(57)【要約】【課題】複雑な制御を用いることなく、鋼材が有する熱エネルギーを効率的、且つ、安価に回収すること。【解決手段】熱電発電装置１００は、スラブ冷却装置とスラブ切断装置との間、スラブ切断装置の下面、及びスラブ切断装置の出側のうちの少なくとも一つの位置に配置されている。熱電発電装置１００は、スラブＳの熱を蓄熱可能な位置に配置された蓄熱板１０１と、スラブＳの幅方向に配列され、且つ、蓄熱板１０１に対向配置された複数の熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆを備え、複数の熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆを利用して蓄熱板１０１が蓄熱した熱を電力に変換する熱電発電ユニット１０２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材が有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する１つ又は複数の熱電発電装置を備える製鉄所の製造設備列であって、
前記熱電発電装置は、
鋼材の熱を蓄熱可能な位置に配置された蓄熱板と、
前記鋼材の幅方向に配列され、前記蓄熱板に対向配置された複数の熱電発電モジュールを備え、該複数の熱電発電モジュールを利用して前記蓄熱板が蓄熱した熱を電力に変換する熱電発電ユニットと、
を備えることを特徴とする製鉄所の製造設備列。
【請求項２】
前記蓄熱板及び前記熱電発電ユニットの少なくとも一方を前記鋼材に対して相対的に移動する移動手段と、前記鋼材の幅及び／又は温度に応じて、前記移動手段を制御することによって前記鋼材と前記蓄熱板及び前記熱電発電ユニットの少なくとも一方との間の距離を変化させる制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の製鉄所の製造設備列。
【請求項３】
前記蓄熱板を冷却する冷却手段と、前記鋼材の幅及び／又は温度に応じて、前記冷却手段を制御することによって前記蓄熱板の冷却量を変化させる制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の製鉄所の製造設備列。
【請求項４】
前記鋼材の幅方向における前記蓄熱板の長さが前記鋼材の最大幅以上であるであることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の製鉄所の製造設備列。
【請求項５】
前記鋼材の鋳造方向における前記蓄熱板の長さが前記鋼材の鋳造方向における前記熱電発電モジュールの長さ以上であることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の製鉄所の製造設備列。
【請求項６】
前記蓄熱板が、金属材料、ステンレス、及び無機材料のうちのいずれかの材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の製鉄所の製造設備列。
【請求項７】
前記製造設備列が、スラブ冷却装置とスラブ切断装置とを備えたスラブを連続鋳造する連続鋳造設備列であり、前記熱電発電装置は、前記スラブ冷却装置と前記スラブ切断装置との間、前記スラブ切断装置の下面、及び前記スラブ切断装置の出側のうちの少なくとも一つの位置に配置され、前記鋼材がスラブであることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか１項に記載の製鉄所の製造設備列。
【請求項８】
請求項１〜７のうち、いずれか１項に記載の製鉄所の製造設備列を用いて前記鋼材の熱を受熱して熱電発電を行うことを特徴とする熱電発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材が有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する１つ又は複数の熱電発電装置を備える製鉄所の製造設備列及びこの製造設備列を利用した熱電発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
異種の導体又は半導体間に温度差を与えると起電力が生じることはゼーベック効果として古くから知られており、ゼーベック効果を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電発電素子が提案されている。一方、近年、製鉄工場等の製造設備では、熱電発電素子を利用してこれまで廃熱として棄てられていた熱エネルギーを電気エネルギーとして回収する取り組みが推進されている。
【０００３】
このような背景から、特許文献１には、高温物体に相対峙させて受熱装置を配置し、受熱装置を利用して高温物体が有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する熱電発電方法が提案されている。また、特許文献２には、廃熱として処理されている熱エネルギーに熱電素子モジュールを接触させることによって熱エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する熱電発電方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１９８８８３号公報
