KR101251196B1 - 고로 설비, 고로 설비의 내진 성능 향상 방법 및 연결 제진 장치 - Google Patents

고로 설비, 고로 설비의 내진 성능 향상 방법 및 연결 제진 장치 Download PDF

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KR101251196B1
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신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
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Abstract

이 고로 설비는, 고로 본체와, 상기 고로 본체를 둘러싸는 노체 프레임과, 상기 고로 본체의 높이의 1/2 이상의 위치에 설치되고, 상기 고로 본체와 상기 노체 프레임 사이를 연결하는 연결 제진 장치를 포함한다.

Description

고로 설비, 고로 설비의 내진 성능 향상 방법 및 연결 제진 장치{BLAST FURNACE INSTALLATION, METHOD FOR IMPROVING EARTHQUAKE RESISTANCE OF A BLAST FURNACE INSTALLATION, AND LINKING VIBRATION CONTROL APPARATUS}
본 발명은, 내진 성능을 향상시킨 고로 설비, 고로 설비의 내진 성능 향상 방법 및 연결 제진 장치에 관한 것이다.
본원은, 2009년 1월 27일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2009-014903호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
제철소의 고로 설비는, 고로 본체의 주위에 원료 투입 설비 등을 지지하기 위한 노체 프레임이 배치된 구조를 갖는다. 종래의 고로 설비에 있어서는, 고로 본체에 노체 프레임을 강고하게 결합시킴으로써 고로 설비 전체의 내진 성능을 높이고 있었다. 그러나 노체 프레임의 높이는, 고로 본체의 높이의 약 2배의 높이이므로, 특히 노체 프레임 상부의 지진에 대한 응답(진폭)이 과대해져 버린다고 하는 문제점이 있었다.
따라서, 현재의 제철소에 있어서의 고로 설비에 있어서는, 고로 본체와 노체 프레임을 결합시키지 않는 구조, 이른바 프리 스탠드 형식이 취해져 있다. 프리 스탠드 형식에서는, 노체 프레임의 내진 성능을 향상시키기 위해, 노체 프레임 자신의 강성을 높이는 보강 공사가 행해진다. 그러나 노체 프레임의 구성 부재를 증설하고, 또한 기존의 각 부재의 보강을 필요로 하므로, 노체 프레임의 중량이 종래보다도 대폭으로 증가해 버린다. 그러나 기존의 고로 설비 기초(고로 본체 및 노체 프레임의 토대)가 지지할 수 있는 하중에는 한계가 있으므로, 노체 프레임의 대폭적인 중량 증가로 연결되는 내진 공사는, 곤란하다.
한편, 내진 성능 향상 기술로서는, 특허 문헌 1에는, 고유 주기가 다른 구조물끼리를 연결 제진 기구에 의해 연결하는 구조가 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 댐퍼를 사용한 소각 플랜트의 제진 가구(架構)가 개시되어 있다.
일본 특허 출원 공개 제2002-266517호 공보 일본 특허 제3277803호 공보
그러나 상기 특허 문헌 1, 2에 개시된 내진 성능 향상 기술은, 모두 고로 설비와 같은 고로와 가구가 일체로 된 높은 구조물을 대상으로 하고 있지 않다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 구조는, 구조물의 열변형에 관한 고려가 이루어져 있지 않으므로, 조업시에 열변형을 일으키는 고로 설비에는 적합하지 않다. 또한, 특허 문헌 2에 기재된 제진 구조는, 수평 방향(전후 좌우 방향)의 지진동(지진 입력)에 대한 내진 성능을 향상시키지만, 상하 방향의 지진동에 대해 효율적으로 제진 효과를 발휘할 수는 없다.
따라서, 본 발명은 제철소의 고로 설비에 있어서 모든 방향으로부터의 지진 입력에 대해 효율적으로 제진 효과를 발휘하는 연결 제진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 이 연결 제진 장치의 장착 방법의 고안에 의해, 열변형에 대응 가능하고, 효율적인 내진 성능을 갖는 고로 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 고로 설비이며, 고로 본체와, 상기 고로 본체를 둘러싸는 노체 프레임과, 상기 고로 본체의 높이의 1/2 이상의 위치에 설치되고, 상기 고로 본체와 상기 노체 프레임 사이를 연결하는 연결 제진 장치를 포함하고, 상기 연결 제진 장치는, 상기 고로 본체에 장착되는 고로 장착부와, 상기 노체 프레임에 장착되는 노체 프레임 장착부와, 상기 고로 장착부와 상기 노체 프레임 장착부 사이에 연결되는 신축 가능한 제진 기구를 포함하고, 상기 고로 장착부는, 상기 제진 기구가 연직 방향으로 이동 가능하게 상기 고로 본체에 장착된다.
