點，其結果，可成為熱能之回收效果優異之熱電發電裝置。
再者，針對本實施形態，若進而追加控制熱電發電單元與鋼坯等之距離之手段，則即便於存在實際操作中之熱源之溫度變動等之情形時，亦可成為可適當控制熱電發電單元與鋼坯等之距離而進一步高效率地進行發電之熱電發電裝置。
本發明中之熱電發電裝置可如圖6所示般，根據鋼坯等之溫度及/或熱電發電單元之輸出，相對於低溫部而於高溫部將熱電發電單元中之熱電發電模組之配置密度配置得較密。
又，該裝置亦適合幾乎無溫度之變更之連續線。其原因在於：藉由預先測定鋼坯等之寬度方向(與鋼坯等之前進方向成直角之方向)之溫度分佈及/或熱電發電單元之輸出，且反映至上述配置密度，而與僅以固定間隔設置熱電發電單元之情形相比，可使熱電發電單元之發電效率最佳化。
作為變更上述配置密度之具體例，若於鋼坯等之正上方部(中央部分)、即高溫部，將熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置，且於鋼坯等之端部分、即低溫部，將寬度方向之熱電發電單元中之熱電發電模組稀疏地配置，則可成為使各熱電發電單元之發電效率有效地提昇之熱電發電裝置。
例如於圖6中，若於熱源為溫度：1200℃之鋼坯或粗軋鋼條之情形時，將熱電發電單元與鋼坯或粗軋鋼條之距離設為640mm，將單元中央部分之熱電發電模組之配置設為55mm間隔，端部分設為60mm間隔，又，於熱源為溫度：1000℃之熱軋鋼帶之情形時，將熱電發電單元與熱軋鋼帶之距離設為280mm，將單元中央部分之熱電發電模組之配置設為60mm間隔，端部分設為63mm間隔，則可高效率地進行熱電發電。又，亦可將上述圖5所示之熱電發電單元中之熱電發電模組間隔作為參數，對熱電發電單元之輸出進行調查，且將調查結果用作本發明之熱電發電模組間隔設定資料。
再者，上述實施形態係既可使單元中之熱電發電模組之配置較稀或較密，亦可將單元本身設置得較稀或較密。
又，上述配置密度之變更尤其適合於鋼坯等之上方向無設備之設置容許程度之情形。再者，本實施形態亦係若進一步追加控制熱電發電單元與鋼坯等之距離之手段，則於存在實際操作中之熱源之溫度變動等之情形時，可適當地控制熱電發電單元與鋼坯等之距離，而進一步高效率地進行發電。
本發明中，所謂根據熱電發電單元之輸出係包括與鋼坯等之溫度對應地變更熱電發電單元之位置、或變更熱電發電模組之疏密度，亦包括如下應對：於將熱電發電單元設置於初始位置時等，於 存在單元間之輸出差之情形時，使輸出較小之單元以輸出變大之方式移動，即，靠近鋼坯等進行設置。又，所謂根據溫度係包括不僅以鋼坯等之溫度為基準，而且亦可以鋼坯等之溫度分佈或形態係數為基準。
本發明中之熱電發電裝置如圖7(A)及(B)所示般，可進而包括彙聚熱之熱反射材。圖中，21為熱反射材。可藉由使用該熱反射材，而使對各熱電發電單元之集熱效果提昇，從而進行效率良好之熱電發電。
再者，就集熱效率之方面而言，熱反射材較佳為如圖7(A)所示般設置於鋼坯等(熱源2)之兩側(圖中，鋼坯等之前進方向係自圖式裏側朝向近前側)。
本發明中之熱反射材之形狀可為具有平面、或曲面、又、V字或U字之截面者。再者，熱反射材可具有平面~凹面，但由於焦點中之像差因朝向凹面之熱反射材之入射角而變化，故而較佳為以相對於既定之入射角而像差變得少之方式設置一熱反射材或複數個熱反射材面群，以具有最佳之熱反射材形狀(曲率)。
本實施形態由於可如圖7所示般使熱聚集至熱電發電單元之任意之部位，故而如下所述，有熱電發電裝置之設置容許程度進一步提昇之優點。
例如藉由如圖7(A)所示般，平衡性佳地將熱聚集至熱電發電單元，即便使用使熱電發電單元位於先前公知之設置位置之熱電發電裝置，亦可使各熱電發電單元之發電效率最佳化。進而，如圖7(B)所示，可將彙聚至任意部位之熱能照射至熱電發電單元。本實施形態之優點在於即便於熱電發電單元之設置面積有限之情形時，或於無法獲得大面積之熱電發電單元之情形時、熱電發電單元無法上下之情形 時等，亦可藉由使熱反射材21適當地移動，而進行效率良好之熱電發電。又，熱反射材21可藉由設置驅動部，且依據外部信號改變角度，而變更上述集熱部位。
進而，熱反射材21之設置場所可考慮如上述圖7(A)及(B)之鋼坯等之兩側，亦可與熱電發電單元之設置位置相應地，設置於鋼坯等之下部或上部。
再者，作為本發明中之熱反射材，只要可反射熱能(紅外線)，便無特別規定，考慮設置場所、物品之採購成本等，可適當選擇鏡面拋光後之鐵等金屬或耐熱磚等實施鍍錫所得者等。
即，本發明中之根據鋼坯等之溫度及/或熱電發電單元之輸出而設置之熱電發電單元不僅包括單元本身之距離設定，而且亦包括進行如上所述之熱反射材之距離或角度之變更之單元。
圖8(A)及(B)表示本發明之熱電發電單元之設置例。
本發明中之熱電發電單元亦設為如圖8(A)及(B)所示般包圍鋼坯等(熱源2)之外周部之形狀。
又，如圖8(A)，本發明之熱電發電裝置可至少設置一處開口部。
本發明中，於將熱電發電單元設置於鋼坯等之側面或下方之情形時，由於因來自鋼坯等之熱所致之對流影響，故而較佳為以將熱電發電裝置與鋼坯等之距離：ds、與其上方之距離：du進行比較時滿足ds≦du之關係之方式進行設置。
因此，若圖中例示之距離：a及c相當於上述距離：du，則距離：b及d相當於上述距離：ds。再者，圖中以同一記號表示之b亦可為分別不同之距離，重要的是各距離滿足上述du及ds之關係。
如此般，本發明中，即便於同一裝置內，亦可適當改變熱源與熱 電發電單元之距離。
於未將熱電發電單元設置於整面之情形時，若以不使熱源之熱釋放至外部之方式設置板(保溫板)，則可進行有效率之熱電發電。保溫板之材質只要為鐵或鎳鉻合金等金屬(合金)或陶瓷等一般用作高溫物之保溫板者，且可承受設置場所之溫度，便無特別限制，較佳為板之放射率較小，減少來自熱源之放射熱被板吸收之情況，而使來自熱源之放射熱朝向熱電發電單元。
本發明可包括進行熱電發電單元之一體移動之移動手段。可藉由該移動手段，而控制熱電發電單元與鋼坯等之距離。距離控制較佳為使用動力缸進行。
作為上述移動手段，可列舉使熱電發電單元一體地上下升降移動者。又，亦可無特別問題地使用可使熱電發電單元向前後左右移動者。
再者，於溫度變動較少之處，控制距離之移動手段亦可採用例如利用螺栓將熱電發電單元等固定於鐵板，且於熱電發電單元移動時，鬆開該螺栓使其適當移動，且再次利用該螺栓進行固定等手段。又，本發明中，亦可設為具有複數個熱電發電單元之熱電發電裝置，於如此般具有複數個熱電發電單元之情形時，於至少一個熱電發電單元中具有移動手段即可。
再者，於製造開始或結束時等非穩定狀態下，可使熱電發電裝置自發電區域移動至非發電區域之退避位置，或再次使其移動至發電區域，以防止因鋼坯等之高度變動等所導致之裝置之破損。
本發明中，為了調整熱電發電單元之距離、或使溫度計動作，亦可使用藉由熱電發電裝置轉換成之電力之一部分或全部。較佳為包括分別預測藉由熱電發電裝置而生成之電力、及使熱電發電單 元運行之消耗電力的電力預測手段，且包括基於生成電力及消耗電力而判斷是否使熱電發電單元運行之運行判斷手段。
即，於藉由對生成之電力之預測，而預測出使熱電發電單元運行之電力小於發電電力之情形時，可不使熱電發電單元動作。進而，於預測出超過熱電元件之耐熱溫度之情形時，使熱電發電單元退避，直到至少成為耐熱溫度以下。
又，上述運行判斷手段可根據熱電發電單元之輸出，判斷是否可自發電區域向非發電區域移動。
上述各實施形態可分別任意地進行組合。例如若不僅欲變更距離，而且欲獲得最佳之熱電發電效率，則必須設為曲率極大之橢圓弧狀之設置，於此種情形時等，亦可組合使用熱反射材之實施形態，而緩和該曲率。
當然，不用說本發明亦可同時具備所有實施形態之功能。
本發明之熱電發電方法係利用如下熱電發電裝置來實施，該熱電發電裝置係如圖3所示，於包括對鋼坯進行粗軋而製成粗軋鋼條之粗軋機、及對粗軋鋼條進行精軋而製成熱軋鋼帶之精軋機的熱軋設備線中，根據鋼坯等之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而設置於自粗軋機前經由精軋機至熱軋鋼帶搬送路徑中之任一位置，或利用如下熱電發電裝置來實施，該熱電發電裝置係如圖4所示，於包括鋼坯鑄造機及軋壓線之鋼板製造設備線中，根據鋼坯等之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而設置於鋼坯鑄造機之鋼坯冷卻裝置、及鋼坯切斷裝置中之鋼坯冷卻裝置送出側、鋼坯切斷裝置內及鋼坯切斷裝置送出側、以及軋壓線之保持爐、感應爐、軋壓機及滾子台中之保持爐之前、保持爐之後、感應爐之前、感應爐之後、軋壓機之前、軋壓機之後、 滾子台上及滾子台間中之任一位置。
又，本發明之熱電發電方法係如圖1及6至8所示，可使用變更熱電發電單元之設置形態、或包括熱反射材之熱電發電裝置，此時，可併用上述複數個實施形態之熱電發電裝置。尤其係運行判斷手段之使用對穩定之線操作發揮有效作用。
[實施例] [實施例1]
使用圖2所記載之構成之熱電發電單元、且具有1m2之面積之熱電發電單元，發明例1係分別於熱鋼坯溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與熱鋼坯之距離控制為720mm，於熱鋼坯溫度為1100℃之情形時，將上述距離控制為530mm。另一方面，比較例1係使用與發明例1相同之熱電發電單元，且使上述距離固定為720mm。再者，熱鋼坯(以下，簡稱為鋼坯)係設為寬度：900mm、厚度：250mm。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於鋼坯溫度為1100℃(本實施例中，簡稱為鋼坯溫度之情形係指鋼板之中央部分之溫度)時進行0.5小時之熱電發電。再者，本實施例係於圖3所記載之裝置之設置場所A實施。
其結果，發明例1中可實現5kW之發電，與此相對，比較例1中係於鋼坯溫度變化時，發電量降低，而成為2kW之發電量。
[實施例2]
發明例2係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖1所示之構成，且於中央部分，將熱電發電單元與鋼坯之距離控制為720 mm，另外，於幅端部(表示自鋼坯之幅端面起算於寬度方向約80mm以內之範圍，以下，簡稱為幅端部之情形係指該範圍)，將該距離控制為640mm。另一方面，比較例2係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例1大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
其結果，發明例2中實現5kW之發電量，與此相對，比較例2中係止於2kW之發電量。
[實施例3]
發明例3係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元與鋼坯之距離設為640mm，將熱電發電單元中之熱電發電模組之配置於圖6之中央部分設為55mm間隔，另外，於幅端部設為60mm間隔。另一方面，比較例3係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例1大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
