JP2013079434A - 焼鈍炉の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効率の悪化を抑制することが可能な焼鈍炉の冷却装置を提供する。
【解決手段】炉内に配置されたコイル材Ｃの内周側へ配置されてコイル材Ｃの内径面へ雰囲気ガスを吹き付ける冷却塔１２と、雰囲気ガスの循環経路上に配置され、雰囲気ガスを循環経路上で循環させる循環ファン３２と、循環ファン３２から送風された雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化させて、冷却塔１２からコイル材Ｃの内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化可能であり、それぞれ、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が異なり、且つ循環経路上へ並列に配置された複数の流量調節弁２４と、循環経路における予め設定した雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、複数の流量調節弁２４の流量を個別に制御する流量制御部４０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベル型焼鈍炉においてコイル材を冷却するための焼鈍炉の冷却装置に関する。

ベル型焼鈍炉において、コイル材を冷却する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているような技術がある。
特許文献１に記載されている技術は、焼鈍炉ベルの内部空間において、インナーケースの外面へ空気を吹き付けて、インナーケース内に配置したコイル材を冷却する間接冷却を行うものである。

しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、コイル材の冷却に長い時間（例えば、１００時間以上）が必要となるため、生産能率が低下するという問題や、コイル材の外面のみを冷却するため、コイル材の外面が他の面よりも早く収縮してコイル材が巻き締まり、コイル材の形状不良が発生しやすいという問題が発生するおそれがある。
上記の問題を解決するための技術としては、例えば、特許文献２に記載されているような技術がある。

特許文献２に記載されている技術は、図８中に示すように、雰囲気ガスバルブスタンド３０から供給した冷却用の雰囲気ガスを、雰囲気ガス投入用配管４４を介して、インナーケース２内に開口する雰囲気ガス投入口５０から吹き出すことにより、インナーケース２内に雰囲気ガスを導入して、インナーケース２内に配置したコイル材Ｃの直接冷却を行うものである。

なお、図８は、従来例の冷却方法を適用したベル型焼鈍炉Ｂの構成を示す図である。また、図８中では、インナーケース２を内部空間に配置した焼鈍炉ベルを、符号４を付して示し、コイル材Ｃを載置するコイル材受け金物を、符号６を付して示し、インナーケース２及びコイル材受け金物６を載置する炉床レンガを、符号８を付して示している。さらに、図８中では、インナーケース２と炉床レンガ８との間に介装したガスシールを、符号１０を付して示し、雰囲気ガス投入口５０から吹き出す雰囲気ガスの圧力を測定する圧力計を、符号１４を付して示し、圧力計１４が雰囲気ガスの圧力を測定する位置である圧力測定口を、符号４８を付して示している。

また、特許文献２に記載されている技術では、コイル材受け金物６上へ載置したコイル材Ｃに、インナーケース２及び焼鈍炉ベル４を被せて、ガスシール１０によりインナーケース２の内部空間を焼鈍炉ベル４側の外気から遮断する。そして、インナーケース２の内部空間に雰囲気ガス（アルゴンガスや窒素ガス）を充満させ、コイル材Ｃを焼鈍する。
なお、コイル材Ｃの焼鈍中は、圧力測定口４８において、圧力計１４により、炉圧（インナーケース２の内部空間の気圧）を測定するとともに、雰囲気ガスバルブスタンド３０から必要量の雰囲気ガスを供給して、炉圧を適正値に保持する。この場合、例えば、コイル材Ｃが薄板用コイル材であれば、常時、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度の雰囲気ガスを供給し、炉圧をプラス１０［ｍｍＡｑ］程度に保持して、薄板用コイル材の焼鈍を行う。

また、インナーケース内に導入した雰囲気ガスにより、インナーケース内に配置したコイル材の直接冷却を行う技術としては、特許文献２に記載されている技術以外に、コイル材を均等に冷却するための技術として、例えば、雰囲気ガスを噴出する複数の開口部を有する冷却塔を、コイル材の空隙部内に挿入し、コイル材の内径面に雰囲気ガスを吹き付ける技術が考案されている。
コイル材の内径面に雰囲気ガスを吹き付ける技術では、冷却効率の点から、大流量の雰囲気ガスが必要となるため、コイル材の内径面に吹き付けた後の雰囲気ガスを回収してガスクーラーで冷却した後、循環ファンで送風して、再度、コイル材の内径面に吹き付ける循環方法が考案されている。

特開平６‐２７１９４５号公報 実公昭５３‐１２７２７号公報

しかしながら、コイル材の内径面に雰囲気ガスを吹き付ける技術では、コイル材を冷却するためのガスとして、雰囲気ガスを用いる必要があるため、従来例のような雰囲気ガスの導入方法では、コイル材の冷却に必要なガスの流量が大きい場合に、雰囲気ガスを大量に消費する必要があり、原単位を悪化させてしまうという問題が発生するおそれがある。
具体的には、雰囲気ガスを循環させて使用する方式では、冷却能力の点から、最大で２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度の流量が必要である。

一方、冷却初期段階にコイル材へ加わる熱衝撃によって発生する品質不良を抑制するためには、雰囲気ガスの流量を２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度まで絞る必要がある。
また、コイル材の冷却開始時には、急激な炉圧変動による外気の侵入を防止するために、さらに、雰囲気ガスの流量を４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度まで絞る必要がある。
したがって、コイル材の内径面に雰囲気ガスを吹き付ける技術では、雰囲気ガスの流量を制御する範囲として必要な制御範囲が、２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度〜４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度となる。