(2) 상기 (1)에 기재된 고로 설비에서는, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 원주 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되어도 된다.
(3) 상기 (1)에 기재된 고로 설비에서는, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 반경 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되어도 된다.
삭제
(5) 고로 본체와, 상기 고로 본체를 둘러싸는 노체 프레임을 구비하는 고로 설비의 내진 성능 향상 방법이며, 상기 고로 본체와 상기 노체 프레임을 연결시키는 연결 제진 장치를 상기 고로 본체의 높이의 1/2 이상의 위치에 설치하고, 상기 연결 제진 장치는, 상기 고로 본체에 장착되는 고로 장착부와, 상기 노체 프레임에 장착되는 노체 프레임 장착부와, 상기 고로 장착부와 상기 노체 프레임 장착부 사이에 연결되는 신축 가능한 제진 기구를 포함하고, 상기 고로 장착부는, 상기 제진 기구가 연직 방향으로 이동 가능하게 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는 내진 성능 향상 방법.
(6) 상기 (5)에 기재된 내진 성능 향상 방법에서는, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 원주 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되어도 된다.
(7) 상기 (5)에 기재된 내진 성능 향상 방법에서는, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 반경 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되어도 된다.
(8) 연결 제진 장치이며, 고로 본체에 장착되는 고로 장착부와, 상기 고로 본체를 지지하는 노체 프레임에 장착되는 노체 프레임 장착부와, 상기 고로 장착부와 상기 노체 프레임 장착부 사이에 연결되는 신축 가능한 제진 기구를 포함하고, 상기 고로 장착부는, 상기 제진 기구가 연직 방향으로 이동 가능하게 상기 고로 본체에 장착된다.
본 발명에 따르면, 열변형에 대응 가능하고, 효율적인 내진 성능을 갖는 고로 설비와, 고로 설비에 있어서 모든 방향으로부터의 지진 입력에 대해 효율적으로 제진 효과를 발휘하는 연결 제진 장치를 제공할 수 있어, 고로 설비의 내진 성능의 향상이 도모된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고로 설비(1)의 개략 측면도이다.
도 2는 x-x면에서 절단한 도 1의 고로 설비(1)의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 개략도이다.
도 3b는 고로 본체(11)에 장착된 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다.
도 3c는 고로 본체(11)에 장착된 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 고로 장착부(21)의 측면도이다.
도 3d는 노체 프레임(12)에 장착된 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 노체 프레임 장착부(22)의 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 개략도이다.
도 4b는 볼 조인트(45)를 사용한 경우의 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다.
도 5는 연결 제진 장치(20)의 배치예를 도시하는 설명도이다.
도 6a는 도 5에 도시하는 바와 같이 고로 본체(11)와 노체 프레임(12) 사이에 장착된 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다.
도 6b는 연결 부재로서 볼 조인트를 사용한 경우의 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다.
도 7은 연결 제진 장치(20)의 배치예를 도시하는 설명도이다.
도 8은 연결 제진 장치(20)를 설치하는 위치를 도시한 고로 설비(1)의 개략도이다.
도 9는 실시예의 해석 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 현상의 고로 설비(1)를 개수한 경우에 있어서, 지진시에 고로 기초(10)에 가해지는 부담 하중의 상정치를 막대 그래프로 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 일례를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고로 설비(1)의 개략 측면도이다. 고로 설비(1)는, 설비 기초(10)의 상부에 설치된 대략 원기둥 형상의 고로 본체(11)와, 고로 본체(11)의 주위를 둘러싸는 노체 프레임(12)과 연결 제진 장치(20)를 구비한다. 노체 프레임(12)은, 고로 본체(11)에 원료를 공급하기 위한 원료 투입 설비 등을 지지하기 위해, 고로 본체(11)보다 높게 조립되어 있다. 또한, 노체 프레임(12)은, 노체 프레임 본체(12a)와 바닥보(floor beam)(12b)로 구성된다. 이 바닥보(12b)는, 작업 바닥(도시하지 않음)을 지지하고, 고로 본체(11)를 둘러싸도록 하여 복수의 높이에 설치되어 있다.
