WO2023149085A1

WO2023149085A1 - 熱風供給装置および熱風供給方法ならびに鋼の製造方法

Info

Publication number: WO2023149085A1
Application number: PCT/JP2022/045658
Authority: WO
Inventors: 高志黒木; 亮吉田; 秀夫木島
Original assignee: Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-08-10
Also published as: JPWO2023149085A1

Abstract

エネルギー効率よく低コストで温度精度の高い熱風を供給できる熱風供給技術を提供する。鋼材または鋼板の乾燥処理に必要な設定温度より低い温度の気体を予熱し、熱風を生成するヒートポンプと、前記ヒートポンプで生成した熱風を含む乾燥処理用気体を加熱する加熱手段と、前記乾燥処理用気体の温度を調整する温度調整手段と、を備え、前記ヒートポンプの低温側熱源は、直接または間接的に、前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒である、装置である。さらに、前記乾燥処理に必要な熱風供給温度および風量から、前記ヒートポンプで予熱する熱風の温度流量と、前記乾燥処理用気体を必要な熱風供給温度まで加熱する加熱手段のエネルギー量と、を、事業場のエネルギー発生元から供給先までのエネルギー損失を鑑み、正味消費エネルギーが低減するよう制御する制御部を備えることが好ましい。

Description

熱風供給装置および熱風供給方法ならびに鋼の製造方法

　本発明は、鋼材や鋼板の冷却処理と乾燥処理とを行うに際し、エネルギー効率を向上させて空気等の気体を加熱する熱風供給装置および熱風供給方法ならびにそのような熱風供給方法を用いた鋼の製造方法に関する。なお、この発明において「熱風」とは、空気等の気体を加熱したもので、その温度によって区別されるものではない。

　従来から、鋼材や鋼板を乾燥処理する装置に対する熱風の供給は、一般に、電気で加熱する周知の熱風発生ヒーターや空気等の気体を蒸気で間接的に加熱するものが用いられている。熱風発生ヒーターは常温の気体を直接、抵抗または誘導加熱して所望の温度まで昇温させるように使用されるため、熱風発生ヒーターの消費電力は大きい。蒸気を用いて間接加熱し、所望の温度まで昇温させるように使用する場合もその蒸気使用量は大きい。省エネルギーの観点から消費電力や蒸気使用量の低減が求められている。

　これらの問題に対しては省エネルギー機器であるヒートポンプを用いる技術が開示されている。たとえば、特許文献１には、ヒートポンプを用いてエネルギーロスが少なく低コストで温度精度の高い熱風供給技術が開示されている。

特開２０１０－１８５６４９号公報

　上記従来技術には以下の問題があった。
　特許文献１に開示の技術を応用し、鋼材や鋼板の乾燥装置にヒートポンプを活用することが考えられる。しかしながら、製鉄所で使用する熱風供給装置に用いるには、ヒートポンプは熱容量が小さく、安定した温度制御が容易ではない。従って、温度設定に厳格さが要求される鋼材や鋼板の乾燥処理のための熱風供給装置として直接用いることは困難である。また、ヒートポンプは、ヒートポンプの低温側熱源の温度変化等の要因で、その能力が左右されるため、起動時の安定性は改善されない。

　また、製鉄所のように蒸気の発生源である工場と、蒸気の供給先である工場とが遠隔である場合には輸送中のエネルギー損失（蒸気損失）を考慮する必要がある。正味の消費エネルギーの低減が求められる。

　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、エネルギー効率よく低コストで温度精度の高い熱風を供給できる熱風供給装置および方法を提供することを目的とする。加えて、そのような熱風供給方法を用いた鋼の製造方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するための、本発明にかかる熱風供給装置は、鋼材または鋼板の乾燥処理に必要な設定温度より低い温度の気体を予熱し、熱風を生成するヒートポンプと、前記ヒートポンプで生成した熱風を含む乾燥処理用気体を加熱する加熱手段と、前記乾燥処理用気体の温度を調整する温度調整手段と、を備え、前記ヒートポンプの低温側熱源は、直接または間接的に、前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒であることを特徴とする。