しかしながら、雰囲気ガスの流量制御は、循環ファンのモータ回転数や、配管に設けた流量調節バルブを用いて変更することが一般的である。このため、循環ファンや流量調節バルブの特性から、制御可能な最小流量は、最大値（２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度）の１／１０程度（２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］程度）となり、上述したような、大きな流量比（１／６００＝４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］／２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］）の制御を行うことは困難であるという問題点を有している。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、流量比の大きな雰囲気ガスの流量制御を可能として、冷却効率の悪化を抑制することが可能な、焼鈍炉の冷却装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、炉内に配置された円筒形状のコイル材を焼鈍する焼鈍炉の冷却装置であって、
前記コイル材の内周側へ配置されてコイル材の内径面へ雰囲気ガスを吹き付ける冷却塔と、
前記炉内と連通する雰囲気ガス投入用配管及び雰囲気ガス排気用配管を有する循環経路上に配置され、前記コイル材の内径面へ吹き付けて前記炉内から排気された雰囲気ガスを前記循環経路上で循環させる循環ファンと、
前記循環ファンから送風された雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化させて、前記冷却塔から前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化可能な複数の流量調節弁と、
前記複数の流量調節弁の流量を個別に制御可能な流量制御部と、を備え、
前記複数の流量調節弁は、それぞれ、前記単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が異なり、且つ前記循環経路上へ並列に配置され、
前記流量制御部は、前記循環経路における予め設定した前記雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、前記複数の流量調節弁の流量を個別に制御することを特徴とするものである。

本発明によると、流量制御部が、循環経路における予め設定した雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲がそれぞれ異なり、循環経路上へ並列に配置した複数の流量調節弁の流量を、個別に制御する。
このため、流量制御部が雰囲気ガスの流量を制御可能な範囲が、複数の流量調節弁でそれぞれ異なる、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲となり、流量比の大きな雰囲気ガスの流量制御が可能となる。

次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記循環経路の外部から導入した雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化させて、前記冷却塔から前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化可能な雰囲気ガスバルブスタンドを備え、
前記流量制御部は、前記複数の流量調節弁の流量と、前記雰囲気ガスバルブスタンドの流量と、を個別に制御可能であり、
前記雰囲気ガスバルブスタンドが前記単位時間当たりの流量を変化可能な範囲は、前記複数の流量調節弁が前記単位時間当たりの流量を変化可能な範囲よりも小さく、
前記流量制御部は、前記コイル材の焼鈍時において、前記雰囲気ガスバルブスタンドから前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御した後に、前記複数の流量調節弁のうち前記単位時間当たりの流量が小さい流量調節弁から、前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御することを特徴とするものである。

本発明によると、コイル材の焼鈍時において、流量制御部が、雰囲気ガスバルブスタンドの流量を制御した後に、複数の流量調節弁のうち単位時間当たりの流量が小さい流量調節弁から、コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御する。
このため、雰囲気ガスバルブスタンドを、複数の流量調節弁のうち、単位時間当たりの流量が最小の流量調節弁の代わりとして用いることが可能となり、複数の流量調節弁の個数を一つ減らしても、複数の流量調節弁の個数を一つ減らさない場合と同様に、コイル材の焼鈍を行うことが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載した発明であって、前記炉内の気圧である炉圧を測定する圧力計と、
前記炉内の雰囲気ガスを前記循環経路の外部へ放散可能な雰囲気ガス放散量調整用バルブと、を備え、
前記流量制御部は、前記圧力計が測定した前記炉圧が予め設定した炉圧閾値を超えていると判定すると、前記圧力計が測定した前記炉圧が前記炉圧閾値以下となるように、前記雰囲気ガス放散量調整用バルブの開閉度合いを制御することを特徴とするものである。

本発明によると、流量制御部は、圧力計が測定した炉圧が、予め設定した炉圧閾値を超えていると判定すると、圧力計が測定した炉圧が炉圧閾値以下となるように、雰囲気ガス放散量調整用バルブの開閉度合いを制御して、炉内の雰囲気ガスを循環経路の外部へ放散させる。
このため、コイル材の焼鈍時に、冷却能力を優先させて雰囲気ガスの流量を制御した結果、炉圧が炉圧閾値を超えている場合であっても、雰囲気ガス放散量調整用バルブの開閉度合いを制御して、炉内の雰囲気ガスを循環経路の外部へ放散させることにより、炉圧を適正値に制御することが可能となる。

本発明によれば、流量制御部が雰囲気ガスの流量を制御可能な範囲が、複数の流量調節弁でそれぞれ異なる、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲となり、流量比の大きな雰囲気ガスの流量制御が可能となるため、冷却効率の悪化を抑制することが可能となる。

本発明の第一実施形態の焼鈍炉の冷却装置の概略構成を示す図である。 コイル材の冷却パターンを示す図である。 循環経路を循環する雰囲気ガスの流量と冷却時間との関係を示す図である。 図３中に円ＩＶで囲んだ範囲の拡大図である。 図４中に円Ｖで囲んだ範囲の拡大図である。 単位時間当たりに雰囲気ガスバルブスタンドから供給する雰囲気ガスの供給量を示す図である。 本発明の第二実施形態の焼鈍炉の冷却装置の概略構成を示す図である。 従来例の冷却方法を適用したベル型焼鈍炉の構成を示す図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図６を用いて、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置の構成を説明する。
図１は、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１の概略構成を示す図である。なお、以下の説明では、上述した従来例の焼鈍炉の冷却装置（図８参照）と同様の構成については、記載を省略する場合がある。
図１中に示すように、冷却装置１を適用する焼鈍炉は、炉内に配置された円筒形状のコイル材Ｃを焼鈍するベル型焼鈍炉Ｂであり、インナーケース２と、焼鈍炉ベル４と、コイル材受け金物６と、炉床レンガ８と、ガスシール１０を備えている。

インナーケース２は、円筒状のコイル材Ｃを内部空間に配置可能に形成されており、ベル形状に形成されている。
焼鈍炉ベル４は、インナーケース２を内部空間に配置可能に形成されており、インナーケース２と同様、ベル形状に形成されている。
コイル材受け金物６は、コイル材Ｃを載置した状態で、インナーケース２の内部空間に配置されている。すなわち、インナーケース２の内部空間は、ベル型焼鈍炉Ｂの炉内を形成している。

炉床レンガ８は、焼鈍炉の冷却装置１の基台を形成しており、焼鈍炉ベル４、インナーケース２及びコイル材受け金物６が載置されている。また、炉床レンガ８は、フレーム４２等を介して、床面Ｆ等に支持されている。
ガスシール１０は、インナーケース２と炉床レンガ８との間に介装されており、インナーケース２の内部空間を焼鈍炉ベル４側の外気から遮断している。