고로 본체(11)의 높이의 1/2 이상의 위치(높이)의 고로 본체(11)와 바닥보(12b) 사이에 형성된 간극에는, 고로 본체(11)와 노체 프레임(12)[바닥보(12b)]을 연결하는 연결 제진 장치(20)가 복수 설치되어 있다. 도 2는, x-x면에서 절단한 도 1의 고로 설비(1)의 단면도이다. 고로 본체(11)의 외주면과 바닥보(12b)의 내측면 사이의 간극에, 연결 제진 장치(20)가 설치되어 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서는, 후술하는 제진 기구(23)가 고로 본체(11)의 외주를 따라 원주 형상으로 배치되도록 10개의 연결 제진 장치(20)를 사용하고 있다. 또한, 도 2에 도시되는 예에서는, 연결 제진 장치(20)는, 10개소에 설치하였지만, 10개소에 한정되는 것은 아니다.
도 3a는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)를 도시하는 개략도이다. 도 3a에 도시하는 바와 같이, 연결 제진 장치(20)는, 고로 장착부(21)와, 노체 프레임 장착부(22)와, 신축 가능한 제진 기구(23)를 구비하고 있다. 이 제진 기구(23)는, 고로 장착부와 노체 프레임 장착부 사이에 연결되어 있다.
고로 장착부(21)는, 고로측 장착판(30)과 저마찰판(31)과 기초판(32)을 구비하는 3층의 구성이다. 저마찰판(31)은, 고로측 장착판(30)과 기초판(32) 사이에 배치되고, 기초판(32)에 장착되어 있다. 고로측 장착판(30)[고로 장착부(21)]은, 수평면 내에 있어서 제진 기구(23)가 회전할 수 있도록, 연결 부재인 핀 조인트(25)에 의해 제진 기구(23)의 일단부(제1 단부)와 접속되어 있다. 또한, 고로측 장착판(30)에는, 상하 방향(연직 방향)으로 신장되는 긴 구멍(35)이 형성되어 있다. 이 긴 구멍(35)에는, 기초판(32) 및 저마찰판(31)에 고정된 접합 볼트(36)가 삽입된다. 그로 인해, 고로측 장착판(30)은, 저마찰판(31)에 면 접촉하면서, 상하 방향(연직 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 고로 장착부(21)는, 고로측 장착판(30)과 저마찰판(31) 사이에서 분리 가능하다.
마찬가지로, 노체 프레임 장착부(22)는, 프레임측 장착판(40)과 프레임측 기초판(46)으로 구성된다. 이 프레임측 장착판(40)[노체 프레임 장착부(22)]은, 연결 부재인 핀 조인트(26)에 의해 제진 기구(23)의 타단부(제2 단부)와 접속되어 있다. 또한, 노체 프레임 장착부(22)는, 프레임측 장착판(40)과 프레임측 기초판(46) 사이에서 분리 가능하다. 프레임측 장착판(40)은, 접합 볼트(41)에 의해 프레임측 기초판(46)에 고정된다.
또한, 도 3b는, 도 2에 도시하는 바와 같이 고로 본체(11)와 노체 프레임(12) 사이에 장착된 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다. 또한, 도 3c는, 고로 본체(11)에 장착된 고로 장착부(21)의 측면도[고로 본체(11)의 원주 방향으로부터 본 도면]이다. 또한, 도 3d는, 노체 프레임(12)에 장착된 노체 프레임 장착부(22)의 측면도[고로 본체(11)의 원주 방향으로부터 본 도면]이다. 도 3b 및 도 3c에 도시하는 바와 같이, 기초판(32)[고로 장착부(21)]은, 지지 부재(33)에 의해 고로 본체(11)의 외주면에 고정된다. 마찬가지로, 도 3b 및 도 3d에 도시하는 바와 같이, 프레임측 기초판(46)[노체 프레임 장착부(22)]은, 프레임측 지지 부재(47)에 의해 바닥보(12b)[노체 프레임(12)]의 내측면에 장착된다. 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)가 상기에 나타내는 구성이므로, 고로 본체(11)의 외주면과 바닥보(12b)의 내측면 사이의 간극의 크기에 따라서, 고로 본체(11)와 바닥보(12b) 사이에 연결 제진 장치(20)를 용이하게 장착하는 것이 가능하다.