　また、本発明にかかる熱風供給装置は、
（ａ）前記乾燥処理に必要な熱風供給温度および風量から、前記ヒートポンプで予熱する熱風の温度流量と、前記乾燥処理用気体を必要な熱風供給温度まで加熱する加熱手段のエネルギー量と、を、事業場のエネルギー発生元から供給先までのエネルギー損失を鑑み、正味消費エネルギーが低減するよう制御する第１制御部を備えること、
（ｂ）前記ヒートポンプの低温側熱源は、熱交換器を介して間接的に前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒であり、前記熱交換器と前記ヒートポンプの間の熱媒流路における熱媒の流路を変更する流路変更部と、前記熱媒流路を通って前記ヒートポンプに入る入口熱媒温度Ｔ_Ｃｉを測定する測定部と、当該入口熱媒温度の上限をＴ_Ｃとして、前記測定部で測定したＴ_Ｃｉに基づいて、Ｔ_Ｃｉ≦Ｔ_Ｃとなるよう前記流路変更部の流量をフィードバック制御又はフィードフォワード制御する第２制御部と、を備えること、
（ｃ）前記加熱手段が蒸気との熱交換器であり、前記温度調整手段は、前記蒸気の流量、前記ヒートポンプの運転電力、および、前記乾燥処理用気体に混合する前記設定温度より低い温度の気体の流量から選ばれた１により、または、２以上を組み合わせて調整すること、
などがより好ましい解決手段になり得るものと考えられる。

　上述した課題を解決し、目的を達成するための、本発明にかかる熱風供給方法は、鋼材または鋼板の乾燥処理に必要な設定温度より低い温度の気体をヒートポンプによって予熱し、熱風を生成する第１工程と、前記第１工程で生成した熱風を含む乾燥処理用気体に対し、熱風温度を調整しながら加熱する第２工程と、を含み、前記第１工程では、ヒートポンプの低温側熱源に前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒を直接または間接的に用いることを特徴とする。

　また、本発明にかかる熱風供給方法は、
（ｄ）さらに、前記乾燥処理に必要な熱風供給温度および風量から、前記ヒートポンプで予熱する熱風の温度流量と、前記乾燥処理用気体を必要な熱風供給温度まで加熱する前記第２工程のエネルギー量とを、事業場のエネルギー発生元から供給先までのエネルギー損失を鑑み正味消費エネルギーが低減するよう、制御すること、
（ｅ）前記第１工程では、ヒートポンプの低温側熱源に前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒を、熱交換器を介して間接的に用い、前記熱交換器と前記ヒートポンプの間の熱媒流路における熱媒の流路を変更する流路変更部を備え、前記熱媒流路を通って前記ヒートポンプに入る入口熱媒温度Ｔ_Ｃｉを測定し、当該入口熱媒温度の上限をＴ_Ｃとして、Ｔ_Ｃｉ≦Ｔ_Ｃとなるよう前記流路変更部の流量をフィードバック制御又はフィードフォワード制御すること、
（ｆ）前記第２工程では、加熱手段に蒸気を用い、前記蒸気の流量、前記ヒートポンプの運転電力、および、前記乾燥処理用気体に混合する前記設定温度より低い温度の気体の流量から選ばれた１により、または、２以上を組み合わせて前記熱風温度を調整すること、
などがより好ましい解決手段になり得るものと考えられる。

　また、本発明にかかる鋼の製造方法は、上記熱風供給方法を用いて乾燥処理用熱風を生成し鋼材または鋼板の乾燥処理を施す工程を有することを特徴とする。

　本発明にかかる熱風供給装置および熱風供給方法によれば、エネルギー効率よく低コストで温度精度の高い熱風を供給できる、ヒートポンプと加熱手段を用いた熱風供給装置および方法を提供できる。また、正味の消費エネルギーを低減するようにすれば、製鉄所など事業場全体の省エネルギーに貢献することができる。