【特許文献２】特開昭６０−３４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、特許文献１記載の熱電発電方法をスラブの鋳造ラインに適用できる旨の記載がある。しかしながら、特許文献１記載の熱電発電方法では、実操業におけるスラブの温度変化や処理量の変動に伴う熱源の放出熱量の変動等、操業条件の変動に伴う熱源の放出熱量の変化は考慮されていない。このため、特許文献１記載の熱電発電方法をスラブの鋳造ラインに適用することは困難である。また、特許文献２記載の熱電発電方法では、熱電素子モジュールを熱源に対して固定する必要があるために、連続鋳造設備のように移動する熱源から熱エネルギーを回収することはできない。
【０００６】
連続鋳造工程においてスラブが有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する場合には、以下の点に注意する必要がある。第一に、最終製品に要求される性能を満足するためにスラブの冷却温度はスラブ毎に異なることから、熱電発電装置の設置場所におけるスラブの温度が変動する点である。第二に、最終製品の大きさに応じてスラブの幅が変化する点である。
【０００７】
熱電発電装置には、最大出力が得られる温度だけでなく耐久温度も決められており、耐久温度以上の熱が加わった場合、熱電発電装置は故障してしまう。しかしながら、熱電発電装置の故障を抑制するためにスラブの温度が高い場合やスラブの幅が大きい場合を基準として熱電発電装置の設置場所を決めてしまうと、スラブの温度が低い場合やスラブの幅が狭い場合、熱電発電装置の性能を十分に利用して熱エネルギーを効率的に回収することができない。
【０００８】
これに対して、熱エネルギーの回収効率を考慮してスラブの温度が低い場合やスラブの幅が狭い場合を基準として熱電発電装置の設置場所を決めてしまうと、スラブの温度が高い場合やスラブの幅が広い場合、熱電発電装置に耐久温度以上の熱がかかることによって、熱電発電装置が故障してしまう可能性がある。
【０００９】
なお、このような課題を解決するために、スラブの幅方向に配列された複数の熱電発電素子によって熱電発電装置を構成し、スラブの温度や幅に応じて複数の熱電発電素子の高さを互いに独立に制御する方法を用いることが考えられる。しかしながら、この方法を用いた場合には、制御が複雑になる上に設備費も高くなる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、複雑な制御を用いることなく、鋼材が有する熱エネルギーを効率的、且つ、安価に回収可能な製鉄所の製造設備列及び熱電発電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、鋼材が有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する１つ又は複数の熱電発電装置を備える製鉄所の製造設備列であって、前記熱電発電装置は、鋼材の熱を蓄熱可能な位置に配置された蓄熱板と、前記鋼材の幅方向に配列され、前記蓄熱板に対向配置された複数の熱電発電モジュールを備え、該複数の熱電発電モジュールを利用して前記蓄熱板が蓄熱した熱を電力に変換する熱電発電ユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、上記発明において、前記蓄熱板及び前記熱電発電ユニットの少なくとも一方を前記鋼材に対して相対的に移動する移動手段と、前記鋼材の幅及び／又は温度に応じて、前記移動手段を制御することによって前記鋼材と前記蓄熱板及び前記熱電発電ユニットの少なくとも一方との間の距離を変化させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、上記発明において、前記蓄熱板を冷却する冷却手段と、前記鋼材の幅及び／又は温度に応じて、前記冷却手段を制御することによって前記蓄熱板の冷却量を変化させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、上記発明において、前記鋼材の幅方向における前記蓄熱板の長さが前記鋼材の最大幅以上であるであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、上記発明において、前記鋼材の鋳造方向における前記蓄熱板の長さが前記鋼材の鋳造方向における前記熱電発電モジュールの長さ以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、上記発明において、前記蓄熱板が、金属材料、ステンレス、及び無機材料のうちのいずれかの材料によって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る製鉄所の製造設備列は、上記発明において、前記製造設備列が、スラブ冷却装置とスラブ切断装置とを備えたスラブを連続鋳造する連続鋳造設備列であり、前記熱電発電装置は、前記スラブ冷却装置と前記スラブ切断装置との間、前記スラブ切断装置の下面、及び前記スラブ切断装置の出側のうちの少なくとも一つの位置に配置され、前記鋼材がスラブであることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る熱電発電方法は、本発明に係る製鉄所の製造設備列を用いて前記鋼材の熱を受熱して熱電発電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る製鉄所の製造設備列及び熱電発電方法によれば、複雑な制御を用いることなく、鋼材が有する熱エネルギーを効率的、且つ、安価に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である連続鋳造設備列の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である熱電発電装置の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、図２に示す熱電発電モジュールの構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態である制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、スラブの幅の変化に伴う蓄熱板の位置の変化を示す模式図である。
【図６】図６は、スラブの幅の変化に伴う熱電発電モジュールの出力の変化を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態である制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、スラブの幅の変化に伴うスラブの冷却量の変化を示す模式図である。
【図９】図９は、熱間圧延設備の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、例えばスラブ冷却装置とスラブ切断装置とを備えたスラブを連続鋳造する連続鋳造設備列等の、鋼材が有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する１つ又は複数の熱電発電装置を備える製鉄所の製造設備列に適用することができる。本発明を適用可能な製鉄所の製造設備列としては、熱延鋼板を製造する熱間圧延設備列も考えられるが、スラブは加熱炉から不連続的に抽出されるために、熱源が一定の条件とならない。このため、本発明は、熱源であるスラブが連続的に鋳造される連続鋳造設備列に適用することが望ましい。
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である連続鋳造設備列について詳細に説明する。
【００２３】
〔連続鋳造設備列の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である連続鋳造設備列の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である連続鋳造設備列の構成を示す模式図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明の一実施形態である連続鋳造設備列１は、取鍋２、タンディッシュ３、鋳型４、スラブ冷却装置５、ローラ群６、スラブ切断装置７、及びダミーバーテーブル８を備えている。この連続鋳造設備列１を用いてスラブを製造する際には、始めに、溶鋼が入れられた取鍋２が連続鋳造設備列１の最上部に運ばれる。次に、鋳型４内にダミーバーを装入した後、タンディッシュ３の底部から鋳型４内に溶鋼が注がれる。鋳型４に接触した溶鋼は、表面から凝固し、スラブ冷却装置５によって冷却された後にロール群６によって搬送されてスラブとなる。この際、ダミーバーは、ダミーバーテーブル８によって回収される。その後、スラブは、スラブ切断装置７によって所定の長さに切断される。
【００２５】
このような構成を有する連続鋳造設備列１は、スラブが有する熱エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するために、熱電発電装置を備えている。以下、図２，図３を参照して、本発明の一実施形態である熱電発電装置の構成について説明する。
【００２６】
〔熱電発電装置の構成〕
図２は、本発明の一実施形態である熱電発電装置の構成を示す平面図である。図３は、図２に示す熱電発電モジュールの構成を示す模式図である。
【００２７】
本発明の一実施形態である熱電発電装置１００は、図１に示す領域Ｒ、すなわちスラブ冷却装置５とスラブ切断装置７との間、スラブ切断装置７の下面、及びスラブ切断装置７の出側のうちの少なくとも一つの位置に配置されている。
【００２８】
図２に示すように、本発明の一実施形態である熱電発電装置１００は、蓄熱板１０１と、熱電発電ユニット１０２と、を主な構成要素として備えている。
【００２９】
蓄熱板１０１は、金属材料、ステンレス、無機材料等の蓄熱可能な部材によって形成され、スラブＳに対峙する位置等のスラブＳが放出した熱を蓄熱可能な位置に配置されている。なお、熱間発電装置１００がスラブ切断装置７の下面等のスラブＳが滞留する位置に配置されている場合には、より多くの熱を蓄熱可能なように蓄熱板１０１は耐火物等の無機材料によって形成されていることが望ましい。