其結果，發明例3中實現5kW之發電量，與此相對，比較例3中係止於2kW之發電量。
[實施例4]
發明例4係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖7(A)所示之構成，將熱電發電單元設置為平面狀，進而設置有彙聚熱之熱反射材。另一方面，比較例4係使用與實施例1大小相同之熱電 發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例1大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
其結果，發明例4中實現5kW之發電量，與此相對，比較例4中係止於2kW之發電量。
[實施例5]
發明例5係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，於鋼坯之正上方之溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與鋼坯之距離設為720mm，於上述溫度為1100℃之情形時，將該距離設為530mm。進而，於熱電發電單元之端部，分別將上述距離控制為640mm、430mm。再者，本實施例係使用與實施例1大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
於上述溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於上述溫度為1100℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例5中實現6kW之發電量。
[實施例6]
發明例6係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元中之熱電發電模組於中央部分配置為55mm間隔，另外，於幅端部設為60mm間隔。進而，於鋼坯溫度為1200℃之情形時，將單元與鋼坯之距離控制為640mm，又，於鋼坯溫度為1100℃之情形時，將該距離控制為430mm。再者，本實施例係使用與實施例1大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
於鋼坯溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於鋼坯溫度為1100℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例6中實現6kW之發電量。
[實施例7]
發明例7係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，於鋼坯溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與鋼坯之距離控制為580mm，於鋼坯溫度為1100℃之情形時，將該距離控制為350mm。進而，將熱電發電單元之端部之上述距離分別控制為540mm、300mm。而且，將熱電發電單元中之熱電發電模組於中央部分配置為52mm間隔，另外，於幅端部設為55mm間隔。再者，本實施例係使用與實施例1大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
於鋼坯溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於鋼坯溫度為1100℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例7中實現7kW之發電量。
[實施例8]
發明例8係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，分別於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為280mm，於粗軋鋼條溫度為950℃之情形時，將上述距離控制為90mm。另一方面，比較例5係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且使上述距離固定為280mm。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為950℃時進行0.5小時之熱電發電。再者，本實施例係於 圖3所記載之裝置之設置場所C實施。又，粗軋鋼條係設為寬度：900mm、厚度：40mm。
其結果，發明例8中實現5kW之發電，與此相對，比較例5係於粗軋鋼條溫度變化時發電量降低，而成為2kW之發電量。
[實施例9]
發明例9係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖1所示之構成，於中央部分，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為280mm，另外，於鋼材幅端部(表示自粗軋鋼條之幅端面起算於寬度方向約80mm以內之範圍，以下，簡稱為鋼材幅端部之情形係指相同之範圍)將該距離控制為200mm，另一方面，比較例6係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例8大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