　また、本発明にかかる鋼の製造方法によれば、省エネルギーで環境にやさしい鋼材や鋼板を製造することが可能となる。

（ａ）は本発明の一実施形態にかかる熱風供給装置の概要を示すブロック図であり、（ｂ）は他の実施形態にかかる熱風供給装置の概要を示すブロック図である。本発明の別の実施形態にかかる熱風供給装置の概要を示す設備構成図である。従来の熱風供給装置の概要を示すブロック図である。

　以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

　図１には、本発明の実施形態にかかる熱風供給装置の概要を模式的にブロック図で示す。図１（ａ）や（ｂ）に示すように、鋼板Ｓの製造工程では、高温の鋼板Ｓを水冷する水冷工程１００と水に濡れた鋼板を乾燥する乾燥工程２００を連続して処理する場合がある。図１（ａ）に本発明の一実施形態にかかる熱風供給装置の概要を示す。本実施形態の熱風供給装置は、たとえば、鋼板Ｓの乾燥処理に必要な熱風２０１の設定温度よりも低い温度の気体として空気２を予熱し、予熱熱風３を生成するヒートポンプ１と、ヒートポンプ１で生成した予熱熱風３を含む乾燥処理用気体２０２を加熱する加熱手段としての蒸気４との熱交換器５と、乾燥処理用気体２０２を加熱して生成される熱風２０１の温度を設定温度に調整する温度調整手段６を備える。

　たとえば、ヒートポンプ１を用いて所望の熱風設定温度よりも低い温度の予熱熱風３を生成した後、この予熱熱風３を加熱して昇温し、温度調整手段６で鋼板Ｓの乾燥処理に必要な熱風２０１の設定温度に調整する。加熱手段には電気や蒸気などが使用できる。加熱手段は予熱熱風３の温度を設定温度まで上げるだけとなるので、消費エネルギーを抑えることができる。加熱手段の温度上昇幅も小さく、ヒートポンプ１単体の場合より精度よく設定温度への温度制御が行える。

　ヒートポンプ１で生成する予熱熱風３の温度は、加熱手段の能力に応じて迅速正確な応答性を発揮できる範囲で設定することが好ましい。また、ヒートポンプ１で生成する予熱熱風３の温度が乾燥処理の設定温度より高い場合には、冷却用に空気２を混合し、乾燥処理用気体２０２としてもよい。ヒートポンプ１で生成する予熱熱風３の風量が乾燥処理２００に必要な風量に足りない場合には、追加で空気２を混合し、乾燥処理用気体２０２としてもよい。上記では、乾燥処理用気体２０２は空気を例に説明したが、窒素や不活性ガスであってもよい。

　温度調整手段６は加熱手段で加熱された熱風２０１の温度に基づきフィードバック制御してもよいし、ヒートポンプ１で生成された予熱熱風３の温度や乾燥処理用気体２０２の温度に基づいて加熱手段を制御してもよいし、ヒートポンプ１の高温側１６の入口の空気２等の温度に基づいて制御してもよい。これらの複数に基づき制御してもよい。

　ヒートポンプ１の低温側熱源１５は、直接または間接的に、熱風使用プロセス（たとえば、乾燥処理）と同一工場の鋼材や鋼板の冷却処理１００で生じた、熱を吸収した冷媒である。この冷媒には気体や液体を用いることができる。冷却処理に用いて温度が上昇した液体であることが好ましい。特に水が好ましい。たとえば、図１（ａ）に示すように、ヒートポンプ１に入る低温側熱源１５は、鋼板Ｓを冷却したのちの冷却液１０１（冷却水）であり、鋼板Ｓから熱を吸収した冷却液１０１の熱を活用したものであると好ましい。ヒートポンプ１の低温側熱源１５を熱容量と伝熱性能に優れた液体、たとえば水とすることで、気体熱源に比べヒートポンプ１の小型化を図ることができる。そのうえ、鋼板Ｓから熱を吸収した冷却液１０１を冷却する効果もあるため、従来の冷却水クーリング装置（冷却塔１０３）の熱負荷を下げることもできる。