이 제진 기구(23)는, 고로 본체(11)와 노체 프레임(12) 사이의 진동 에너지를 흡수하는 역할을 한다. 그로 인해, 제진 기구(23)로서, 예를 들어 유압 댐퍼, 공기 댐퍼, 강제(鋼製) 이력 댐퍼, 점탄성 댐퍼 등의 신축 가능한 부재가 사용된다. 또한, 이하에서는, 이 제진 기구(23)의 신축 방향(L)을 기준으로 하여 연결 제진 장치(20)의 배치 방법을 설명한다. 예를 들어, 도 2에서는, 제진 기구(23)의 신축 방향(L)이 고로 본체(11)의 원주 방향과 거의 일치하도록 연결 제진 장치(20)가 배치되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 고로 설비(1)에 있어서, 지진 입력이 있었던 경우, 연결 제진 장치(20)의 효과에 의해 제진 효과가 얻어진다. 즉, 수평 방향의 지진 입력에 대해서는, 각 연결 제진 장치(20)에 설치된 제진 기구(23)가 신축된다. 이 제진 기구(23)에 의해, 고로 본체(11)와 노체 프레임(12) 사이의 수평 방향의 진동 에너지가 흡수되어, 수평 방향의 제진 효과가 발휘된다. 이 경우, 고로 본체(11)의 외주를 따라 원주 형상으로 복수의 제진 기구(23)가 설치되어 있으므로, 각 연결 제진 장치(20)의 제진 기구(23)에 의해, 수평면 내에 있어서의 모든 방향의 지진 입력을 흡수할 수 있다. 한편, 수직 방향의 지진 입력에 대해서는, 각 연결 제진 장치(20)의 고로 장착부(21)에 있어서, 고로측 장착판(30)이 저마찰판(31)에 면 접촉하면서 상하 방향으로 이동한다. 즉, 고로 장착부(21)는, 고로 본체(11)에 대해 제진 기구(23)가 상하 방향으로 이동 가능해지도록 장착되어 있다. 이 고로 장착부(21)와 제진 기구(23)에 의해, 고로 본체(11)와 노체 프레임(12) 사이의 수직 방향의 진동 에너지가 흡수되어, 수직 방향의 제진 효과가 얻어진다. 따라서, 지진 발생시에는, 고로 설비(1)[특히 노체 프레임(12)]에 발생하는 수평 및 수직 양방향의 변위가 복수의 연결 제진 장치(20)에 의해 흡수되어, 고로 설비(1)에 가해지는 지진력이 경감된다.
여기서, 고로측 장착판(30)은, 저마찰판(31)에 면 접촉하면서 상하 방향으로 이동한다. 그로 인해, 저마찰판(31)으로서, 예를 들어 테프론(등록 상표)판이나 SUS판 등을 사용하면, 고로측 장착판(30)과 저마찰판(31) 사이의 마찰 계수를 낮게 할 수 있어, 연결 제진 장치(20)의 손괴 등의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 고로 설비(1)의 조업시에는, 노 내의 열에 의해 고로 본체(11)에 100㎜ 정도의 열변형이 발생하는 경우가 있다. 그러나 연결 제진 장치(20)의 장착에 핀 조인트(25, 26)를 사용하고, 또한 고로측 장착판(30)과 고로 본체(11)의 외주면 사이에 열변형에 유연하게 대응할 수 있는 저마찰판(31)을 설치함으로써, 고로 설비(1)의 조업시에 있어서의 고로 본체(11)의 열변형에 의한 제진 기구(23)의 손상이 방지된다. 마찬가지로, 고로 설비(1)의 조업 정지시의 냉각에 수반되는 고로 본체(11)의 열변형에 의한 제진 기구(23)의 손상도 방지된다.
또한, 고로 설비(1)에 있어서는, 고로의 용량 증가나 조업 효율 개선을 위해, 적절하게 개조 공사가 행해진다. 본 발명의 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)를 사용함으로써 고로 설비(1)의 내진 성능이 향상되므로, 종래보다도 내진보강 공사의 규모가 축소되어, 공사 기간이나 공사 비용 등의 면에서 효율화가 도모된다. 또한, 내진 보강 공사시에 고로 설비 기초(10)에 가해지는 하중을 줄일 수 있으므로, 설비 기초(10)의 보강 등을 경감할 수 있다. 마찬가지로, 고로 신설 공사에 있어서도, 공사 기간이나 공사 비용 등의 면에서 효율화가 가능하다.