また、図１中に示すように、焼鈍炉の冷却装置１は、冷却塔１２と、圧力計１４と、雰囲気ガス供給部２０と、雰囲気ガスバルブスタンド３０と、循環ファン３２と、ガスクーラー３４と、雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６と、流量制御部４０を備えている。
冷却塔１２は、複数の開口部（図示せず）を外径面に有しており、コイル材Ｃの内周側へ配置されてコイル材Ｃの空隙部内に挿入された状態で、インナーケース２の内部空間に配置されている。

また、冷却塔１２が有する開口部は、雰囲気ガス投入用配管４４を介して、雰囲気ガスバルブスタンド３０及び雰囲気ガス供給部２０と連通している。
圧力計１４は、インナーケース２の内部空間とガスクーラー３４とを連通する雰囲気ガス排気用配管４６のうち、インナーケース２の内部空間に設定した圧力測定口４８において、インナーケース２の内部空間（炉内）の気圧（炉圧）を測定し、この測定したインナーケース２の内部空間の気圧を含む情報信号を、流量制御部４０へ出力する。
雰囲気ガス供給部２０は、炉内と連通する雰囲気ガス投入用配管４４及び雰囲気ガス排気用配管４６を有する循環経路上に配置されて、冷却塔１２と循環ファン３２との間において、雰囲気ガス投入用配管４４と連通しており、循環ファン３２から冷却塔１２への、雰囲気ガス（アルゴンガスや窒素ガス）の供給経路を形成している。

また、雰囲気ガス供給部２０は、第一流量調節部２２ａと、第二流量調節部２２ｂと、第三流量調節部２２ｃを備えている。第一流量調節部２２ａと、第二流量調節部２２ｂと、第三流量調節部２２ｃは、それぞれ、上記の循環経路上へ並列に配置されている。
第一流量調節部２２ａと、第二流量調節部２２ｂ及び第三流量調節部２２ｃは、それぞれ、独立した雰囲気ガスの供給経路を形成している。
第一流量調節部２２ａは、第一流量調節弁２４ａと、第一流量計２６ａを備えており、第一流量調節部２２ａ、第二流量調節部２２ｂ及び第三流量調節部２２ｃの中では、雰囲気ガスの流量が最大となっている。

第一流量調節弁２４ａは、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて開閉度合い（開度）が変化する弁であり、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を変化可能に形成されている。
本実施形態では、一例として、第一流量調節弁２４ａを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成した場合を説明する。

第一流量計２６ａは、第一流量調節弁２４ａよりも、雰囲気ガスの供給経路で下流側に配置されており、第一流量調節弁２４ａから供給される雰囲気ガスの流量を測定し、この測定した雰囲気ガスの流量を含む情報信号を、流量制御部４０へ出力する。
第二流量調節部２２ｂは、第二流量調節弁２４ｂと、第二流量計２６ｂを備えており、雰囲気ガスの流量が、第一流量調節部２２ａよりも少なくなっているとともに、第三流量調節部２２ｃよりも大きくなっている。
第二流量調節弁２４ｂは、第一流量調節弁２４ａと同様、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて開閉度合い（開度）が変化する弁であり、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を変化可能に形成されている。

また、第二流量調節弁２４ｂは、第一流量調節弁２４ａよりも、雰囲気ガスの流量を調節可能な範囲が小さくなるように形成されている。
本実施形態では、一例として、第二流量調節弁２４ｂを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成した場合を説明する。
第二流量計２６ｂは、第二流量調節弁２４ｂよりも、雰囲気ガスの供給経路で下流側に配置されており、第二流量調節弁２４ｂから供給される雰囲気ガスの流量を測定し、この測定した雰囲気ガスの流量を含む情報信号を、流量制御部４０へ出力する。

第三流量調節部２２ｃは、第三流量調節弁２４ｃと、第三流量計２６ｃを備えており、雰囲気ガスの流量が、第一流量調節部２２ａ及び第二流量調節部２２ｂよりも少なくなっている。すなわち、第三流量調節部２２ｃは、第一流量調節部２２ａ、第二流量調節部２２ｂ及び第三流量調節部２２ｃの中では、雰囲気ガスの流量が最小となっている。
第三流量調節弁２４ｃは、第一流量調節弁２４ａと同様、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて開閉度合い（開度）が変化する弁であり、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を変化可能に形成されている。

また、第三流量調節弁２４ｃは、第二流量調節弁２４ｂよりも、雰囲気ガスの流量を調節可能な範囲が小さくなるように形成されている。
本実施形態では、一例として、第三流量調節弁２４ｃを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２．４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成した場合を説明する。

第三流量計２６ｃは、第三流量調節弁２４ｃよりも、雰囲気ガスの供給経路で下流側に配置されており、第三流量調節弁２４ｃから供給される雰囲気ガスの流量を測定し、この測定した雰囲気ガスの流量を含む情報信号を、流量制御部４０へ出力する。
以上により、本実施形態では、雰囲気ガス供給部２０全体によって、大きな流量比（１／１０００＝２．４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］／２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］）の制御を行うことが可能となっている。

また、雰囲気ガス供給部２０（第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ、第三流量調節弁２４ｃ）により変化する雰囲気ガスの流量は、冷却塔１２からコイル材Ｃの内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量である。
以上により、複数の流量調節弁２４（第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ、第三流量調節弁２４ｃ）は、それぞれ、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が異なり、且つ上述した循環経路上へ並列に配置されている。
雰囲気ガスバルブスタンド３０は、冷却塔１２と雰囲気ガス供給部２０との間において、雰囲気ガス投入用配管４４と連通している。すなわち、雰囲気ガスバルブスタンド３０は、雰囲気ガス供給部２０から冷却塔１２への雰囲気ガスの供給経路に連通している。

また、雰囲気ガスバルブスタンド３０は、雰囲気ガスの貯蔵部（図示せず）と、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて開閉するスタンド用弁（図示せず）を有しており、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて、貯蔵している雰囲気ガスを雰囲気ガス投入用配管４４へ供給する。なお、雰囲気ガスの貯蔵部は、例えば、図外の供給設備と連結されている。すなわち、雰囲気ガスバルブスタンド３０は、雰囲気ガスを、循環経路の外部から導入可能に形成されている。