　ヒートポンプ１の高温側１６の入口の気体の温度を計測するセンサと、ヒートポンプ１の高温側１６の出口の気体の温度を計測するセンサと、ヒートポンプ１の低温側熱源１５（冷水）の入口の温度を計測するセンサと、これらのセンサの温度測定結果に基づき、ヒートポンプ１の運転電力の制御を行う第１制御部を用いてもよい。ヒートポンプ１の低温側熱源１５（冷水）やヒートポンプ１の高温側１６の入口の気体に温度変化があっても、ヒートポンプ１で安定した温度の予熱熱風３を生成できるので、後工程の蒸気などの加熱手段によって生成する熱風２０１の温度を設定温度に、より安定させられる。

　図１（ａ）の例にかかる熱風供給方法では、鋼板Ｓは水冷工程１００の後に設けられた乾燥工程２００で表面の水分を乾燥する。乾燥工程２００では鋼板Ｓを乾燥するために熱風２０１が供給される。ブロワ８で吸い込まれた空気２はヒートポンプ１に送り込まれ、ヒートポンプ１で加熱された予熱熱風３は蒸気４による間接加熱装置５（熱交換器）で設定温度の熱風２０１まで加熱される。蒸気量を制御して、生成される熱風２０１の温度を設定温度に調整する温度調整手段６を有する。乾燥工程２００内に供給された熱風２０１は水冷工程１００後の濡れた鋼板Ｓに吹き付けられ、鋼板Ｓの乾燥処理を行う。乾燥処理を適切に行うことで乾燥工程２００より下工程での、乾燥不良起因の不良発生もなくすることができる。

　ヒートポンプ１は一般的な蒸発器１１（吸熱器）、圧縮機１２、凝縮器１３（放熱器）、膨張弁１４を備える。図１（ａ）の例では、排熱を活用するため、水冷工程１００による鋼板Ｓの冷却後で温度が上昇した排水１０１を低温側熱源１５（冷水）として、直接用いる。循環冷却水１０１の一部を低温側熱源１５（冷水）用として活用し、蒸発器１１（吸熱器）により熱を奪われた冷却水は元の循環冷却水１０１に戻す。冷却水は温度が低下するため、冷却塔の負荷を下げることができる。一方、図１（ｂ）に示すように、水冷工程１００で用いた冷却後の排水１０１とヒートポンプ１の低温側熱源１５としての循環水とを熱交換器１０２で熱交換し間接的に排水１０１の熱を利用することもできる。間接的に用いているのは鋼板冷却プロセスの冷却水性状がヒートポンプ１で直接利用するに際し、不適（汚れ有り）の場合に、蒸発器１１に腐食や詰まりなどの悪影響を及ぼすためである。

　熱交換器１０２を設置する場合、ヒートポンプ１の性能を最大限に発揮させるため、熱交換器１０２とヒートポンプ１の間の熱媒流路に流路変更部（三方弁１０４又はバイパス弁）を設け、流体の温度制御を行ってもよい。

　たとえば、熱媒流路を通ってヒートポンプに入る入口の熱媒温度Ｔ_Ｃｉを測定する熱電対１０６等の測定部を設ける。入口の熱媒温度の上限をＴ_Ｃとして、測定部で測定したＴ_Ｃｉに基づいて、Ｔ_Ｃｉ≦Ｔ_Ｃとなるよう、第２制御部が流路変更部の流量をフィードバック制御又はフィードフォワード制御する。第２制御部の制御を受けて、流路変更部は、熱交換器１０２とヒートポンプ１の間の熱媒流路における熱媒の流路を変更する。実測値に基づき第２制御部が流路変更部の流量を調整することで、精度よく流体の温度制御を行うことができる。

　なお、流路変更部により熱交換器１０２を介さないようバイパスさせた場合、バイパス経路の圧損は、熱交換器経路の圧損より小さいため、必ずしも両経路で流量が一定とならない。そのため、両経路の流量が一定になるように流量調節用弁１０５を設けても良い。流量調節用弁の弁開度は、あらかじめ設定されていても良いし、第２制御部によりフィードバック制御又はフィードフォワード制御されても良い。これにより流路変更部により流路・流量をどちらに調整した際にも流量変動がおさえられ、さらに精度よく流体の温度制御を行うことができる。