【００３０】
蓄熱板１０１の鋳造方向と直交する方向（スラブＳの幅方向）の長さＬ１は、連続鋳造設備列１において製造されるスラブＳの最小幅以上、本実施形態ではスラブＳの最大幅Ｗ以上の長さに設計されている。これにより、連続鋳造設備列１において製造される全てのスラブＳについて、スラブＳの幅方向端部からの熱も蓄熱することができる。また、蓄熱板１０１の幅（鋳造方向の長さ）Ｗ１は、熱電発電ユニット１０２の鋳造方向の長さＷ２以上の長さに設計されている。
【００３１】
熱電発電ユニット１０２は、スラブＳの幅方向に沿って配列された複数の熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆによって構成され、蓄熱板１０１に対峙する位置等の蓄熱板１０１に蓄熱された熱を吸収可能な位置に配置されている。図３に示すように、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆは、熱電素子１１１であるＰ型及びＮ型の半導体を数十〜数百対の電極１１２で接続した熱電素子群を二次元的に配列することによって構成されており、電極１１２の外側には絶縁体１１３が配置されている。
【００３２】
蓄熱板１０１に蓄熱された熱を吸収する側の絶縁体１１３表面には受熱手段１１４が配置され、反対側の絶縁体１１３表面には放熱手段１１５が配置されている。なお、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの両側又は片側に熱伝導シートや保護板を設け、熱伝導シートや保護板を受熱手段１１４や放熱手段１１５として利用してもよい。また、受熱手段１１４及び／又は放熱手段１１５が絶縁体や表面に絶縁体が被覆された部材である場合、受熱手段１１４及び／又は放熱手段１１５を絶縁体１１３の代替としてもよい。
【００３３】
蓄熱板１０１に蓄熱された熱を吸収する際の受熱手段１１４の温度は、材質にもよるが、熱電素子１１１の高温側の温度より数度から数十度、場合によっては数百度程度高くなる。このため、受熱手段１１４は、その温度において耐熱性や耐久性を有する材料によって形成されている。例えば、受熱手段１１４は、銅や銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、セラミックスの他、一般的な鉄鋼材料によって形成されている。
【００３４】
放熱手段１１５としては、フィンを具備した冷却デバイス、接触熱伝達を活用した水冷デバイス、沸騰熱伝達を活用したヒートシンク、冷媒流路を有した水冷板等を利用することができる。また、放熱手段１１５の低温側をスプレー冷却等によって水冷することにより、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの低温側を効率よく冷却できる。
【００３５】
特に熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆをスラブＳの下方に設置する場合、スプレー冷却を適用しても、スプレーを適切に配置すれば、残水はテーブル下に落下するので、スラブＳの加熱面を冷却することなく、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの低温側は効率よく冷却される。スプレー冷却を行う場合には、スプレー冷媒が接触して冷却される側が放熱手段となる。
【００３６】
なお、受熱手段１１４と絶縁体１１３との間、絶縁体１１３と放熱手段１１５との間、絶縁体１１３と保護板との間等の位置に、部材同士の熱接触抵抗を低減し、熱電発電効率の一層の向上を図るために、熱伝導シートを配置してもよい。熱伝導シートとしては、所定の熱伝導率を有し、熱電素子１１１の使用環境下で用いることができるシートであれば特に制限はないが、グラファイトシート等を例示することができる。
【００３７】
また、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの大きさは、１×１０−２［ｍ２］以下、より好ましくは２．５×１０−３［ｍ２］以下とすることが望ましい。熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの大きさを上述の大きさ程度とすることによって熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの変形を抑制できる。熱電発電ユニット１０２の大きさは、１［ｍ２］以下、より好ましく２．５×１０−１［ｍ２］以下とすることが望ましい。熱電発電ユニット１０２の大きさを１［ｍ２］以下とすることによって熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの相互間や熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆ自体の変形を抑制できる。
【００３８】
また、この熱電発電装置１００では、スラブＳと熱電発電ユニット１０２との間に蓄熱板１０１が配置されているので、熱電発電ユニット１０２から何らかの部品が落下した場合であっても、落下した部品によってスラブＳに傷が付き、欠陥品となることを抑制できる。
