JP2875956B2 - 精錬炉の支持架構 - Google Patents

精錬炉の支持架構

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JP2875956B2 JP22927094A JP22927094A JP2875956B2 JP 2875956 B2 JP2875956 B2 JP 2875956B2 JP 22927094 A JP22927094 A JP 22927094A JP 22927094 A JP22927094 A JP 22927094A JP 2875956 B2 JP2875956 B2 JP 2875956B2
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邦彦 大塚
周治 佐伯
明彦 吉井
了治 筑後
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Nippon Steel Corp
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば製鋼用転炉等の
精錬炉における支持架構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば転炉では、溶融金属を攪拌する目
的で炉底より酸素ガスや不活性ガスが吹き込まれる。こ
の時、溶融金属のスロッシングや底吹きガスに起因して
発生する振動が転炉の支持架構と共振し約15〜20倍
に増幅され、振動数2〜10Hz、振幅0.05〜1m
mの低周波,小振幅の振動となり、地盤振動を発生させ
る。この場合の振動の方向は、図5(a)(b)に示す
ように、転炉本体1の両側壁に突設したトラニオン軸1
aの方向に顕著に表れ、トラニオン軸受け2及び軸受け
架台3を介して地盤でいわゆるロッキングを起こし、地
盤では上下方向の振動が顕著になる。
【0003】ところで、振動系に対する防振技術として
は、振動体全体をばね定数の小さい例えば空気ばねに
よって支持するものや、オイルダンパを用いて防振す
るものが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このうち、の空気ば
ねによって支持する方法は、防振対策技術としては非常
に有効ではあるが、転炉等の精錬炉のように大きな構造
物に適用することは現実的ではない。また、のオイル
ダンパは油の粘性抵抗を利用して振動を吸収するので、
振動の大きさに応じて振動減衰率も大きくなるため、上
記したような振動数や振幅が非常に小さい場合にはその
効果も小さく実用的ではない。
【0005】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、転炉のような大きな構造物によっ
て発生する低周波でかつ小振幅の振動を効果的に減衰で
きる支持架構を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の精錬炉の支持架構は、精錬炉を支持す
る架台における振動方向と直角方向の側面の少なくとも
一方に摩擦板を配置するとともに、この摩擦板の上下ど
ちらか一方を架台又は架台以外の固定部材に固定し、前
記固定した一つの箇所から摩擦板の長手方向に離れた他
の箇所を所定の締めつけ力で架台に押しつけたり、ま
た、前記摩擦板の長手方向に離れた少なくとも2箇所を
所定の締めつけ力で架台に押しつけたりしているのであ
る。
【0007】
【作用】本発明の精錬炉の支持架構は、精錬炉を支持す
る架台における振動方向と直角方向の側面の少なくとも
一方に摩擦板を配置するとともに、この摩擦板の上下ど
ちらか一方を架台又は架台以外の固定部材に固定し、前
記固定した一つの箇所から摩擦板の長手方向に離れた他
の箇所を所定の締めつけ力で架台に押しつけたり、ま
た、前記摩擦板の長手方向に離れた少なくとも2箇所を
所定の締めつけ力で架台に押しつけたりしているので、
精錬炉本体から伝わった振動により架台もトラニオン軸
の方向に振動し、架台に撓みδが生じる。そして、この
撓みδが下記数式1に示す臨界撓みδD 以上になると、
摩擦板と架台との接触面でずれが生じ、摩擦力Pが発生
する。そして、この摩擦力Pによって振動エネルギーを
吸収する。
【0008】
【数1】δD =4μH3Fs/3tFT(2H-L)A 但し、F:架台に作用する力 H:架台の高さ L:摩擦板の高さ Fs:押しつけ力 t:摩擦板の厚さ μ:動摩擦係数 A:架台の幅 T:架台の厚さ
【0009】
【実施例】以下、本発明の精錬炉の支持架構を図1〜図
4に示す実施例に基づいて説明する。図1は転炉に適用
した請求項1に対応する本発明の精錬炉の支持架構の1
実施例を示す図で、(a)は全体概略図、(b)は
(a)の要部詳細図、(c)は(b)の概念図、図2は
図1に示した支持架構に作用させたランダム加振力の
図、図3(a)は図2に示したランダム加振力を従来の
精錬炉の支持架構に作用させた場合の振動変位を示した
図、(b)は図2に示したランダム加振力を請求項1の
本発明の精錬炉の支持架構に作用させた場合の振動変位