　なお、第１制御部及び第２制御部は、それぞれ物理的に異なるもので構成されても良いし、物理的に同じもので構成されてもよい。第１制御部や第２制御部は、コンピューターなどにより構成することができる。

　ヒートポンプ１の低温側熱源１５の供給配管内には冷水１５の温度を計測する入側温度センサと冷水１５の流量を計測する流量計を備える。蒸発器１１（吸熱器）入出の圧力を計測することにより差圧と蒸発器１１の構造から流量を算出してもよい。

　凝縮器１３（放熱器）には工場内の空気２をブロワ８で送り込む吸気口が接続されるとともに、凝縮器１３（放熱器）で熱交換して得られた熱エネルギーで加熱された予熱熱風３を供給する予熱熱風供給口が接続されている。吸気口には空気２の温度を計測する温度センサを具備しており、予熱熱風供給口には予熱熱風３の温度を計測する温度センサを具備している。空気２や予熱熱風３の温度を測定する各温度センサを温度調整手段６に接続することが好ましい。また、ブロワ８の位置は、ヒートポンプ１に空気２を送り込むようにしてもよいし、図１（ａ）のようにヒートポンプ１と加熱手段の間に設置しても、図１（ｂ）のように加熱手段の後に設置してもよい。

　温度や流量を測定する各センサで得られたデータは、温度調整手段６により、加熱手段の加熱量の調節、たとえば、蒸気流量の調節やヒートポンプ１の駆動制御、乾燥処理用気体２０２への空気２の混合量の制御に用いられる。フィードバック制御、フィードフォワード制御を単独で、または併用すればよい。たとえば、ヒートポンプ１の駆動制御では、予熱熱風３の実測温度と予熱熱風３の設定温度から温度ギャップを演算し、この結果を用いて、ヒートポンプ１の電力量を演算して出力するフィードバック制御や、低温側熱源１５（冷水）の入側温度と流量、吸気温度からヒートポンプ１の電力量を演算するフィードフォワード制御を行ってもよい。これらの制御は一般的なＰＩＤ制御やインバータ制御などを用いればよい。

　ヒートポンプ１の駆動制御では圧縮機１２および膨張弁１４のいずれか一方または両方で制御してもよい。ヒートポンプ１で生成させる予熱熱風３の温度は風量と間接加熱装置５の出力に基づき、全体でエネルギー効率が高くなるよう考慮し、設定することが好ましい。ここで、「全体でエネルギー効率が高い」とは、乾燥処理に用いる正味の消費エネルギー、たとえば、都市ガス等に換算した消費エネルギーを低減し、最小化することを意味する。

　予熱熱風供給口の下流には、予熱熱風３を設定温度に加熱するための蒸気４を用いた間接加熱装置５が具備されており、間接加熱装置５を介して、水冷工程１００後の鋼板を乾燥させるための熱風２０１を供給する。間接加熱装置５の入側、出側の温度、流量を計測する手段を備え、計測結果から蒸気供給量を制御することが好ましい。制御方法はフィードバック制御、フィードフォワード制御を単独で、または併用して用いればよい。

　熱風２０１は予熱熱風３を含む乾燥処理用気体２０２を加熱して得られるため、常温の空気２を設定温度まで蒸気４で加熱する場合に比べ、蒸気使用量を抑えることができ、省エネルギー化が図れる。また、乾燥処理に必要な熱風２０１の設定温度がヒートポンプ１では得られない高温であっても、必要な設定温度の熱風２０１を低コストで得ることができる。ヒートポンプ１による予熱熱風３を、蒸気４による間接加熱装置５を併用して加熱することにより、設定温度の熱風２０１を生成できるため、スタートアップ時の制御性も良好となる。

