(57)【要約】  この高炉設備は、高炉本体と；前記高炉本体を囲む炉体櫓と；前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けられ、前記高炉本体と前記炉体櫓との間を連結する連結制震装置と；を含む。
2010087136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉本体と；
前記高炉本体を囲む炉体櫓と；
前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けられ、前記高炉本体と前記炉体櫓との間を連結する連結制震装置と；
を含むことを特徴とする高炉設備。
【請求項２】
前記連結制震装置は、
前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、
前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記高炉本体に取り付けられる；
ことを特徴とする請求項１に記載の高炉設備。
【請求項３】
前記連結制震装置は、
前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、
炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記高炉本体に取り付けられる；
ことを特徴とする請求項１に記載の高炉設備。
【請求項４】
前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられることを特徴とする請求項２または３に記載の高炉設備。
【請求項５】
高炉本体と、前記高炉本体を囲む炉体櫓とを備える高炉設備の耐震性能向上方法であって、
前記高炉本体と前記炉体櫓とを連結させる連結制震装置を前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けることを特徴とする耐震性能向上方法。
【請求項６】
前記連結制震装置は、
前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、
炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記高炉本体に取り付けられる；
ことを特徴とする請求項５に記載の耐震性能向上方法。
【請求項７】
前記連結制震装置は、
前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、
前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記高炉本体に取り付けられる；
ことを特徴とする請求項５に記載の耐震性能向上方法。
【請求項８】
高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と；
前記高炉本体を支持する炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と；
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含む；
ことを特徴とする連結制震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震性能を向上させた高炉設備、高炉設備の耐震性能向上方法および連結制震装置に関する。
本願は、２００９年１月２７日に、日本に出願された特願２００９−０１４９０３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
製鐵所の高炉設備は、高炉本体の周りに原料投入設備等を支持するための炉体櫓が配置された構造を有する。従来の高炉設備においては、高炉本体に炉体櫓を強固に結合させることで高炉設備全体の耐震性能を高めていた。しかし、炉体櫓の高さは、高炉本体の高さのおよそ２倍の高さであるため、特に炉体櫓上部の地震に対する応答（振幅）が過大となってしまうという問題点があった。【０００３】
そこで、現在の製鐵所における高炉設備においては、高炉本体と炉体櫓とを結合させない構造、いわゆるフリースタンド形式がとられている。フリースタンド形式では、炉体櫓の耐震性能を向上させるために、炉体櫓自身の剛性を高める補強工事が行われる。しかしながら、炉体櫓の構成部材を増設し、さらに既存の各部材の補強を必要とするため、炉体櫓の重量が従来よりも大幅に増加してしまう。しかしながら、既存の高炉設備基礎（高炉本体および炉体櫓の土台）が支持しうる荷重には限界があるため、炉体櫓の大幅な重量増につながる耐震工事は、困難である。【０００４】
一方、耐震性能向上技術としては、特許文献１には、固有周期の異なる構造物同士を連結制震機構で連結する構造が開示されている。また、特許文献２には、ダンパーを用いた焼却プラントの制震架構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６６５１７号公報
【特許文献２】日本国特許第３２７７８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示された耐震性能向上技術は、いずれも高炉設備のような高炉と架構とが一体となった高い構造物を対象としていない。また、特許文献１に記載の構造は、構造物の熱変形に関する考慮がなされていないため、操業時に熱変形を起こす高炉設備には適さない。また、特許文献２に記載の制震架構は、水平方向（前後左右方向）の地震動（地震入力）に対する耐震性能を向上させるが、上下方向の地震動に対して効率的に制震効果を発揮することはできない。【０００７】