상기한 실시 형태에 있어서는, 제진 기구(23)와 고로 본체(11)의 연결 및 제진 기구(23)와 노체 프레임(12)의 연결에는, 각각 핀 조인트(25) 및 핀 조인트(26)를 사용하고 있다. 그러나 본 발명은, 이 연결 방법(연결 구조)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 고로 장착부(21)와 제진 기구(23)의 연결 및 프레임 장착부(22)와 제진 기구(23)의 연결에 볼 조인트(45)를 사용해도 된다. 이 경우, 볼 조인트 본체(45a)는, 고로측 장착판(30) 및 프레임측 장착판(40)에 직접 설치된다. 볼 조인트(45)의 아암(45b)이 전방향(수평면 내 및 연직면 내)으로 회전 가능하므로, 접합 볼트(36)에 의해 고로측 장착판(30)을 기초판(32)에 직접 고정하고, 저마찰판(31)을 생략해도 된다. 즉, 제진 기구(23)가 전방향(수평 방향 및 수직 방향)으로 신축할 수 있도록 핀 조인트나 볼 조인트와 같은 연결 부재와 고로 장착부(21) 혹은 프레임 장착부(22)를 조합하면 된다. 그러나 제진 기구(23)와 고로 본체(11)의 연결 및 제진 기구(23)와 노체 프레임(12)의 연결에는, 적어도 수평면 내에서 회전 가능한 축(아암)을 갖는 연결 부재를 사용하는 것이 바람직하다.
도 4b는, 연결 부재로서 볼 조인트(45)를 사용한 경우의 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다. 도 4b에 도시하는 바와 같이, 고로측 장착판(30)[고로 장착부(21)] 및 프레임측 장착판(40)[프레임 장착부(22)]은, 각각 고로 본체(11) 및 노체 프레임(12)[바닥보(12b)]에 고착되어 있다. 그러나 연결 제진 장치(20)의 제진 기구(23)가 볼 조인트(45)에 의해 전방향(수평 방향 및 수직 방향)으로 신축 가능하므로, 모든 방향으로부터의 지진 입력에 대해 제진 효과가 발휘된다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제진 기구(23)가 고로 본체(11)의 원주 방향을 따르도록 연결 제진 장치(20)를 배치하였지만, 본 발명은 이 배치 방법에 한정되는 것은 아니다. 도 5를 참조하여 이하에 그 일례를 설명한다.
도 5는 연결 제진 장치(20)의 배치예를 도시하는 설명도이다. 도 6a는, 도 5에 도시하는 바와 같이 고로 본체(11)와 노체 프레임(12) 사이에 장착된 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다. 도 6b는, 연결 부재로서 볼 조인트를 사용한 경우의 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연결 제진 장치(20)의 사시도이다. 도 5에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 복수의 연결 제진 장치(20)(도 5 중에서는 9개소)는, 제진 기구(23)의 신축 방향(L)이 고로 본체(11)의 반경 방향으로 되도록 배치된다. 이 배치에 있어서도, 도 2에 도시하는 실시 형태와 마찬가지로, 지진 발생시에는, 복수의 연결 제진 장치(20)에 의해 고로 설비(1)[특히 노체 프레임(12)]에 발생하는 수평 및 수직 양방향의 변위가 흡수되어, 고로 설비(1)에 가해지는 지진력이 경감된다. 또한, 도 5 및 도 6a에 도시하는 연결 제진 장치(20)의 배치예의 경우, 핀 조인트(25)와 핀 조인트(26)와 제진 기구(23)가 직선상에 배치되므로, 도 2에 도시하는 실시 형태의 경우와 비교하여, 용이하게 연결 제진 장치(20)를 설치할 수 있다. 또한, 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 연결 제진 장치(20)의 배치예의 경우, 연결 제진 장치(20)의 추가나 교환을 유연하게 행할 수 있다.
한편, 도 2, 도 3a 및 도 4에 도시하는 실시 형태에서는, 연결 제진 장치(20)를 설치하기 위한 공간을 줄일 수 있다. 따라서, 고로 본체(11)와 바닥보(12b) 사이의 간극이 좁은 구성을 취하는 고로 설비(1)에 있어서도 복수의 연결 제진 장치(20)를 설치하는 것이 가능해진다.