　図２に本発明の別の実施形態にかかる熱風供給装置の設備構成の概要を示す。図２に示すように、予熱熱風３を生成するヒートポンプ１の台数は、ヒートポンプ１の容量と、熱風供給装置として求められる必要流量、温度に応じて決定すればよい。図２の例では、個々のヒートポンプ１にフィルタ７を介して空気２を吸気する。ヒートポンプ１の低温側熱源１５の液体の熱を用いて加熱された予熱熱風３はブロワ８に集められて、乾燥処理用気体２０２として、熱交換器５に送られる。熱交換器５で蒸気４により設定温度まで加熱された熱風２０１により鋼板Ｓのパスラインに設置された乾燥装置により乾燥工程２００が施される。

　加熱手段に用いられる蒸気４は、事業場、たとえば、製鉄所内の蒸気発生元から供給先である鋼板Ｓの乾燥処理のための熱風供給装置に輸送される。この輸送距離が長いとエネルギー損失、つまり蒸気損失を生じる。加熱手段が電気である場合やヒートポンプに用いる電気も発電所からの距離によって送電損失が考えられる。別途用意した第１制御部により、乾燥処理に必要な熱風供給温度および風量を得られるように、ヒートポンプ１で回収する熱風の温度流量、加熱手段のエネルギーとしての、たとえば、蒸気量、エネルギーの発生元から供給先までのエネルギー損失、ならびに、上記各センサからの情報も考慮し、総合的に正味の消費エネルギーを低減するように、ヒートポンプ１の運転条件、加熱手段である熱交換器への蒸気量および乾燥処理用気体２０２に混合する空気２の量などを単独でまたは組み合わせて設定することが好ましい。

　本実施形態の熱風供給方法を用いて、鋼材や鋼板の冷却処理後の冷媒が有する熱を回収し、乾燥処理用気体を加熱し、熱風を得て、さらに蒸気などを用いた加熱手段により設定温度まで熱風を加熱して乾燥処理用気体を生成し、鋼材や鋼板の乾燥処理を施す工程を有する鋼の製造方法は、エネルギーの効率的使用が図れ、環境にやさしい鋼材や鋼板が製造できる。

　図１（ｂ）に示す実施形態の熱風供給装置を構成し、製鉄所の鋼板Ｓを水冷処理し、その後、乾燥処理するプロセスに適用した。鋼板Ｓの乾燥工程２００の熱風２０１の設定温度を８５～９５℃とし、風量を４．３～５．０Ｎｍ^３／ｈとした。ヒートポンプ１として、１５～２４ｋＷの消費電力で、高温側１６のエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が約４のものを用い、ヒートポンプ１の高温側１６に吸気する空気２は１０～４０℃であった。ヒートポンプ１の低温側熱源１５に用いる鋼板Ｓの水冷工程後の冷却水１０１の温度は１５～３５℃であった。上記温度条件と乾燥処理に必要な風量とから、ヒートポンプ１の運転に必要なエネルギーおよびエネルギー利得と、熱交換器５に供給する蒸気４および蒸気の輸送に伴う蒸気損失と、を、正味エネルギーとしてたとえば必要な都市ガスの量で評価し、正味の消費エネルギーが最も小さくなるようにヒートポンプ１の運転条件と蒸気４を制御して、１か月操業した。比較例として、図３に示す装置構成を用い、乾燥処理に必要な熱風をすべて蒸気の加熱でまかなって、１か月操業した。

　本実施形態の適用により、正味の消費エネルギーで比較例の約６割を低減することができ、熱利用効率が向上した。くわえて、図３の比較例では、鋼板Ｓの水冷工程後の冷却水を冷却塔で冷却するのにさらなる電力の使用を必要とした。

　本発明によれば、従来に比べ、エネルギーの効率的使用が図れ、環境にやさしい鋼板や鋼材が製造できるので、産業上有用である。

　１　ヒートポンプ
　２　空気
　３　予熱熱風
　４　蒸気
　５　間接加熱装置（熱交換器）
　６　温度調整手段
　７　フィルタ
　８　ブロワ
１１　蒸発器（吸熱器）
１２　圧縮機
１３　凝縮器（放熱器）
１４　膨張弁
１５　低温側熱源（冷水）
１６　高温側
１００　水冷工程（冷却処理）
１０１　冷却水（冷却液）（排水）
１０２　熱交換器
１０３　冷却塔
１０４　三方弁
１０５　流量調節用弁
１０６　熱電対
２００　乾燥工程（乾燥処理）
２０１　熱風
２０２　乾燥処理用気体
　Ｓ　鋼板