本実施形態では、一例として、雰囲気ガスバルブスタンド３０を、雰囲気ガス投入用配管４４へ供給する雰囲気ガスの供給量が、一定値である４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように形成した場合を説明する。
循環ファン３２は、雰囲気ガス供給部２０よりも、上述した循環経路上で上流側に配置されており、雰囲気ガスを、雰囲気ガス投入用配管４４、具体的には、雰囲気ガス供給部２０へ送風する送風機であり、モータの駆動により動作する。

すなわち、循環ファン３２は、コイル材Ｃの内径面へ吹き付けて炉内から排気された雰囲気ガスを、循環経路上で循環させる。
ガスクーラー３４は、雰囲気ガス排気用配管４６を介して、インナーケース２の内部空間と連通しており、インナーケース２の内部空間から排気された雰囲気ガスを冷却する。ガスクーラー３４で冷却された雰囲気ガスは、循環ファン３２により雰囲気ガス供給部２０へ送風される。
雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６は、雰囲気ガス排気用配管４６のうち、インナーケース２の内部空間とガスクーラー３４との間と外気との間に配置されている。

また、雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６は、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて開閉度合い（開度）が変化する弁であり、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガス排気用配管４６内の雰囲気ガスを、上述した循環経路の外部へ放散させる放散量を変化可能に形成されている。なお、雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６は、通常時には閉じている。
流量制御部４０は、例えば、コンピュータ等を用いて形成されており、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの流量と、雰囲気ガスバルブスタンド３０の流量を、個別に制御可能である。

また、流量制御部４０は、上述した循環経路における、雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ、第三流量調節弁２４ｃ、スタンド用弁、雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６の開度を演算し、これらの演算した開度を含む指令信号を、それぞれの弁・バルブへ出力する。すなわち、流量制御部４０は、循環経路における、雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ、第三流量調節弁２４ｃ、雰囲気ガスバルブスタンド３０の流量を、個別に制御する。これにより、流量制御部４０は、雰囲気ガス投入用配管４４、インナーケース２の内部空間、雰囲気ガス排気用配管４６により形成される循環経路を循環する、雰囲気ガスの循環流量を制御する。

ここで、循環経路における、雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量は、コイル材Ｃを冷却する冷却パターン（コイル材Ｃの温度と冷却時間との関係）に基づいて予め設定し、流量制御部４０に記憶させておく。また、冷却パターンは、コイル材Ｃの形状に応じて、予め設定し、流量制御部４０に記憶させておく。
本実施形態では、一例として、冷却パターンを、図２中に示すように、冷却開始時に９００［℃］程度であるコイル材Ｃの温度が、冷却開始から１００時間後には２５０［℃］程度まで低下するように、コイル材Ｃを冷却するパターンとした場合を説明する。なお、図２は、コイル材Ｃの冷却パターンを示す図であり、縦軸にコイル材Ｃの温度（図中では、「温度［℃］」と記載する）を示し、横軸に冷却開始からの経過時間（図中では、「時間［ｈ］」と記載する）を示している。

（流量制御部４０が行う循環流量の制御）
以下、図１及び図２を参照しつつ、図３から図６を用いて、流量制御部４０が行う循環流量の制御について説明する。
流量制御部４０は、循環流量を制御する際に、予め設定した冷却パターンに応じて、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号を、それぞれ、冷却開始からの経過時間に応じて演算する。

第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号の演算は、上述した循環経路（雰囲気ガス投入用配管４４、インナーケース２の内部空間、雰囲気ガス排気用配管４６）を循環する雰囲気ガスの供給量が、図３中に示す量となるように行う。
なお、図３は、循環経路を循環する雰囲気ガスの流量と冷却時間との関係を示す図であり、縦軸に循環経路を循環する雰囲気ガスの流量（図中では、「循環ガス流量［Ｎｍ^３／ｈｒ．］」と記載する）を示し、横軸に冷却開始からの経過時間（図中では、「時間［ｈ］」と記載する）を示している。
循環経路を循環する雰囲気ガスの流量は、例えば、第一流量計２６ａ、第二流量計２６ｂ及び第三流量計２６ｃが出力した情報信号に基づいて算出する。

図３中に示すように、コイル材Ｃを冷却する際には、図２中に示す冷却パターンに応じ、冷却開始から約２時間が経過した時点において、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量を、２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加させる。
ここで、流量制御部４０は、冷却開始から約２時間が経過するまでの間において、図４中に示すように、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が、時間の経過につれて増加するように、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号を演算する。

なお、図４は、図３中に円ＩＶで囲んだ範囲の拡大図であり、図３と同様、循環経路を循環する雰囲気ガスの流量と冷却時間との関係を示す図である。また、図４中では、図３中と同様、縦軸に循環経路を循環する雰囲気ガスの流量（図中では、「循環ガス流量［Ｎｍ^３／ｈｒ．］」と記載する）を示し、横軸に冷却開始からの経過時間（図中では、「時間［ｈ］」と記載する）を示している。

また、流量制御部４０は、冷却開始から約２時間が経過するまでの間において、特に、冷却開始から約１２分が経過するまでの冷却初期段階では、図５中に示すように、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が、時間の経過につれて徐々に増加するように、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号を演算する。

また、図５は、図４中に円Ｖで囲んだ範囲の拡大図であり、図３及び図４と同様、循環経路を循環する雰囲気ガスの流量と冷却時間との関係を示す図である。また、図５中では、図３及び図４中と同様、縦軸に循環経路を循環する雰囲気ガスの流量（図中では、「循環ガス流量［Ｎｍ^３／ｈｒ．］」と記載する）を示し、横軸に冷却開始からの経過時間（図中では、「時間［ｈ］」と記載する）を示している。

以下、コイル材Ｃの冷却開始時及び冷却初期段階における、指令信号の演算について説明する。
具体的には、流量制御部４０は、図５中に示すように、コイル材Ｃの冷却開始時には、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように、指令信号を演算する。
さらに、流量制御部４０は、図５中に示すように、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する。

ここで、本実施形態では、雰囲気ガスバルブスタンド３０を、雰囲気ガス投入用配管４４へ供給する雰囲気ガスの供給量が、一定値である４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように形成している。
これに加え、本実施形態では、第三流量調節弁２４ｃを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２．４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成している。
このため、流量制御部４０は、冷却開始時には、スタンド用弁を開放状態とする指令信号と、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの開度を「０」とする指令信号を演算する。