【００３９】
〔制御系の構成〕
次に、上記熱電発電装置１００の制御系の構成について説明する。
【００４０】
〔第１の実施形態〕
始めに、図４〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態である制御系の構成について説明する。
【００４１】
図４は、本発明の第１の実施形態である制御系の構成を示すブロック図である。図４に示すように、本発明の第１の実施形態である制御系１２０は、スラブ幅計１２１と、板温度計１２２と、制御装置１２３と、昇降機構１２４と、を備えている。
【００４２】
スラブ幅計１２１は、例えばスラブＳの上下面にそれぞれ対向配置された受光器及び投光器によって構成され、熱電発電装置１００の鋳造方向上流側に設置されている。スラブ幅計１２１は、スラブＳの幅を計測し、計測されたスラブＳの幅に関する情報を制御装置１２３に入力する。
【００４３】
板温度計１２２は、熱電対等の接触式の温度計や放射温度計等の非接触式の温度計によって構成されている。板温度計１２２は、蓄熱板１０１の温度を計測し、計測された蓄熱板１０１の温度に関する情報を制御装置１２３に入力する。
【００４４】
制御装置１２３は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。制御装置１２３は、スラブ幅計１２１から入力されたスラブＳの幅に関する情報と板温度計１２２から入力された蓄熱板１０１の温度に関する情報とに基づいて昇降機構１２４の動作を制御する。
【００４５】
昇降機構１２４は、蓄熱板１０１及び／又は熱電発電ユニット１０２をスラブＳに対して相対的に昇降させることによって、蓄熱板１０１及び／又は熱電発電モジュール１０２とスラブＳとの間の距離を調整する。
【００４６】
このような構成を有する制御系１２０は、以下に示すように動作することによって、スラブＳが有する熱エネルギーを回収する。以下、図５，６を参照して、スラブＳが有する熱エネルギーを回収する際の制御系１２０の動作について説明する。
【００４７】
図５は、スラブＳの幅の変化に伴う蓄熱板１０１の位置の変化を示す模式図である。図６は、スラブＳの幅の変化に伴う熱電発電モジュールの出力の変化を示す図である。
【００４８】
連続鋳造工程では、スラブＳの幅が変化することが多く、幅が広いスラブＳに合わせて熱電発電ユニット１０２の幅を設計すると、図６に破線で示すように、幅が狭いスラブＳから熱エネルギーを回収する際、熱電発電ユニット１０２の端部側にいくに従って熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの出力が低下する。これは、熱電発電ユニット１０２の端部にいくに従ってスラブＳと熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆとの間の距離が長くなるためである。
【００４９】
なお、このような問題点を解決するために、熱電発電ユニット１０２の端部側の熱電発電モジュール（例えば熱電発電モジュール１０２ａ，１０２ｆ）をスラブＳに近づけることが考えられるが、この場合、熱電発電モジュール毎に昇降機構を設ける必要があり、複雑な制御が必要になると共に多くの費用を要する。
【００５０】
そこで、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、スラブ幅計１２１によって計測されたスラブＳの幅が基準値未満又は板温度計１２２によって計測された蓄熱板１０１の温度が基準値未満である場合、制御装置１２３が、昇降機構１２４を制御することによってスラブＳと熱電発電ユニット１０２との間に配置された蓄熱板１０１の位置を通常位置ＰよりスラブＳ側に下降させる。すなわち、制御装置１２３は、スラブＳと蓄熱板１０１との間の距離を通常時より短くする。
【００５１】
一方、図５（ｂ）に示すように、スラブ幅計１２１によって計測されたスラブＳの幅が基準値以上又は板温度計１２２によって計測された蓄熱板１０１の温度が基準値以上である場合には、制御装置１２３は、昇降機構１２４を制御することによって蓄熱板１０１の位置を通常位置Ｐより熱電発電ユニット１０２側に上昇させる。すなわち、制御装置１２３は、スラブＳと蓄熱板１０１との間の距離を通常時より長くする。
【００５２】
これにより、蓄熱板１０１の長さＬ１はスラブＳの幅Ｗより長く設計されているので、スラブＳの幅や温度の変化に関係なく、蓄熱板１０１の温度を所定の温度範囲内に制御することができる。そして、蓄熱板１０１の長さＬ１は熱電発電ユニット１０２の長さＬ２よりも長く設計されているので、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆは蓄熱板１０１に蓄熱された熱を均等に受熱することができる。
【００５３】
この結果、熱電発電ユニット１０２の端部側にいくに従って熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの出力が低下することが抑制され、図６に実線で示すように、スラブＳの幅や温度の変化に関係なく、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの出力を平坦化できる。これにより、複雑な制御を用いることなく、スラブＳが有する熱エネルギーを効率的、且つ、安価に回収することができる。