そこで、本発明は、製鐵所の高炉設備において全方向からの地震入力に対し効率的に制震効果を発揮する連結制震装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、この連結制震装置の取り付け方法の工夫により、熱変形に対応可能で、効率的な耐震性能を有する高炉設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）高炉設備であって、高炉本体と；前記高炉本体を囲む炉体櫓と；前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けられ、前記高炉本体と前記炉体櫓との間を連結する連結制震装置と；を含む。
（２）上記（１）に記載の高炉設備では、前記連結制震装置は、前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記高炉本体に取り付けてもよい。
（３）上記（１）に記載の高炉設備では、前記連結制震装置は、前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記高炉本体に取り付けてもよい。
（４）上記（２）または（３）に記載の高炉設備では、前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に取り付けられてもよい。【０００９】
（５）高炉本体と、前記高炉本体を囲む炉体櫓とを備える高炉設備の耐震性能向上方法であって、前記高炉本体と前記炉体櫓とを連結させる連結制震装置を前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けることを特徴とする耐震性能向上方法。
（６）上記（５）に記載の耐震性能向上方法では、前記連結制震装置は、前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記高炉本体に取り付けてもよい。
（７）上記（５）に記載の耐震性能向上方法では、前記連結制震装置は、前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記高炉本体に取り付けてもよい。【００１０】
（８）連結制震装置であって、高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と；前記高炉本体を支持する炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と；前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱変形に対応可能で、効率的な耐震性能を有する高炉設備と、高炉設備において全方向からの地震入力に対し効率的に制震効果を発揮する連結制震装置とを提供することができ、高炉設備の耐震性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る高炉設備１の概略側面図である。
【図２】ｘ−ｘ面で切断した図１の高炉設備１の断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の概略図である。
【図３Ｂ】高炉本体１１に取り付けられた本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。
【図３Ｃ】高炉本体１１に取り付けられた本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の高炉取付け部２１の側面図である。
【図３Ｄ】炉体櫓１２に取り付けられた本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の炉体櫓取付け部２２の側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の概略図である。
【図４Ｂ】ボールジョイント４５を用いた場合の本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。
【図５】連結制震装置２０の配置例を示す説明図である。
【図６Ａ】図５に示すように高炉本体１１と炉体櫓１２との間に取り付けられた本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。
【図６Ｂ】連結部材としてボールジョイントを用いた場合の本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。
【図７】連結制震装置２０の配置例を示す説明図である。
【図８】連結制震装置２０を設置する位置を示した高炉設備１の概略図である。
【図９】実施例の解析結果を示す図である。
【図１０】現状の高炉設備１を改修した場合において、地震時に高炉基礎１０にかかる負担荷重の想定値を棒グラフで表した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る高炉設備１の概略側面図である。高炉設備１は、設備基礎１０の上部に設けられた略円柱形状の高炉本体１１と、高炉本体１１の周囲を囲う炉体櫓１２と連結制震装置２０とを備える。炉体櫓１２は、高炉本体１１へ原料を供給するための原料投入設備等を支持するため、高炉本体１１より高く組まれている。また、炉体櫓１２は、炉体櫓本体１２ａと床梁１２ｂとから構成される。この床梁１２ｂは、作業床（図示しない）を支持し、高炉本体１１を囲むようにして複数の高さに設けられている。
【００１５】
高炉本体１１の高さの１／２以上の位置（高さ）の高炉本体１１と床梁１２ｂとの間に形成された隙間には、高炉本体１１と炉体櫓１２（床梁１２ｂ）とを連結する連結制震装置２０が複数設けられている。図２は、ｘ−ｘ面で切断した図１の高炉設備１の断面図である。高炉本体１１の外周面と床梁１２ｂの内側面との間の隙間に、連結制震装置２０が設けられている。本発明の一実施形態においては、後述する制震機構２３が高炉本体１１の外周に沿って円周状に配置されるように１０個の連結制震装置２０を用いている。なお、図２に示される例では、連結制震装置２０は、１０箇所に設けたが、１０箇所に限定されない。