を示した図、図4は請求項2に対応する本発明の精錬炉
の支持架構の1実施例を示す要部詳細図である。
【0010】図1において、11は精錬炉である例えば
転炉本体で、その両側壁にはトラニオン軸11aが突設
されている。12はこれらトラニオン軸11aを回転自
在に支持するトラニオン軸受けであり、これらトラニオ
ン軸受け12は軸受け架台13の上に載設固定されてい
る。
【0011】本発明の精錬炉の支持架構は、上記したよ
うな転炉本体11を支持する架構において、例えば前記
軸受け架台13の振動方向と直角方向の両側面に、それ
ぞれ隙間14を存して摩擦板15a・15bを配置し、
これら摩擦板15a・15bで軸受け架台13を挟持し
ているのである。そして、これら摩擦板15a・15b
の例えば下方は、ボルト16とナット17で軸受け架台
13に固定し、また、上方はナット17と摩擦板15a
・15bの間に例えば皿ばね18を介設し、所定の締め
つけ力で軸受け架台13に押しつけるようにしている。
【0012】なお、摩擦板15a・15bの上方固定部
分と軸受け架台13の側面との間には摩擦材19が、ま
た摩擦板15a・15bの下方固定部分と軸受け架台1
3の側面との間にはスペーサ20がそれぞれ介設されて
いる。また、軸受け架台13及び摩擦板15a・15b
の所定位置には、図示省略したが、前記ボルト16を貫
通するための孔が開設されているが、このうち、摩擦板
15a・15bの上方固定部分に開設した孔は軸受け架
台13と摩擦板15a・15bの撓み方向に沿うように
長孔となっている。
【0013】また、この実施例では、摩擦板15a・1
5bの下方を軸受け架台13に固定し、摩擦板15a・
15bの上方を軸受け架台13に押しつけるようにした
ものを示したが、摩擦板15a・15bの上方を軸受け
架台13に固定し、下方を軸受け架台13に押しつける
ようにしてもよい。
【0014】次に別の実施例について説明する。上記し
た図1に示す実施例では、摩擦板15a・15bの上方
又は下方を軸受け架台13に固定しているが、摩擦板1
5a・15bの固定場所を軸受け架台13以外、例えば
図1に示すように、軸受け架台13を固定している床面
21に固定し、軸受け架台13の上方は所定の締めつけ
力で押しつけるようにしてもよい。なお、摩擦板15a
・15bの固定場所は前記床面21に代えてトラニオン
軸受け12でもよいことは言うまでもない。
【0015】本発明の精錬炉の支持架構は、上記したよ
うな構成であり、転炉内の溶融金属のスロッシングや底
吹きガスが転炉の支持架構である軸受け架台13と共振
した場合には、図1(c)にFで示す力が軸受け架台1
3に作用し、軸受け架台13をδだけ撓ませる。このδ
だけ撓んだ瞬間では、撓んだ側の側面には圧縮力が、ま
たその反対側の側面には引っ張り力が生じることにな
る。
【0016】このように、軸受け架台13の両側面に伸
縮が生じる場合、本発明の精錬炉の支持架構では、これ
ら伸縮により摩擦材19と軸受け架台13との間ですべ
りによる摩擦が生じ、この摩擦によって軸受け架台13
の振動を減衰させることになる。すなわち、摩擦材19
と軸受け架台13との間の動摩擦係数をμとし、締めつ
け力(押しつけ力)をFsとすると、摩擦抵抗の大きさ
はμFsであるから、軸受け架台13の振動によるすべ
り量をXとすると、Q0 =μFsXのエネルギーが摩擦
によって消費されることになる。
【0017】この場合、前記Q0 のエネルギーは摩擦抵
抗μFsに基づく摩擦板15a・15bの伸縮x(=μ
FsL/EA,但し、E:ヤング率,A:摩擦板の断面
積,L:摩擦板の高さ)によって減少するとしても、Q
=μFs(X−x)=μFsδのエネルギーが消費さ
れ、これが減衰に寄与することになる。そして、本実施
例の場合には軸受け架台13の撓みに応じて引っ張り側
の側面の摩擦板15a(15b)がその伸びに抵抗し、
圧縮側の側面の摩擦板15b(15a)がその縮みに抵
抗するので、上記した2倍の減衰作用を奏することにな
る。
【0018】図1に示す構成の本発明の精錬炉の支持架
構(摩擦板の厚さ45mm、締めつけ力40トン)を1
60トン転炉に適用し、図2に示すようなランダム加振
力を作用させたところ、転炉本体のトラニオン軸方向の
振動変位は、図3(b)に示すような値となった。一
方、同じ転炉に本発明の支持架構を適用しなかった場合
には、図3(a)に示すような値となった。この結果、
本発明の精錬炉の支持架構を適用することで、精錬炉に
おいて発生する共振をおこさせる低周波で小振幅の振動
を1/2〜1/3程度に低減できることが判明した。
【0019】なお、前記実施例では摩擦板15a・15
bの一方を軸受け架台13又は別の部材に固定し、他方
の1箇所を軸受け架台13に押しつけるようにしたが、
押しつけ箇所は複数であってもよい。例えば、摩擦板1
5a・15bの中間部を軸受け架台13に固定し、両端
部を軸受け架台13に押しつけるようにしてもよい。こ
の実施例での軸受け架台13の振動の減衰力は、前記実
施例と同一の能力である。すなわち、軸受け架台13の
振動を減衰させるためのエネルギーQ0 はμFsXであ
り、摩擦抵抗の大きさμFsが同一であれば、軸受け架
台13の振動による伸び(縮み)Xを複数箇所で受け持
つことになり、トータルでは同じことになるからであ
る。この実施例では、圧縮時には摩擦板15a・15b
が座屈しにくいという利点がある。
【0020】次に、請求項2に対応する発明について説
明する。請求項2に対応する発明では摩擦板15a・1
5bを軸受け架台13又は別の部材に固定するのではな
く、図4に示すように、摩擦板15a・15bの長手方
向に離れた少なくとも2箇所を軸受け架台13に押しつ
けるようにしている。この請求項2に対応する発明で
も、軸受け架台13の振動による伸び(縮み)を複数箇
所で受け持つことになり、図1で示された実施例と同一
の振動の減衰力を有している。
【0021】なお、前記したそれぞれの実施例では2枚
の摩擦板で軸受け架台を挟持するようにしたものを示し
たが、減衰作用が本実施例の半分でもよいのであれば、
どちらか一側面にのみ摩擦板を配置したものでもよい。
また、本実施例では摩擦板を軸受け架台に締めつける手
段として皿ばねを示したが、コイルスプリングでもまた
弾性力のあるゴムを用いてもよい。また、本実施例では
動摩擦係数を一定に制御し易くするために、摩擦板と軸
受け架台との間に摩擦材を介設したものを示したが、摩
擦材は必ずしも必須ではない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の精錬炉の
支持架構は、精錬炉を支持する架台における振動方向と
直角方向の側面の少なくとも一方に摩擦板を配置すると
ともに、この摩擦板の上下どちらか一方を架台又は架台
以外の固定部材に固定し、前記固定した一つの箇所から
摩擦板の長手方向に離れた他の箇所を所定の締めつけ力
で架台に押しつけたり、また、前記摩擦板の長手方向に
離れた少なくとも2箇所を所定の締めつけ力で架台に押
しつけたりしているので、精錬炉本体から伝わった振動
により生じる撓みδが臨界撓みδD 以上になると摩擦板
と架台との接触面でずれが生じ、摩擦力が発生してこの
摩擦力によって振動エネルギーを吸収し、振動の大きさ
を1/2〜1/3程度に低減できる。また、本発明の精
錬炉の支持架構は、構造が簡単であるので、既設の精錬
炉にも容易に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】転炉に適用した請求項1に対応する本発明の精
錬炉の支持架構の1実施例を示す図で、(a)は全体概
略図、(b)は(a)の要部詳細図、(c)は(b)の
概念図である。
【図2】図1に示した支持架構に作用させたランダム加
振力の図である。
【図3】(a)は図2に示したランダム加振力を従来の
精錬炉の支持架構に作用させた場合の振動変移を示した
図、(b)は図2に示したランダム加振力を本発明の精
錬炉の支持架構に作用させた場合の振動変移を示した図
である。
【図4】請求項2に対応する本発明の精錬炉の支持架構
の1実施例を示す要部詳細図である。
【図5】(a)(b)は転炉において、溶融金属のスロ
ッシングや底吹きガスに起因して発生する地盤振動の説
明図である。
【符号の説明】 11 転炉本体 13 軸受け架台 15a 摩擦板 15b 摩擦板 16 ボルト 17 ナット 18 皿ばね
フロントページの続き (72)発明者 吉井 明彦 神奈川県平塚市夕陽ケ丘63番30号 住友 重機械工業株式会社 総合技術研究所内 (72)発明者 筑後 了治 愛媛県新居浜市惣開町5番2号 住友重 機械工業株式会社 新居浜製造所内 (56)参考文献 特公 平3−36990(JP,B2) 特公 昭56−11288(JP,B2) 特公 昭57−5998(JP,B2) 実公 昭59−8997(JP,Y2) 特公 昭49−20443(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 5/46 C21C 7/00 F16F 15/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 精錬炉を支持する架台における振動方向
    と直角方向の側面の少なくとも一方に摩擦板を配置する
    とともに、この摩擦板の上下どちらか一方を架台又は架
    台以外の固定部材に固定し、前記固定した一つの箇所か
    ら摩擦板の長手方向に離れた他の箇所を所定の締めつけ
    力で架台に押しつけたことを特徴とする精錬炉の支持架
    構。
  2. 【請求項2】 精錬炉を支持する架台における振動方向
    と直角方向の側面の少なくとも一方に摩擦板を配置する
    とともに、この摩擦板の長手方向に離れた少なくとも2
    箇所を所定の締めつけ力で架台に押しつけたことを特徴
    とする精錬炉の支持架構。
JP22927094A 1994-09-26 1994-09-26 精錬炉の支持架構 Expired - Lifetime JP2875956B2 (ja)

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