其結果，發明例9中實現5kW之發電量，與此相對，比較例6中係止於2kW之發電量。
[實施例10]
發明例10係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，使熱電發電單元與粗軋鋼條之距離為200mm，將熱電發電單元中之熱電發電模組之配置於圖6之中央部分設為58mm間隔，另外，於鋼材幅端部設為60mm間隔。另一方面，比較例7係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例8大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
其結果，發明例10中實現5kW之發電量，與此相對，比較例7中係止於2kW之發電量。
[實施例11]
發明例11係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖7(A)所示之構成，將熱電發電單元設置為平面狀，進而設置有彙聚熱之熱反射材。另一方面，比較例8係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例8大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
其結果，發明例11中實現5kW之發電量，與此相對，比較例8中係止於2kW之發電量。
[實施例12]
發明例12係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，於粗軋鋼條之正上方之溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為280mm，於上述溫度為950℃之情形時，將該距離控制為90mm。進而，於熱電發電單元之端部，分別將上述距離控制為200mm、40mm。再者，本實施例係使用與實施例8大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為950℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例12中實現6 kW之發電量。
[實施例13]
發明例13係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元中之熱電發電模組於中央部分配置為58mm間隔，另外，於鋼材幅端部配置為60mm間隔，進而，於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時，將單元與粗軋鋼條之距離控制為200mm，又，於粗軋鋼條溫度為950℃之情形時，將該距離控制為40mm。再者，本實施例係使用與實施例8大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為950℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例13中實現6kW之發電量。
[實施例14]
發明例14係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為100mm，於粗軋鋼條溫度為1050℃之情形時，將該距離控制為90mm。進而，將熱電發電單元之端部之上述距離分別控制為90mm、80mm。而且，將熱電發電單元中之熱電發電模組於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時於中央部分配置為55mm間隔，於鋼材幅端部配置為58mm間隔，於粗軋鋼條溫度為1050℃之情形時，於中央部分配置為50mm間隔，於鋼材幅端部配置為52mm間隔。再者，本實施例係使用與實施例8大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為1050℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例14中實現7kW之發電量。
[實施例15]
使用圖2所記載之構成之熱電發電單元、且具有1m2之面積之熱電發電單元，發明例15係分別於熱鋼坯(以下，簡稱為鋼坯)溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與鋼坯之距離控制為720mm，於鋼坯溫度為1100℃之情形時，將上述距離控制為530mm。另一方面，比較例9係使用與發明例15相同之熱電發電單元，且使上述距離固定為720mm。再者，鋼坯係設為寬度：900mm、厚度：250mm。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於鋼坯溫度為1100℃(本實施例中，簡稱為鋼坯溫度之情形係指鋼坯之中央部分之溫度)時進行0.5小時之熱電發電。再者，本實施例係於圖4所記載之裝置之設置場所F實施。
其結果，發明例15中實現5kW之發電，與此相對，比較例9中係於鋼坯溫度變化時，發電量降低，而成為2kW之發電量。
[實施例16]
發明例16係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖1所示之構成，於中央部分，將熱電發電單元與鋼坯之距離控制為720mm，另外，於幅端部(表示自鋼坯之幅端面起算於寬度方向約80mm以內之部分，以下，簡稱為幅端部之情形係指該範圍)，將該距離控制為640mm。另一方面，比較例10係使用與實施例15大小相同之 熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例15大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