【００１６】
図３Ａは、本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０を示す概略図である。図３Ａに示すように、連結制震装置２０は、高炉取付け部２１と、炉体櫓取付け部２２と、伸縮自在な制震機構２３とを備えている。この制震機構２３は、高炉取付け部と炉体櫓取付け部との間に連結されている。
【００１７】
高炉取付け部２１は、高炉側取付け板３０と低摩擦板３１と基礎板３２とを備える３層の構成である。低摩擦板３１は、高炉側取付け板３０と基礎板３２との間に配置され、基礎板３２に取り付けられている。高炉側取付け板３０（高炉取付け部２１）は、水平面内において制震機構２３が回転できるように、連結部材であるピンジョイント２５によって制震機構２３の一端（第一端）と接続されている。また、高炉側取付け板３０には、上下方向（鉛直方向）に伸びる長穴３５が設けられている。この長穴３５には、基礎板３２および低摩擦板３１に固定された接合ボルト３６が挿入される。そのため、高炉側取付け板３０は、低摩擦板３１に面接触しながら、上下方向（鉛直方向）に移動できる。また、高炉取付け部２１は、高炉側取付け板３０と低摩擦板３１との間で分離可能である。
【００１８】
同様に、炉体櫓取付け部２２は、櫓側取付け板４０と櫓側基礎板４６とから構成される。この櫓側取付け板４０（炉体櫓取付け部２２）は、連結部材であるピンジョイント２６によって制震機構２３の他端（第二端）と接続されている。また、炉体櫓取付け部２２は、櫓側取付け板４０と櫓側基礎板４６との間で分離可能である。櫓側取付け板４０は、接合ボルト４１によって櫓側基礎板４６に固定される。
【００１９】
また、図３Ｂは、図２に示すように高炉本体１１と炉体櫓１２との間に取り付けられた本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。また、図３Ｃは、高炉本体１１に取り付けられた高炉取付け部２１の側面図（高炉本体１１の円周方向から見た図）である。さらに、図３Ｄは、炉体櫓１２に取り付けられた炉体櫓取付け部２２の側面図（高炉本体１１の円周方向から見た図）である。図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、基礎板３２（高炉取付け部２１）は、支持部材３３によって高炉本体１１の外周面に固定される。同様に、図３Ｂ及び図３Ｄに示すように、櫓側基礎板４６（炉体櫓取付け部２２）は、櫓側支持部材４７によって床梁１２ｂ（炉体櫓１２）の内側面に取り付けられる。本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０が上記に示すような構成であるため、高炉本体１１の外周面と床梁１２ｂの内側面との間の隙間の大きさに応じて、高炉本体１１と床梁１２ｂとの間に連結制震装置２０を容易に取り付けることが可能である。
【００２０】
この制震機構２３は、高炉本体１１と炉体櫓１２との間の振動エネルギーを吸収する役割を果たす。そのため、制震機構２３として、例えば油圧ダンパー、空気ダンパー、鋼製履歴ダンパー、粘弾性ダンパー等の伸縮自在な部材が用いられる。また、以下では、この制震機構２３の伸縮方向Ｌを基準にして連結制震装置２０の配置方法を説明する。例えば、図２では、制震機構２３の伸縮方向Ｌが高炉本体１１の円周方向とほぼ一致するように連結制震装置２０が配置されている。
【００２１】
以上のように構成される本発明の一実施形態における高炉設備１において、地震入力があった場合、連結制震装置２０の効果によって制震効果が得られる。即ち、水平方向の地震入力に対しては、各連結制震装置２０に設けられた制震機構２３が伸縮する。この制震機構２３によって、高炉本体１１と炉体櫓１２との間の水平方向の振動エネルギーが吸収され、水平方向の制震効果が発揮される。この場合、高炉本体１１の外周に沿って円周状に複数の制震機構２３が設けられているので、各連結制震装置２０の制震機構２３によって、水平面内におけるあらゆる方向の地震入力を吸収することができる。一方、垂直方向の地震入力に対しては、各連結制震装置２０の高炉取付け部２１において、高炉側取付け板３０が低摩擦板３１に面接触しながら上下方向に移動する。すなわち、高炉取付け部２１は、高炉本体１１に対して制震機構２３が上下方向に移動自在となるように取り付けられている。この高炉取付け部２１と制震機構２３とによって、高炉本体１１と炉体櫓１２との間の垂直方向の振動エネルギーが吸収され、垂直方向の制震効果が得られる。したがって、地震発生時には、高炉設備１（特に炉体櫓１２）に発生する水平及び垂直両方向の変位が複数の連結制震装置２０によって吸収され、高炉設備１にかかる地震力が軽減される。
【００２２】
ここで、高炉側取付け板３０は、低摩擦板３１に面接触しながら上下方向に移動する。そのため、低摩擦板３１として、例えばテフロン（登録商標）板やＳＵＳ板等を用いれば、高炉側取付け板３０と低摩擦板３１との間の摩擦係数を低くでき、連結制震装置２０の損壊等の問題を回避できる。
【００２３】
また、高炉設備１の操業時には、炉内の熱により高炉本体１１に１００ｍｍ程度の熱変形が起こる場合がある。しかし、連結制震装置２０の取り付けにピンジョイント２５、２６を用い、さらに、高炉側取付け板３０と高炉本体１１の外周面との間に熱変形に柔軟に対応できる低摩擦板３１を設けることにより、高炉設備１の操業時における高炉本体１１の熱変形による制震機構２３の損傷が防止される。同様に、高炉設備１の操業停止時の冷却に伴う高炉本体１１の熱変形による制震機構２３の損傷も防止される。
【００２４】