즉, 연결 제진 장치(20)의 설치를 가능한 한 용이하게 하기 위해, 제진 기구(23)의 신축 방향이 고로 본체(11)의 반경 방향을 포함하도록 연결 제진 장치(20)를 배치해도 된다. 또한, 고로 본체(11)와 바닥보(12b) 사이의 공간에 따라서, 제진 기구(23)의 신축 방향이 고로 본체(11)의 원주 방향을 포함하도록 연결 제진 장치(20)를 배치해도 된다. 이와 같이, 고로 본체(11)와 바닥보(12b) 사이의 간극에 따라서, 제진 기구(23)의 신축 방향과 고로 본체(11)의 반경 방향이 이루는 각도를 임의로 정할 수 있다. 또한, 도 2에 도시하는 실시 형태와 도 5에 도시하는 실시 형태를 조합해도 된다.
또한, 연결 제진 장치(20)는, 고로 설비(1)에 복수 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 수평면 내에 있어서의 모든 방향으로부터의 지진 입력에 대응하기 위해, 복수의 연결 제진 장치(20) 중 적어도 2개는, 대략 직교하도록 고로 본체(11)의 외주면 상에 장착되는 것이 바람직하다. 그로 인해, 예를 들어 도 7에 도시하는 바와 같이, 연결 제진 장치(20)는 2개라도 좋다.
실시예
본 발명자들은, 제철소의 고로 설비(1)에 있어서, 상기한 실시 형태에 나타낸 연결 제진 장치(20)를 고로의 각 높이에 설치한 경우의 제진 응답의 해석을 행하였다. 이하에, 도면을 참조하여 그 해석 결과를 설명한다.
도 8은 연결 제진 장치(20)를 설치하는 위치를 도시한 고로 설비(1)의 개략도이다. 고로 본체(11)의 높이는, 약 50m이다. 또한, 연결 제진 장치(20)의 설치 개소는, 노체 프레임(12)에 있어서의 높이 25m 바닥, 35m 바닥, 41m 바닥, 49m 바닥의 위치 중 어느 하나이다. 또한, 연결 제진 장치(20)의 배치 방법은, 도 2에 도시하는 실시 형태와 동일하다. 이러한 조건으로 지진시의 고로 본체(11) 및 노체 프레임(12)의 수평 변위의 해석을 행하였다. 그 해석 결과를 나타내는 그래프가 도 9이다. 또한, 지진의 상정 레벨은, 25㎝/s, 200gal, 진도 약 5이다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 고로 본체(11)의 수평 변위는, 노체 프레임(12)의 수평 변위에 비해 작다. 또한, 고로 본체(11)의 수평 변위는, 연결 제진 장치(20)의 설치 개소(설치 높이)에 거의 의존하지 않으므로, 1개의 곡선 데이터로 나타내어져 있다. 또한, 도 9에 도시되는 바와 같이, 연결 제진 장치(20)를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 25m 바닥의 위치에 연결 제진 장치(20)를 설치한 경우의 노체 프레임(12)의 수평 변위는, 27.4％ 저감되었다. 마찬가지로, 35m 바닥의 위치에 연결 제진 장치(20)를 설치한 경우에는, 노체 프레임(12)의 수평 변위는, 48.8％ 저감되었다. 또한, 41m 바닥 또는 49m 바닥의 위치에 연결 제진 장치(20)를 설치한 경우에는, 노체 프레임(12)의 수평 변위는, 58％ 이상 저감되었다. 이 해석 결과에 의해, 연결 제진 장치(20)의 바람직한 설치 위치는, 이하와 같은 것을 알 수 있었다. 즉, 연결 제진 장치(20)의 설치 위치는, 고로 본체(11)의 높이의 1/2 이상의 높이(위치)가 바람직하다. 또한, 연결 제진 장치(20)의 설치 위치는, 35m 바닥[고로 본체(11)의 바닥으로부터 35m의 높이] 이상의 높이의 위치가 보다 바람직하다.