其結果，發明例16中實現5kW之發電量，與此相對，比較例10中係止於2kW之發電量。
[實施例17]
發明例17係使用與實施例1大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元中之熱電發電模組之配置於圖6之中央部分設為55mm間隔，另外，於幅端部設為60mm間隔。另一方面，比較例11係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例15大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
其結果，發明例17中實現5kW之發電量，與此相對，比較例11中係止於2kW之發電量。
[實施例18]
發明例18係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖7(A)所示之構成，將熱電發電單元設置為平面狀，進而設置有彙聚熱之熱反射材。另一方面，比較例12係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於鋼坯溫度為1200℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例15大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
其結果，發明例18中實現5kW之發電量，與此相對，比較例12中係止於2kW之發電量。
[實施例19]
發明例19係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，於鋼坯之正上方之溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與鋼坯之距離設為720mm，於上述溫度為1100℃之情形時，將該距離設為530mm。進而，於熱電發電單元之端部，將上述距離分別控制為640mm、430mm。再者，本實施例係使用與實施例15大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
於上述溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於上述溫度為1100℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例19中實現6kW之發電量。
[實施例20]
發明例20係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元中之熱電發電模組於中央部分配置為55mm間隔，另外，於幅端部設為60mm間隔。進而，於鋼坯溫度為1200℃之情形時，將單元與鋼坯之距離控制為640mm，又，於鋼坯溫度為1100℃之情形時，將該距離控制為430mm。再者，本實施例係使用與實施例15大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
於鋼坯溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於鋼坯溫度為1100℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例20中實現6kW之發電量。
[實施例21]
發明例21係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，於鋼坯溫度為1200℃之情形時，將熱電發電單元與鋼坯之距離控制為580mm，於鋼坯溫度為1100℃之情形時，將該距離控制為350mm。進而，將熱電發電單元之端部之上述距離分別控制為540mm、300mm。而且，將熱電發電單元中之熱電發電模組於中央部分配置為52mm間隔，另外，於幅端部設為55mm間隔。再者，本實施例係使用與實施例15大小相同之鋼坯，且於同一場所實施。
於鋼坯溫度為1200℃時進行0.5小時之熱電發電，於鋼坯溫度為1100℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例21中實現7kW之發電量。
[實施例22]
發明例22係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，分別於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為280mm，於粗軋鋼條溫度為950℃之情形時，將上述距離控制為90mm。另一方面，比較例13係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且使上述距離固定為280mm。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為950℃時進行0.5小時之熱電發電。再者，本實施例係於圖4所記載之裝置之設置場所H實施。又，粗軋鋼條係設為寬度：900mm、厚度：40mm。
其結果，發明例22中實現5kW之發電，與此相對，比較例13係 於粗軋鋼條溫度變化時，發電量降低，而成為2kW之發電量。
[實施例23]