また、高炉設備１においては、高炉の容量増加や操業効率改善のため、適宜改造工事が行われる。本発明の実施形態にかかる連結制震装置２０を用いることで高炉設備１の耐震性能が向上するため、従来よりも耐震補強工事の規模が縮小し、工事期間や工事費用等の面で効率化が図れる。また、耐震補強工事の際に高炉設備基礎１０にかかる荷重を減らすことができるため、設備基礎１０の補強等を軽減することができる。同様に、高炉新設工事においても、工事期間や工事費用等の面で効率化が可能である。
【００２５】
上記の実施形態においては、制震機構２３と高炉本体１１との連結および制震機構２３と炉体櫓１２との連結には、それぞれピンジョイント２５およびピンジョイント２６を用いている。しかしながら、本発明は、この連結方法（連結構造）に限定されない。例えば、図４Ａに示すように、高炉取付け部２１と制震機構２３との連結および櫓取付け部２２と制震機構２３との連結にボールジョイント４５を用いてもよい。この場合、ボールジョイント本体４５ａは、高炉側取付け板３０及び櫓側取付け板４０に直接設置される。ボールジョイント４５のアーム４５ｂが全方向（水平面内及び鉛直面内）に回転可能であるため、接合ボルト３６によって高炉側取付け板３０を基礎板３２に直接固定し、低摩擦板３１を省略しても良い。すなわち、制震機構２３が全方向（水平方向および垂直方向）に伸縮できるようにピンジョイントやボールジョイントのような連結部材と高炉取付け部２１もしくは櫓取付け部２２とを組み合わせればよい。しかしながら、制震機構２３と高炉本体１１との連結および制震機構２３と炉体櫓１２との連結には、少なくとも水平面内で回転可能な軸（アーム）を有する連結部材を用いることが好ましい。
【００２６】
図４Ｂは、連結部材としてボールジョイント４５を用いた場合の本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。図４Ｂに示すように、高炉側取付け板３０（高炉取付け部２１）および櫓側取付け板４０（櫓取付け部２２）は、それぞれ高炉本体１１および炉体櫓１２（床梁１２ｂ）に固着されている。しかしながら、連結制震装置２０の制震機構２３がボールジョイント４５によって全方向（水平方向および垂直方向）に伸縮自在であるため、全方向からの地震入力に対し制震効果が発揮される。
【００２７】
また、上記の実施形態においては、図２に示したように、制震機構２３が高炉本体１１の円周方向に沿うように連結制震装置２０を配置したが、本発明は、この配置方法に限定されない。図５を参照して以下にその一例を説明する。
【００２８】
図５は、連結制震装置２０の配置例を示す説明図である。図６Ａは、図５に示すように高炉本体１１と炉体櫓１２との間に取り付けられた本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。図６Ｂは、連結部材としてボールジョイントを用いた場合の本発明の一実施形態に係る連結制震装置２０の斜視図である。図５に示す実施形態においては、複数の連結制震装置２０（図５中では９箇所）は、制震機構２３の伸縮方向Ｌが高炉本体１１の半径方向となるように配置される。この配置においても、図２に示す実施形態と同様に、地震発生時には、複数の連結制震装置２０によって高炉設備１（特に炉体櫓１２）に発生する水平及び垂直両方向の変位が吸収され、高炉設備１にかかる地震力が軽減される。また、図５及び図６Ａに示す連結制震装置２０の配置例の場合、ピンジョイント２５とピンジョイント２６と制震機構２３とが直線上に配置されるため、図２に示す実施形態の場合と比べ、容易に連結制震装置２０を設置することができる。さらに、図５、図６Ａ及び図６Ｂに示す連結制震装置２０の配置例の場合、連結制震装置２０の追加や交換を柔軟に行うことができる。
【００２９】
一方、図２、図３Ａ及び図４に示す実施形態では、連結制震装置２０を設置するための空間を減らすことができる。従って、高炉本体１１と床梁１２ｂとの間の隙間が狭い構成をとる高炉設備１においても複数の連結制震装置２０を設置することが可能となる。
【００３０】
すなわち、連結制震装置２０の設置をできる限り容易にするため、制震機構２３の伸縮方向が高炉本体１１の半径方向を含むように連結制震装置２０を配置してもよい。また、高炉本体１１と床梁１２ｂとの間の空間に応じて、制震機構２３の伸縮方向が高炉本体１１の円周方向を含むように連結制震装置２０を配置してもよい。このように、高炉本体１１と床梁１２ｂとの間の隙間に応じて、制震機構２３の伸縮方向と高炉本体１１の半径方向とがなす角度を任意に決めることができる。なお、図２に示す実施形態と図５に示す実施形態とを組み合わせてもよい。
【００３１】
また、連結制震装置２０は、高炉設備１に複数設けられることが好ましい。この場合、水平面内におけるあらゆる方向からの地震入力に対応するために、複数の連結制震装置２０の内の少なくとも２個は、ほぼ直交するように高炉本体１１の外周面上に取り付けられることが好ましい。そのため、例えば、図７に示すように、連結制震装置２０は、２個であってもよい。
【実施例】
【００３２】
本発明者らは、製鐵所の高炉設備１において、上記の実施形態に示した連結制震装置２０を高炉の各高さに設置した場合の制震応答の解析を行った。以下に、図面を参照してその解析結果を説明する。【００３３】
図８は、連結制震装置２０を設置する位置を示した高炉設備１の概略図である。高炉本体１１の高さは、約５０ｍである。また、連結制震装置２０の設置箇所は、炉体櫓１２における高さ２５ｍ床、３５ｍ床、４１ｍ床、４９ｍ床の位置のいずれかである。さらに、連結制震装置２０の配置方法は、図２に示す実施形態と同じである。このような条件で地震時の高炉本体１１及び炉体櫓１２の水平変位の解析を行った。その解析結果を示すグラフが図９である。なお、地震の想定レベルは、２５ｃｍ／ｓ、２００ｇａｌ、震度５強である。【００３４】