さらに、流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、第三流量調節弁２４ｃの開度度合い（開度）を変化させる指令信号を演算する。
この場合、流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間で、第三流量調節弁２４ｃから供給される雰囲気ガスが、時間の経過とともに、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、第三流量調節弁２４ｃの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。
これに加え、流量制御部４０は、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度を「０」とする指令信号と、スタンド用弁を開放状態に維持する指令信号を演算する。

次に、冷却初期段階に続き、冷却開始から約２時間が経過するまでの間における、指令信号の演算について説明する。
具体的には、流量制御部４０は、図４中に示すように、冷却初期段階が終了（コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過）した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する。

ここで、本実施形態では、第二流量調節弁２４ｂを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成している。
これに加え、本実施形態では、第一流量調節弁２４ａを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成している。

このため、流量制御部４０は、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの開度度合い（開度）を変化させる指令信号を演算する。

この場合、流量制御部４０は、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間で、雰囲気ガス供給部２０から供給される雰囲気ガスが、時間の経過とともに、２０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。
これに加え、流量制御部４０は、スタンド用弁を開放状態に維持する指令信号を演算する。

以上により、本実施形態では、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４へ雰囲気ガスを供給する供給量を、一例として、図６中に示すように、一定値である４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］とした場合を説明する。なお、図６は、単位時間当たりに雰囲気ガスバルブスタンド３０から供給する雰囲気ガスの供給量を示す図であり、縦軸に雰囲気ガスの供給量（図中では、「雰囲気ガス投入量［Ｎｍ^３／ｈｒ．］」と記載する）を示し、横軸に経過時間（図中では、「時間［ｈ］」と記載する）を示している。

また、流量制御部４０は、上述した循環流量の制御に加え、圧力計１４が測定したインナーケース２の内部空間の気圧が、予め設定した炉圧閾値を超えている場合は、通常時には閉じている雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６に対し、その開閉度合いを増加させる指令信号を出力する。これにより、雰囲気ガス排気用配管４６内の雰囲気ガスを、循環経路の外部へ放散させて、インナーケース２の内部空間の気圧を低下させ、炉圧閾値以下の圧力とする。
なお、炉圧閾値は、例えば、コイル材Ｃの冷却パターン、インナーケース２の強度、ガスシール１０のシール性能等に応じて設定し、予め、流量制御部４０に記憶させておく。

（動作・作用等）
以下、図１から図６を参照して、上記の構成を備えた焼鈍炉の冷却装置１が行う動作・作用等について説明する。
本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１を用いて、コイル材Ｃを冷却する際には、まず、コイル材受け金物６上へ、冷却塔１２がコイル材Ｃの空隙部内に挿入された状態となるように、コイル材Ｃを載置する。そして、コイル材Ｃを載置したコイル材受け金物６にインナーケース２及び焼鈍炉ベル４を被せるとともに、ガスシール１０により、インナーケース２の内部空間を焼鈍炉ベル４側の外気から遮断して、コイル材Ｃ、インナーケース２及び焼鈍炉ベル４の設置を終了する。

上記のように、コイル材Ｃ、インナーケース２及び焼鈍炉ベル４の設置を終了した後、コイル材Ｃの冷却開始時において、循環ファン３２及びガスクーラー３４を作動させ、さらに、流量制御部４０が、上述した循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように、指令信号を演算する。
ここで、流量制御部４０は、スタンド用弁を開放状態とする指令信号と、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの開度を「０」とする指令信号を演算する。そして、流量制御部４０は、演算した指令信号を、スタンド用弁、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ、それぞれ、出力する。
指令信号の入力を受けたスタンド用弁は、開放状態となり、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４へ、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の雰囲気ガスを供給する。

また、指令信号の入力を受けた第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃは、それぞれ、閉鎖状態を維持し、雰囲気ガスの流量を、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］に維持する。
したがって、コイル材Ｃの冷却開始時には、冷却塔１２が有する複数の開口部から、流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の雰囲気ガスが、コイル材Ｃの内径面に吹き付けられ（衝風され）、コイル材Ｃの冷却が開始される。

コイル材Ｃの冷却を開始した後、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間においては、循環ファン３２及びガスクーラー３４の作動を継続させるとともに、流量制御部４０が、上述した循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する。

ここで、流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間で、第三流量調節弁２４ｃから供給される雰囲気ガスが、時間の経過とともに、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、第三流量調節弁２４ｃの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。これに加え、流量制御部４０は、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度を「０」とする指令信号と、スタンド用弁を開放状態に維持する指令信号を演算する。

そして、流量制御部４０は、演算した指令信号を、スタンド用弁、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ、それぞれ、出力する。
指令信号の入力を受けたスタンド用弁は開放状態を維持し、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の雰囲気ガスの供給を継続する。
これに加え、指令信号の入力を受けた第三流量調節弁２４ｃは、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間で、時間の経過とともに、雰囲気ガスの流量が０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、開度度合いを変化させる。

また、指令信号の入力を受けた第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂは、それぞれ、閉鎖状態を維持し、雰囲気ガスの流量を、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］に維持する。
したがって、本実施形態では、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間には、冷却塔１２が有する複数の開口部から、時間の経過とともに、流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで徐々に増加する雰囲気ガスが、コイル材Ｃの内径面に吹き付けられて、コイル材Ｃが、時間の経過につれて徐々に冷却されることとなる。
このため、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間である冷却初期段階では、コイル材Ｃの緩冷却を行うこととなり、コイル材Ｃへ加わる熱衝撃を減少させて、コイル材Ｃに発生する品質不良を抑制することが可能となる。

これに加え、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間である冷却初期段階では、冷却塔１２からインナーケース２の内部空間へ供給する雰囲気ガスの流量を、時間の経過とともに徐々に増加させることとなり、急激な炉圧変動を抑制して、インナーケース２の内部空間への、外気の侵入を防止することが可能となる。
冷却初期段階が終了した後、冷却初期段階に続いて、冷却開始から約２時間が経過するまでの間においては、循環ファン３２及びガスクーラー３４の作動を継続させるとともに、流量制御部４０が、上述した循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する。