【００５４】
なお、上述の説明では、昇降機構１２４は、蓄熱板１０１を昇降させたが、熱電発電ユニット１０２又は蓄熱板１０１と熱電発電ユニット１０２との両方を昇降させることによっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
〔第２の実施形態〕
次に、図７，図８を参照して、本発明の第２の実施形態である制御系の構成について説明する。
【００５６】
図７は、本発明の第２の実施形態である制御系の構成を示すブロック図である。図７に示すように、本発明の第２の実施形態である制御系１２０は、スラブ幅計１２１と、板温度計１２２と、制御装置１２３と、冷却機構１２５と、を備えている。スラブ幅計１２１及び板温度計１２２は、図４に示すスラブ幅計１２１及び板温度計１２２と同じ構成であるので、以下ではその説明を省略する。
【００５７】
制御装置１２３は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。制御装置１２３は、スラブ幅計１２１から入力されたスラブＳの幅に関する情報と板温度計１２２から入力された蓄熱板１０１の温度に関する情報とに基づいて冷却機構１２５の動作を制御する。
【００５８】
冷却機構１２５は、空冷方式や水冷方式によって蓄熱板１０１を冷却する機構であり、スラブＳの冷却量を制御可能なように構成されている。
【００５９】
このような構成を有する制御系１２０は、以下に示すように動作することによって、スラブＳが有する熱エネルギーを回収する。以下、図８を参照して、スラブＳが有する熱エネルギーを回収する際の制御系１２０の動作について説明する。
【００６０】
図８は、スラブＳの幅の変化に伴う蓄熱板１０１の位置の変化を示す模式図である。本実施形態では、図８（ａ）に示すように、スラブ幅計１２１によって計測されたスラブＳの幅が基準値未満又は板温度計１２２によって計測された蓄熱板１０１の温度が基準値未満である場合、制御装置１２３が、冷却機構１２５を制御することによって蓄熱板１０１の冷却量を通常時より少なくする。
【００６１】
一方、図８（ｂ）に示すように、スラブ幅計１２１によって計測されたスラブＳの幅が基準値以上又は板温度計１２２によって計測された蓄熱板１０１の温度が基準値以上である場合には、制御装置１２３は、冷却機構１２５を制御することによって蓄熱板１０１の冷却量を通常時より多くする。
【００６２】
これにより、蓄熱板１０１の長さＬ１はスラブＳの幅Ｗより長く設計されているので、蓄熱板１０１の温度は、スラブＳの幅や温度の変化に関係なく所定の温度範囲内に制御される。そして、蓄熱板１０１の長さＬ１は熱電発電ユニット１０２の長さＬ２よりも長く設計されているので、熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆは蓄熱板１０１に蓄熱された熱を均等に受熱することができる。
【００６３】
この結果、熱電発電ユニット１０２の端部側にいくに従って熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの出力が低下することが抑制され、図６に実線で示すように、スラブＳの幅や温度の変化に関係なく熱電発電モジュール１０２ａ〜ｆの出力を平坦化できる。これにより、複雑な制御を用いることなく、スラブＳが有する熱エネルギーを効率的、且つ、安価に回収することができる。なお、熱電発電ユニット１００を図９に示す粗圧延機２０１及び仕上げ圧延機２０２を有する熱間圧延設備の粗圧延機２０１の入側に適用した所、同様に、複雑な制御を用いることなく、スラブＳが有する熱エネルギーを効果的、且つ、安価に回収できた。但し、加熱炉から抽出されるスラブＳが間欠的であったために、連続鋳造設備に適用した場合と比較して、熱電発電ユニット１００の上方にスラブＳが存在する時間率が５０％となり、回収された熱エネルギーの総量も約５０％となった。
【００６４】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１  連続鋳造設備列
２  取鍋
３  タンディッシュ
４  鋳型
５  スラブ冷却装置
６  ローラ群
７  スラブ切断装置
８  ダミーバーテーブル
１００  熱電発電装置
１０１  蓄熱板
１０２  熱電発電ユニット
１０２ａ〜ｆ  熱電発電モジュール
１１１  熱電素子
１１２  電極
１１３  絶縁体
１１４  受熱手段
１１５  放熱手段
１２０  制御系
１２１  スラブ幅計
１２２  板温度計
１２３  制御装置
１２４  昇降機構
１２５  冷却機構
Ｓ  スラブ
【図１】
2016059260.tif 000003
【図２】
2016059260.tif 000004
【図３】
2016059260.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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