Claims

鋼材または鋼板の乾燥処理に必要な設定温度より低い温度の気体を予熱し、熱風を生成するヒートポンプと、
前記ヒートポンプで生成した熱風を含む乾燥処理用気体を加熱する加熱手段と、
前記乾燥処理用気体の温度を調整する温度調整手段と、
を備え、
前記ヒートポンプの低温側熱源は、直接または間接的に、前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒である、熱風供給装置。
前記乾燥処理に必要な熱風供給温度および風量から、前記ヒートポンプで予熱する熱風の温度流量と、前記乾燥処理用気体を必要な熱風供給温度まで加熱する加熱手段のエネルギー量と、を、事業場のエネルギー発生元から供給先までのエネルギー損失を鑑み、正味消費エネルギーが低減するよう制御する第１制御部を備える、請求項１に記載の熱風供給装置。
前記ヒートポンプの低温側熱源は、熱交換器を介して間接的に前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒であり、
前記熱交換器と前記ヒートポンプの間の熱媒流路における熱媒の流路を変更する流路変更部と、
前記熱媒流路を通って前記ヒートポンプに入る入口熱媒温度Ｔ_Ｃｉを測定する測定部と、
当該入口熱媒温度の上限をＴ_Ｃとして、前記測定部で測定したＴ_Ｃｉに基づいて、Ｔ_Ｃｉ≦Ｔ_Ｃとなるよう前記流路変更部の流量をフィードバック制御又はフィードフォワード制御する第２制御部と、
を備える、請求項１または２に記載の熱風供給装置。
前記加熱手段が蒸気との熱交換器であり、
前記温度調整手段は、前記蒸気の流量、前記ヒートポンプの運転電力、および、前記乾燥処理用気体に混合する前記設定温度より低い温度の気体の流量から選ばれた１により、または、２以上を組み合わせて調整する、請求項１または２に記載の熱風供給装置。
鋼材または鋼板の乾燥処理に必要な設定温度より低い温度の気体をヒートポンプによって予熱し、熱風を生成する第１工程と、
前記第１工程で生成した熱風を含む乾燥処理用気体に対し、熱風温度を調整しながら加熱する第２工程と、
を含み、
前記第１工程では、ヒートポンプの低温側熱源に前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒を直接または間接的に用いる、熱風供給方法。
前記乾燥処理に必要な熱風供給温度および風量から、前記ヒートポンプで予熱する熱風の温度流量と、前記乾燥処理用気体を必要な熱風供給温度まで加熱する前記第２工程のエネルギー量とを、事業場のエネルギー発生元から供給先までのエネルギー損失を鑑み正味消費エネルギーが低減するよう、制御する、請求項５に記載の熱風供給方法。
前記第１工程では、ヒートポンプの低温側熱源に前記鋼材または前記鋼板の冷却により熱を吸収した冷媒を、熱交換器を介して間接的に用い、
前記熱交換器と前記ヒートポンプの間の熱媒流路における熱媒の流路を変更する流路変更部を備え、
前記熱媒流路を通って前記ヒートポンプに入る入口熱媒温度Ｔ_Ｃｉを測定し、当該入口熱媒温度の上限をＴ_Ｃとして、Ｔ_Ｃｉ≦Ｔ_Ｃとなるよう前記流路変更部の流量をフィードバック制御又はフィードフォワード制御する、
請求項５に記載の熱風供給方法。
前記第２工程では、加熱手段に蒸気を用い、
前記蒸気の流量、前記ヒートポンプの運転電力、および、前記乾燥処理用気体に混合する前記設定温度より低い温度の気体の流量から選ばれた１により、または、２以上を組み合わせて前記熱風温度を調整する、請求項５に記載の熱風供給方法。
請求項５ないし８のいずれか１項に記載の熱風供給方法を用いて乾燥処理用熱風を生成し鋼材または鋼板の乾燥処理を施す工程を有する、鋼の製造方法。