ここで、流量制御部４０は、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間に、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃから供給される雰囲気ガスが、時間の経過とともに、２０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２３９６［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。これに加え、スタンド用弁を開放状態に維持する指令信号を演算する。
この場合、流量制御部４０は、第三流量調節弁２４ｃ、第二流量調節弁２４ｂ、第一流量調節弁２４ａの順番、すなわち、雰囲気ガスの流量が小さい流量調節弁から大きい流量調節弁の順番で、時間の経過とともに、雰囲気ガスの流量を増加させる指令信号を演算する。

そして、流量制御部４０は、演算した指令信号を、スタンド用弁、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃへ、それぞれ、出力する。
指令信号の入力を受けたスタンド用弁は開放状態を維持し、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の雰囲気ガスの供給を継続する。
これに加え、指令信号の入力を受けた第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃは、それぞれ、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間で、時間の経過とともに、雰囲気ガスの流量が２０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２３９６［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、開度度合いを変化させる。

したがって、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間には、冷却塔１２が有する複数の開口部から、時間の経過とともに、流量が２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加する雰囲気ガスが、コイル材Ｃの内径面に吹き付けられて、コイル材Ｃが時間の経過につれて冷却されることとなる。
なお、冷却塔１２からインナーケース２の内部空間へ供給され、コイル材Ｃを冷却して昇温した雰囲気ガスは、インナーケース２の内部空間から、雰囲気ガス排気用配管４６を介してガスクーラー３４へ移動する。そして、ガスクーラー３４へ移動した雰囲気ガスは、ガスクーラー３４において冷却された後、循環ファン３２により雰囲気ガス供給部２０へ送風されて、上述した循環経路を循環する。

（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１では、流量制御部４０が、循環経路における、予め設定した雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲がそれぞれ異なり、循環経路上へ並列に配置した第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃの流量を、個別に制御する。
このため、流量制御部４０が雰囲気ガスの流量を制御可能な範囲が、第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ及び第三流量調節弁２４ｃでそれぞれ異なる、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲となり、流量比の大きな雰囲気ガスの流量制御が可能となる。
その結果、コイル材Ｃの焼鈍において、冷却効率の悪化を抑制することが可能となる。

（２）本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１では、流量制御部４０が、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が最小である第三流量調節弁２４ｃの流量を増加させた後に、第三流量調節弁２４ｃよりも単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が大きい第二流量調節弁２４ｂの流量を増加させる。その後、第二流量調節弁２４ｂよりも単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が大きい第一流量調節弁２４ａの流量を増加させる。
このため、上述した冷却初期段階において、コイル材Ｃの緩冷却を行うこととなり、コイル材Ｃへ加わる熱衝撃を減少させて、コイル材Ｃに発生する品質不良を抑制することが可能となる。
その結果、コイル材Ｃの焼鈍において、冷却効率の悪化を抑制することが可能となるとともに、コイル材Ｃの形状変化を防止して、コイル材Ｃの品質不良を抑制することが可能となる。

（変形例）
以下、本実施形態の変形例を記載する。
（１）本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１では、雰囲気ガス供給部２０の構成を、第一流量調節部２２ａと、第二流量調節部２２ｂと、第三流量調節部２２ｃを備えた構成として、三個の流量調節弁２４を備えた構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、雰囲気ガス供給部２０の構成を、二個の流量調節弁２４を備えた構成としてもよく、四個以上の流量調節弁２４を備えた構成としてもよい。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図６を参照しつつ、図７を用いて、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置の構成を説明する。
図７は、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１の概略構成を示す図である。なお、以下の説明では、上述した上述した第一実施形態の焼鈍炉の冷却装置１と同様の構成については、記載を省略する場合がある。

本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１は、雰囲気ガス供給部２０と、雰囲気ガスバルブスタンド３０と、流量制御部４０の構成を除き、上述した第一実施形態と同様である。このため、以降の説明では、雰囲気ガス供給部２０、雰囲気ガスバルブスタンド３０及び流量制御部４０の構成以外について、記載を省略する場合がある。
本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１が備える雰囲気ガス供給部２０は、第一流量調節部２２ａと、第二流量調節部２２ｂを備えている。すなわち、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１が備える雰囲気ガス供給部２０は、上述した第一実施形態と異なり、第三流量調節部２２ｃを備えておらず、二つの流量調節部を備えている。

また、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１が備える雰囲気ガスバルブスタンド３０は、スタンド用弁の構成が、以下の点で、上述した第一実施形態と異なっている。
すなわち、スタンド用弁は、流量制御部４０が出力した指令信号に応じて開閉度合い（開度）が変化する弁であり、その開閉度合いに応じて、貯蔵している雰囲気ガスの雰囲気ガス投入用配管４４への供給量を変化可能に形成されている。

本実施形態では、一例として、雰囲気ガスバルブスタンド３０を、スタンド用弁の開閉度合いに応じて、貯蔵している雰囲気ガスの雰囲気ガス投入用配管４４への供給量を、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２．４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成した場合を説明する。
すなわち、雰囲気ガスバルブスタンド３０により変化する雰囲気ガスの流量は、冷却塔１２からコイル材Ｃの内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量である。

ここで、本実施形態では、上述した第一実施形態と同様、第一流量調節弁２４ａを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成し、第二流量調節弁２４ｂを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成する。
したがって、雰囲気ガスバルブスタンド３０が、単位時間当たりの流量を変化可能な範囲は、複数の流量調節弁２４（第一流量調節弁２４ａ、第二流量調節弁２４ｂ）が単位時間当たりの流量を変化可能な範囲よりも小さくなっている。
また、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１が備える流量制御部４０は、循環流量の制御として、上述した第一実施形態と異なる制御を行う。

（流量制御部４０が行う循環流量の制御）
以下、図１から図７を参照して、本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１が備える流量制御部４０が行う循環流量の制御について説明する。
本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１が備える流量制御部４０は、循環流量を制御する際に、予め設定した冷却パターン（図２参照）に応じて、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号を、それぞれ、冷却開始からの経過時間に応じて演算する。