發明例23係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖1所示之構成，於中央部分，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為280mm，另外，於鋼材幅端部(表示自粗軋鋼條之幅端面起算於寬度方向約80mm以內之範圍，以下，簡稱為鋼材幅端部之情形係指相同之範圍)將該距離控制為200mm，另一方面，比較例14係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例22大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
其結果，發明例23中實現5kW之發電量，與此相對，比較例14中係止於2kW之發電量。
[實施例24]
發明例24係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元中之熱電發電模組之配置於圖6之中央部分設為58mm間隔，另外，於鋼材幅端部設為60mm間隔。另一方面，比較例15係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例22大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
其結果，發明例24中實現5kW之發電量，與此相對，比較例15 中係止於2kW之發電量。
[實施例25]
發明例25係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖7(A)所示之構成，將熱電發電單元設置為平面狀，進而設置有彙聚熱之熱反射材。另一方面，比較例16係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且單純地將熱電發電單元設置為平面狀。
分別於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行1小時之熱電發電。再者，本實施例係使用與實施例22大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
其結果，發明例25中實現5kW之發電量，與此相對，比較例16中係止於2kW之發電量。
[實施例26]
發明例26係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，於粗軋鋼條之正上方之溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為280mm，於上述溫度為950℃之情形時，將該距離控制為90mm。進而，於熱電發電單元之端部，將上述距離分別控制為200mm、40mm。再者，本實施例係使用與實施例22大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為950℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例26中實現6kW之發電量。
[實施例27]
發明例27係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，且設為圖6所示之構成，將熱電發電單元中之熱電發電模組於中央部分配置為58mm間隔，另外，於鋼材幅端部配置為60mm間隔，進而，於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時，將單元與粗軋鋼條之距離控制為200mm，又，於粗軋鋼條溫度為950℃之情形時，將該距離控制為40mm。再者，本實施例係使用與實施例22大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為950℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例27中實現6kW之發電量。
[實施例28]
發明例28係使用與實施例15大小相同之熱電發電單元，於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時，將熱電發電單元與粗軋鋼條之距離控制為100mm，於粗軋鋼條溫度為1050℃之情形時，將該距離控制為90mm。進而，將熱電發電單元之端部之上述距離分別控制為90mm、80mm。而且，將熱電發電單元中之熱電發電模組於粗軋鋼條溫度為1000℃之情形時於中央部分配置為55mm間隔，於鋼材幅端部配置為58mm間隔，於粗軋鋼條溫度為1050℃之情形時於中央部分配置為50mm間隔，於鋼材幅端部配置為52mm間隔。再者，本實施例係使用與實施例22大小相同之粗軋鋼條，且於同一場所實施。
於粗軋鋼條溫度為1000℃時進行0.5小時之熱電發電，於粗軋鋼條溫度為1050℃時進行0.5小時之熱電發電，結果，發明例28中實現7kW之發電量。
根據上述發明例及比較例之結果，可確認到使用有本發明之熱軋設備線或進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備線之優異之發電效果。再者，以上實施例係根據鋼坯及粗軋鋼條之溫度或設置場所附近之溫度，變更熱電發電單元之設置場所等，但確認到即便根據熱軋鋼帶之溫度、或鋼坯鑄造機之鋼坯冷卻裝置送出側之鋼坯、或熱軋板等其他熱源之溫度、或熱電發電單元之輸出，變更設置場所或設置形態等，只要按照本發明，亦可獲得相同之結果。