또한, 도 10에는, 현상의 고로 설비(1)를 확대하는 개조를 한 경우에 있어서, 지진시에 고로 기초(10)에 가해지는 부담 하중을 막대 그래프로 나타낸 개략도를 나타냈다. 여기서, 「a」로 나타내는 비교예에서는, 연결 제진 장치(20)를 설치하지 않고 고로 설비(1)의 개조를 행하였다. 「b」로 나타내는 실시예에서는, 도 3a에 도시하는 본 발명의 일 실시 형태의 연결 제진 장치(20)를 41m 바닥에 설치하여 고로 설비(1)의 개조를 행하였다. 또한, 「w」는, 개조 전의 상태(현상)이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 비교예에서는, 확대 개조에 의해 고로 기초(10)에 가해지는 강도적 부담이 대폭으로 증가하여, 대규모의 보강이 필요해진다. 그러나 실시예와 같이, 본 발명의 제진 구조를 채용함으로써, 확대 개조를 행한 경우라도, 고로 기초(10)에 가해지는 부담 하중은, 고로 기초(10)에 필요로 하는 강도의 허용치를 만족시킨다(허용치 이하임). 덧붙여, 실시예에서는, 현상보다도 고로 기초(10)에 가해지는 부담 하중을 경감하는 효과를 발휘할 수 있는 것을 알 수 있었다. 마찬가지로, 노체 프레임(12)에 입력되는 지진 에너지가 저감되므로, 기둥이나 빔, 브레이스와 같은 주요한 구조 부재의 보강을 대폭으로 삭감할 수 있는 것도 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시 형태의 일례를 설명하였지만, 본 발명은, 도면에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다.
본 발명은, 내진 성능을 향상시킨 고로 설비, 고로 설비의 내진 성능 향상 방법 및 고로 설비의 내진 성능을 향상시키는 연결 제진 장치에 적용할 수 있다.
1 : 고로 설비
10 : 설비 기초
11 : 고로 본체
12 : 노체 프레임
12a : 노체 프레임 본체
12b : 바닥보
20 : 연결 제진 장치
21 : 고로 장착부
22 : 노체 프레임 장착부
23 : 제진 기구
25 : 핀 조인트
26 : 핀 조인트
30 : 고로측 장착판
31 : 저마찰판
32 : 기초판
33 : 지지 부재
35 : 긴 구멍
36 : 접합 볼트
40 : 프레임측 장착판
41 : 접합 볼트
45 : 볼 조인트
45a : 볼 조인트 본체
45b : 아암
46 : 프레임측 기초판
47 : 프레임측 지지 부재

Claims (8)

  1. 고로 본체와,
    상기 고로 본체를 둘러싸는 노체 프레임과,
    상기 고로 본체의 높이의 1/2 이상의 위치에 설치되고, 상기 고로 본체와 상기 노체 프레임 사이를 연결하는 연결 제진 장치를 포함하고,
    상기 연결 제진 장치는,
    상기 고로 본체에 장착되는 고로 장착부와,
    상기 노체 프레임에 장착되는 노체 프레임 장착부와,
    상기 고로 장착부와 상기 노체 프레임 장착부 사이에 연결되는 신축 가능한 제진 기구를 포함하고,
    상기 고로 장착부는, 상기 제진 기구가 연직 방향으로 이동 가능하게 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 고로 설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 원주 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 고로 설비.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 반경 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 고로 설비.
  4. 삭제
  5. 고로 본체와, 상기 고로 본체를 둘러싸는 노체 프레임을 구비하는 고로 설비의 내진 성능 향상 방법이며,
    상기 고로 본체와 상기 노체 프레임을 연결시키는 연결 제진 장치를 상기 고로 본체의 높이의 1/2 이상의 위치에 설치하고,
    상기 연결 제진 장치는,
    상기 고로 본체에 장착되는 고로 장착부와,
    상기 노체 프레임에 장착되는 노체 프레임 장착부와,
    상기 고로 장착부와 상기 노체 프레임 장착부 사이에 연결되는 신축 가능한 제진 기구를 포함하고,
    상기 고로 장착부는, 상기 제진 기구가 연직 방향으로 이동 가능하게 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 내진 성능 향상 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 원주 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 내진 성능 향상 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제진 기구의 신축 방향이 상기 고로 본체의 반경 방향을 포함하도록 상기 연결 제진 장치가 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 내진 성능 향상 방법.
  8. 고로 본체에 장착되는 고로 장착부와,
    상기 고로 본체를 지지하는 노체 프레임에 장착되는 노체 프레임 장착부와,
    상기 고로 장착부와 상기 노체 프레임 장착부 사이에 연결되는 신축 가능한 제진 기구를 포함하고,
    상기 고로 장착부는, 상기 제진 기구가 연직 방향으로 이동 가능하게 상기 고로 본체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 연결 제진 장치.
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