第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号の演算は、上述した循環経路を循環する雰囲気ガスの供給量（図３参照）に基づいて行う。
ここで、流量制御部４０は、冷却開始から約２時間が経過するまでの間において、特に、冷却開始から約１２分が経過するまでの冷却初期段階では、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が、時間の経過につれて徐々に増加するように、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂへ出力する指令信号と、スタンド用弁へ出力する指令信号を演算する（図５参照）。

以下、コイル材Ｃの冷却開始時及び冷却初期段階における、指令信号の演算について説明する。
流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始時には、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように、指令信号を演算する。
ここで、本実施形態では、雰囲気ガスバルブスタンド３０を、スタンド用弁の開閉度合いに応じて、貯蔵している雰囲気ガスの雰囲気ガス投入用配管４４への供給量を、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２．４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成している。
このため、流量制御部４０は、冷却開始時には、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への雰囲気ガスの供給量が、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように、スタンド用弁の開度度合いを変化させる指令信号を演算する。

これに加え、流量制御部４０は、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度を「０」とする指令信号を演算する。
さらに、流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する。

この場合、流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間で、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への雰囲気ガスの供給量が、時間の経過とともに、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、スタンド用弁の開度度合いを変化させる指令信号を演算する。
これに加え、流量制御部４０は、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度を「０」とする指令信号を演算する。

次に、冷却初期段階に続き、冷却開始から約２時間が経過するまでの間における、指令信号の演算について説明する。
冷却初期段階が終了した後、流量制御部４０は、冷却開始から約２時間が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する（図４参照）。

本実施形態では、上述した第一実施形態と同様、第二流量調節弁２４ｂを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成し、第一流量調節弁２４ａを、その開閉度合いに応じて、雰囲気ガスの流量を、２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］〜２４０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の間で変化可能に形成している。
このため、流量制御部４０は、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間に、循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４００［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。

この場合、流量制御部４０は、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間で、雰囲気ガス供給部２０から供給される雰囲気ガスが、時間の経過とともに、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２３７６［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。
これに加え、流量制御部４０は、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への雰囲気ガスの供給量が、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］に維持されるように、スタンド用弁の開度度合いを維持する指令信号を演算する。

また、流量制御部４０は、上述した第一実施形態と同様、循環流量の制御に加え、圧力計１４が測定したインナーケース２の内部空間の気圧が、予め設定した炉圧閾値を超えている場合は、通常時には閉じている雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６に対し、その開閉度合いを増加させる指令信号を出力する。これにより、雰囲気ガス排気用配管４６内の雰囲気ガスを循環経路の外部へ放散させて、インナーケース２の内部空間の気圧を低下させ、炉圧閾値以下の圧力とする。

したがって、本実施形態の流量制御部４０は、コイル材Ｃの焼鈍時において、雰囲気ガスバルブスタンド３０の流量を制御した後に、複数の流量調節弁２４のうち、単位時間当たりの流量が小さい第二流量調節弁２４ｂから、コイル材Ｃの内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御する。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。

（動作・作用等）
以下、図１から図７を参照して、上記の構成を備えた焼鈍炉の冷却装置１が行う動作・作用等について説明する。なお、以降の説明では、上述した第一実施形態と同様の内容については、記載を省略する場合がある。
本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１を用いて、コイル材Ｃを冷却する際には、まず、上述した第一実施形態と同様の手順により、コイル材Ｃ、インナーケース２及び焼鈍炉ベル４の設置を終了した後、コイル材Ｃの冷却開始時において、循環ファン３２及びガスクーラー３４を作動させ、さらに、流量制御部４０が、上述した循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように、指令信号を演算する。

ここで、流量制御部４０は、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への雰囲気ガスの供給量が、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］となるように、スタンド用弁の開度度合いを変化させる指令信号と、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度を「０」とする指令信号を演算する。そして、流量制御部４０は、演算した指令信号を、スタンド用弁、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂへ、それぞれ、出力する。
指令信号の入力を受けたスタンド用弁は、開度度合いを変化させて、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４へ、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の雰囲気ガスを供給する。

また、指令信号の入力を受けた第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂは、それぞれ、閉鎖状態を維持し、雰囲気ガスの流量を、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］に維持する。
コイル材Ｃの冷却を開始した後、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間においては、循環ファン３２及びガスクーラー３４の作動を継続させるとともに、流量制御部４０が、上述した循環経路を循環する雰囲気ガスの循環流量が４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで、時間の経過とともに増加するように、指令信号を演算する。

ここで、流量制御部４０は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間で、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４へ供給する雰囲気ガスが、時間の経過とともに、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、スタンド用弁の開度度合いを変化させる指令信号を演算する。これに加え、流量制御部４０は、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度を「０」とする指令信号を演算する。

そして、流量制御部４０は、演算した指令信号を、スタンド用弁、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂへ、それぞれ、出力する。
指令信号の入力を受けたスタンド用弁は、コイル材Ｃの冷却開始から約０．２時間（約１２分）が経過するまでの間で、時間の経過とともに、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への供給量が、４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、開度度合いを変化させる。

また、指令信号の入力を受けた第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂは、それぞれ、閉鎖状態を維持し、雰囲気ガスの流量を、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］に維持する。
したがって、本実施形態では、第一実施形態と異なり、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの閉鎖状態を維持するとともに、スタンド用弁の開度度合いを制御することにより、冷却初期段階においてコイル材Ｃの緩冷却を行う。これにより、コイル材Ｃへ加わる熱衝撃を減少させて、コイル材Ｃに発生する品質不良を抑制することが可能となるとともに、急激な炉圧変動を抑制して、インナーケース２の内部空間への、外気の侵入を防止することが可能となる。

冷却初期段階が終了した後、冷却初期段階に続いて、冷却開始から約２時間が経過するまでの間において、流量制御部４０は、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂから供給される雰囲気ガスが、時間の経過とともに、０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２３７６［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂの開度度合いを変化させる指令信号を演算する。これに加え、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への雰囲気ガスの供給量が、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］に維持されるように、スタンド用弁の開度度合いを維持する指令信号を演算する。