(產業上之可利用性)
根據本發明，由於可將自鋼坯等產生之熱有效地轉換為電力，故而有助於製造工廠中之節能化。

Claims (51)

  1. 一種製造設備線，其係具有移動之熱源之煉鋼廠的製造設備線，上述製造設備線包括具有熱電發電單元之熱電發電裝置，並且該熱電發電單元係對向於上述熱源，且對應於該熱源中之至少一者之溫度、及/或該熱電發電單元之輸出所設置，進而具有移動手段，其係控制上述熱電發電單元與上述熱源之距離，上述移動手段係基於預先求得之熱電發電效率較佳之距離與熱源溫度之關係，對應於上述熱源之溫度而控制上述熱電發電單元與上述熱源之距離，或是，上述移動手段係基於預先求得之自上述熱源至上述熱電發電單元之距離與該熱電發電單元之輸出的關係，對應於上述熱電發電單元之輸出而控制上述熱電發電單元與上述熱源之距離。
  2. 如申請專利範圍第1項之製造設備線，其中，上述製造設備線係包括對經加熱之鋼坯進行粗軋而製成粗軋鋼條之粗軋機、及對粗軋鋼條進行精軋而製成熱軋鋼帶之精軋機之熱軋設備線，上述熱電發電單元係於自粗軋機前至熱軋鋼帶搬送路徑為止之任一位置而對向於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶，並且對應於該鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度、及/或上述熱電發電單元之輸出所設置。
  3. 如申請專利範圍第2項之製造設備線，其中，對應於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於高溫部以靠近於低溫部之方式設置上述熱電發電單元。
  4. 如申請專利範圍第2項之製造設備線，其中，對應於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相 對於低溫部將上述熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置於高溫部。
  5. 如申請專利範圍第3項之製造設備線，其中，對應於鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於低溫部將上述熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置於高溫部。
  6. 如申請專利範圍第2項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  7. 如申請專利範圍第3項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  8. 如申請專利範圍第4項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  9. 如申請專利範圍第5項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  10. 如申請專利範圍第2項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  11. 如申請專利範圍第3項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  12. 如申請專利範圍第4項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  13. 如申請專利範圍第5項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  14. 如申請專利範圍第6項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  15. 如申請專利範圍第7項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  16. 如申請專利範圍第8項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  17. 如申請專利範圍第9項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之外周部之形狀。
  18. 如申請專利範圍第2至17項中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係至少設置有一處開口部。
  19. 如申請專利範圍第2至17項中任一項之製造設備線，其中，上述移動手段係進行熱電發電單元之一體移動。
  20. 如申請專利範圍第18項之製造設備線，其中，上述移動手段係進行熱電發電單元之一體移動。
  21. 如申請專利範圍第2至17項中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷該熱電發電單元之運行與否。
  22. 如申請專利範圍第18項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷該熱電發電單元之運行與否。
  23. 如申請專利範圍第19項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷該熱電發電單元之運行與否。
  24. 如申請專利範圍第20項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷該熱電發電單元之運行與否。