図９に示されるように、高炉本体１１の水平変位は、炉体櫓１２の水平変位に比べて小さい。なお、高炉本体１１の水平変位は、連結制震装置２０の設置箇所（設置高さ）にほとんど依存しないため、１本の曲線データで表されている。また、図９に示されるように、連結制震装置２０を設置しない場合と比較して、２５ｍ床の位置に連結制震装置２０を設置した場合の炉体櫓１２の水平変位は、２７．４％低減した。同様に、３５ｍ床の位置に連結制震装置２０を設置した場合には、炉体櫓１２の水平変位は、４８．８％低減した。さらに、４１ｍ床または４９ｍ床の位置に連結制震装置２０を設置した場合には、炉体櫓１２の水平変位は、５８％以上低減した。この解析結果により、連結制震装置２０の好ましい設置位置は、以下の通りであることが分かった。すなわち、連結制震装置２０の設置位置は、高炉本体１１の高さの１／２以上の高さ（位置）が好ましい。また、連結制震装置２０の設置位置は、３５ｍ床（高炉本体１１の底から３５ｍの高さ）以上の高さの位置がより好ましい。【００３５】
また、図１０には、現状の高炉設備１を拡大する改造をした場合において、地震時に高炉基礎１０にかかる負担荷重を棒グラフで表した概略図を示した。ここで、「ａ」で示す比較例では、連結制震装置２０を設置せずに高炉設備１の改造を行った。「ｂ」で示す実施例では、図３Ａに示す本発明の一実施形態の連結制震装置２０を４１ｍ床に設置して高炉設備１の改造を行った。なお、「ｗ」は、改造前の状態（現状）である。【００３６】
図１０に示されるように、比較例では、拡大改造によって高炉基礎１０にかかる強度的負担が大幅に増え、大がかりな補強が必要となる。しかしながら、実施例のように、本発明の制震構造を採用することによって、拡大改造を行った場合でも、高炉基礎１０にかかる負担荷重は、高炉基礎１０に必要とされる強度の許容値を満足する（許容値以下である）。加えて、実施例では、現状よりも高炉基礎１０にかかる負担荷重を軽減する効果を発揮しうることがわかった。同様に、炉体櫓１２に入力される地震エネルギーが低減されるため、柱や梁、ブレースといった主要な構造部材の補強を大幅に削減できることもわかった。【００３７】
以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明は、図面に示された形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、耐震性能を向上させた高炉設備、高炉設備の耐震性能向上方法および高炉設備の耐震性能を向上させる連結制震装置に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１    高炉設備
１０    設備基礎
１１    高炉本体
１２    炉体櫓
１２ａ    炉体櫓本体
１２ｂ    床梁
２０    連結制震装置
２１    高炉取付け部
２２    炉体櫓取付け部
２３    制震機構
２５    ピンジョイント
２６    ピンジョイント
３０    高炉側取り付け板
３１    低摩擦板
３２    基礎板
３３    支持部材
３５    長穴
３６    接合ボルト
４０    櫓側取り付け板
４１    接合ボルト
４５    ボールジョイント
４５ａ    ボールジョイント本体
４５ｂ    アーム
４６    櫓側基礎板
４７    櫓側支持部材
【図１】
2010087136.tif 000003
【図２】
2010087136.tif 000004
【図３Ａ】
2010087136.tif 000005
【図３Ｂ】
2010087136.tif 000006
【図３Ｃ】
2010087136.tif 000007
【図３Ｄ】
2010087136.tif 000008
【図４Ａ】
2010087136.tif 000009
【図４Ｂ】
2010087136.tif 000010
【図５】
2010087136.tif 000011
【図６Ａ】
2010087136.tif 000012
【図６Ｂ】
2010087136.tif 000013
【図７】
2010087136.tif 000014
【図８】
2010087136.tif 000015
【図９】
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【図１０】
2010087136.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月7日(2010.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉本体と；
前記高炉本体を囲む炉体櫓と；
前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けられ、前記高炉本体と前記炉体櫓との間を連結する連結制震装置と；
を含み、
前記連結制震装置は、
前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、
前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み、
前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする高炉設備。
【請求項２】
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の高炉設備。
【請求項３】
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の高炉設備。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
高炉本体と、前記高炉本体を囲む炉体櫓とを備える高炉設備の耐震性能向上方法であって、
前記高炉本体と前記炉体櫓とを連結させる連結制震装置を前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設け、