この場合、流量制御部４０は、第二流量調節弁２４ｂ、第一流量調節弁２４ａの順番で、時間の経過とともに、雰囲気ガスの流量を増加させる指令信号を演算する。
そして、流量制御部４０は、演算した指令信号を、スタンド用弁、第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂへ、それぞれ、出力する。
指令信号の入力を受けたスタンド用弁は、雰囲気ガスバルブスタンド３０から雰囲気ガス投入用配管４４への、２４［Ｎｍ^３／ｈｒ．］の雰囲気ガスの供給を継続する。

これに加え、指令信号の入力を受けた第一流量調節弁２４ａ及び第二流量調節弁２４ｂは、それぞれ、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間で、時間の経過とともに、雰囲気ガスの流量が０［Ｎｍ^３／ｈｒ．］から２３７６［Ｎｍ^３／ｈｒ．］まで増加するように、開度度合いを変化させる。
したがって、冷却初期段階が終了した後、冷却開始から約２時間が経過するまでの間では、コイル材Ｃが時間の経過につれて冷却されることとなる。
その他の動作・作用等は、上述した第一実施形態と同様である。

（第二実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１では、流量制御部４０が、コイル材Ｃの焼鈍時において、雰囲気ガスバルブスタンド３０の流量を制御した後に、複数の流量調節弁２４のうち、単位時間当たりの流量が小さい第二流量調節弁２４ｂから、コイル材Ｃの内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御する。

このため、雰囲気ガスバルブスタンド３０を、複数の流量調節弁２４のうち、単位時間当たりの流量が最小の流量調節弁２４、すなわち、上述した第一実施形態における第三流量調節弁２４ｃの代わりとして用いることが可能となる。
その結果、複数の流量調節弁２４の個数を一つ減らしても、複数の流量調節弁２４の個数を一つ減らさない場合と同様に、コイル材Ｃの焼鈍を行うことが可能となるため、焼鈍炉の冷却装置１の設置費用等を低下させることが可能となる。

（２）本実施形態の焼鈍炉の冷却装置１では、圧力計１４が測定した炉圧が、予め設定した炉圧閾値を超えていると判定すると、流量制御部４０が、圧力計１４が測定した炉圧が炉圧閾値以下となるように、雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６の開閉度合いを制御して、炉内の雰囲気ガスを、循環経路の外部へ放散させる。
このため、コイル材Ｃの焼鈍時に、冷却能力を優先させて雰囲気ガスの流量を制御した結果、炉圧が炉圧閾値を超えている場合であっても、雰囲気ガス放散量調整用バルブ３６の開閉度合いを制御して、炉内の雰囲気ガスを循環経路の外部へ放散させることが可能となる。
その結果、炉圧を適正値に制御して、コイル材Ｃの焼鈍を円滑に行うことが可能となるとともに、焼鈍炉の冷却装置１の損傷を抑制することが可能となる。

１ 焼鈍炉の冷却装置
２ インナーケース
４ 焼鈍炉ベル
６ コイル材受け金物
８ 炉床レンガ
１０ ガスシール
１２ 冷却塔
１４ 圧力計
２０ 雰囲気ガス供給部
２２ａ 第一流量調節部
２２ｂ 第二流量調節部
２２ｃ 第三流量調節部
２４ａ 第一流量調節弁
２４ｂ 第二流量調節弁
２４ｃ 第三流量調節弁
２６ａ 第一流量計
２６ｂ 第二流量計
２６ｃ 第三流量計
３０ 雰囲気ガスバルブスタンド
３２ 循環ファン
３４ ガスクーラー
３６ 雰囲気ガス放散量調整用バルブ
４０ 流量制御部
４２ フレーム
４４ 雰囲気ガス投入用配管
４６ 雰囲気ガス排気用配管
４８ 圧力測定口
５０ 雰囲気ガス投入口
Ｃ コイル材
Ｆ 床面
Ｂ ベル型焼鈍炉

Claims (3)

1. 炉内に配置された円筒形状のコイル材を焼鈍する焼鈍炉の冷却装置であって、
   前記コイル材の内周側へ配置されてコイル材の内径面へ雰囲気ガスを吹き付ける冷却塔と、
   前記炉内と連通する雰囲気ガス投入用配管及び雰囲気ガス排気用配管を有する循環経路上に配置され、前記コイル材の内径面へ吹き付けて前記炉内から排気された雰囲気ガスを前記循環経路上で循環させる循環ファンと、
   前記循環ファンから送風された雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化させて、前記冷却塔から前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化可能な複数の流量調節弁と、
   前記複数の流量調節弁の流量を個別に制御可能な流量制御部と、を備え、
   前記複数の流量調節弁は、それぞれ、前記単位時間当たりの流量を変化可能な範囲が異なり、且つ前記循環経路上へ並列に配置され、
   前記流量制御部は、前記循環経路における予め設定した前記雰囲気ガスの単位時間当たりの循環流量に応じて、前記複数の流量調節弁の流量を個別に制御することを特徴とする焼鈍炉の冷却装置。
2. 前記循環経路の外部から導入した雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化させて、前記冷却塔から前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を変化可能な雰囲気ガスバルブスタンドを備え、
   前記流量制御部は、前記複数の流量調節弁の流量と、前記雰囲気ガスバルブスタンドの流量と、を個別に制御可能であり、
   前記雰囲気ガスバルブスタンドが前記単位時間当たりの流量を変化可能な範囲は、前記複数の流量調節弁が前記単位時間当たりの流量を変化可能な範囲よりも小さく、
   前記流量制御部は、前記コイル材の焼鈍時において、前記雰囲気ガスバルブスタンドから前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御した後に、前記複数の流量調節弁のうち前記単位時間当たりの流量が小さい流量調節弁から、前記コイル材の内径面へ吹き付ける雰囲気ガスの単位時間当たりの流量を制御することを特徴とする請求項１に記載した焼鈍炉の冷却装置。
3. 前記炉内の気圧である炉圧を測定する圧力計と、
   前記炉内の雰囲気ガスを前記循環経路の外部へ放散可能な雰囲気ガス放散量調整用バルブと、を備え、
   前記流量制御部は、前記圧力計が測定した前記炉圧が予め設定した炉圧閾値を超えていると判定すると、前記圧力計が測定した前記炉圧が前記炉圧閾値以下となるように、前記雰囲気ガス放散量調整用バルブの開閉度合いを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載した焼鈍炉の冷却装置。

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