  25. 一種熱電發電方法，其係利用申請專利範圍第2至24項中任一項之製造設備線，接收鋼坯、粗軋鋼條及熱軋鋼帶中之至少一者之熱而進行熱電發電。
  26. 如申請專利範圍第25項之熱電發電方法，其中，利用上述製造設備線之運行判斷手段而控制熱電發電單元之運行。
  27. 如申請專利範圍第1項之製造設備線，其中，上述製造設備線係包括鋼坯鑄造機及軋壓線而進行鑄造及軋壓之鋼板製造設備線，上述熱電發電單元係於選自上述鋼坯鑄造機之鋼坯冷卻裝置及鋼坯切斷裝置中之鋼坯冷卻裝置送出側、鋼坯切斷裝置內及鋼坯切斷裝置送出側、以及在上述軋壓線之保持爐、感應爐、軋壓機及滾子台中之保持爐之前、保持爐之後、感應爐之前、感應爐之後、軋壓機之前、軋壓機之後、滾子台上及滾子台間中之至少一個位置，對向於鋼坯及/或熱軋板，並且對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度、及/或上述熱電發電單元之輸出所設置。
  28. 如申請專利範圍第27項之製造設備線，其中，對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於高溫部以靠近於低溫部之方式設置上述熱電發電單元。
  29. 如申請專利範圍第27項之製造設備線，其中，對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於低溫部將上述熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置於高溫部。
  30. 如申請專利範圍第28項之製造設備線，其中，對應於鋼坯及熱軋板中之至少一者之溫度及/或熱電發電單元之輸出，而相對於低溫部將上述熱電發電單元中之熱電發電模組緊密地配置於高溫部。
  31. 如申請專利範圍第27項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝 置進而包括有熱反射材。
  32. 如申請專利範圍第28項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  33. 如申請專利範圍第29項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  34. 如申請專利範圍第30項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有熱反射材。
  35. 如申請專利範圍第27項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  36. 如申請專利範圍第28項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  37. 如申請專利範圍第29項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  38. 如申請專利範圍第30項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  39. 如申請專利範圍第31項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  40. 如申請專利範圍第32項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  41. 如申請專利範圍第33項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  42. 如申請專利範圍第34項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置係成為包圍鋼坯及熱軋板中之至少一者之外周部之形狀。
  43. 如申請專利範圍第27至42項中任一項之製造設備線，其中，上 述熱電發電裝置係至少設置有一處開口部。
  44. 如申請專利範圍第27至42項中任一項之製造設備線，其中，上述移動手段係進行熱電發電單元之一體移動。
  45. 如申請專利範圍第43項之製造設備線，其中，上述移動手段係進行熱電發電單元之一體移動。
  46. 如申請專利範圍第27至42項中任一項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷熱電發電單元之運行與否。
  47. 如申請專利範圍第43項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷熱電發電單元之運行與否。
  48. 如申請專利範圍第44項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷熱電發電單元之運行與否。
  49. 如申請專利範圍第45項之製造設備線，其中，上述熱電發電裝置進而包括有運行判斷手段，而該運行判斷手段係對應於上述熱電發電單元之輸出而判斷熱電發電單元之運行與否。
  50. 一種熱電發電方法，其係利用申請專利範圍第27至49項中任一項之製造設備線，接收鋼坯及熱軋板中之至少一者之熱而進行熱電發電。
  51. 如申請專利範圍第50項之熱電發電方法，其中，利用上述製造設備線之運行判斷手段而控制熱電發電單元之運行。
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