前記連結制震装置は、
前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、
前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；
前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする耐震性能向上方法。
【請求項６】
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする請求項５に記載の耐震性能向上方法。
【請求項７】
前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする請求項５に記載の耐震性能向上方法。
【請求項８】
高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と；
前記高炉本体を支持する炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と；
前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み、
前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられる
ことを特徴とする連結制震装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
特許文献
［０００５］
特許文献１：特開２００２−２６６５１７号公報
特許文献２：日本国特許第３２７７８０３号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００６］
しかしながら、上記特許文献１、２に開示された耐震性能向上技術は、いずれも高炉設備のような高炉と架構とが一体となった高い構造物を対象としていない。また、特許文献１に記載の構造は、構造物の熱変形に関する考慮がなされていないため、操業時に熱変形を起こす高炉設備には適さない。また、特許文献２に記載の制震架構は、水平方向（前後左右方向）の地震動（地震入力）に対する耐震性能を向上させるが、上下方向の地震動に対して効率的に制震効果を発揮することはできない。
［０００７］
そこで、本発明は、製鐵所の高炉設備において全方向からの地震入力に対し効率的に制震効果を発揮する連結制震装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、この連結制震装置の取り付け方法の工夫により、熱変形に対応可能で、効率的な耐震性能を有する高炉設備を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００８］
（１）高炉設備であって、高炉本体と；前記高炉本体を囲む炉体櫓と；前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設けられ、前記高炉本体と前記炉体櫓との間を連結する連結制震装置と；を含み、前記連結制震装置は、前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み、前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられる。
（２）上記（１）に記載の高炉設備では、前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
けられてもよい。
（３）上記（１）に記載の高炉設備では、前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられてもよい。
［０００９］
（５）高炉本体と、前記高炉本体を囲む炉体櫓とを備える高炉設備の耐震性能向上方法であって、前記高炉本体と前記炉体櫓とを連結させる連結制震装置を前記高炉本体の高さの１／２以上の位置に設け、前記連結制震装置は、前記高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と、前記炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と、前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み；前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられることを特徴とする耐震性能向上方法。
（６）上記（５）に記載の耐震性能向上方法では、前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の円周方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられてもよい。
（７）上記（５）に記載の耐震性能向上方法では、前記制震機構の伸縮方向が前記高炉本体の半径方向を含むように前記連結制震装置が前記高炉本体に取り付けられてもよい。
［００１０］
（８）連結制震装置であって、高炉本体に取り付けられる高炉取付け部と；前記高炉本体を支持する炉体櫓に取り付けられる炉体櫓取付け部と；前記高炉取付け部と前記炉体櫓取付け部との間に連結される伸縮可能な制震機構とを含み、前記高炉取付け部は、前記制震機構が鉛直方向に移動可能に前記高炉本体に取り付けられる。
発明の効果
［００１１］
本発明によれば、熱変形に対応可能で、効率的な耐震性能を有する高炉設備と、高炉設備において全方向からの地震入力に対し効率的に制震効果を発揮する連結制震装置とを提供することができ、高炉設備の耐震性能の向上が
【国際調査報告】
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