Stranggießmaschine (CCM)-Segment- und Kokillengehäuse-Gussteile: Metallurgie, Inline-CNC-Längsbohrung und Wasserkühlungsintegrität

2026-10-01 20:57:23

Meta-Beschreibung: Ein umfassender technischer Leitfaden zu Stranggießmaschinen-(CCM-)Segmentrahmen, Kokillengehäusen und Walzenlagerkästen in Stahlwerken. Erforschen Sie die Gußstähle GS-20Mn5 und ASTM A216 WCB, korrosionsbeständige CF8M-Kästen, CNC-gestützte Inline-Mehrwalzen-Bohrung (Ausrichtung <= 0,035 mm) sowie Druckprüfung der Wasserhüllen.

In integrierten Stahlwerken stellen Stranggießmaschinen (CCM / Continuous Casters) die zentrale metallurgische Produktionsbrücke dar, die flüssigen Stahl ( $1, 520 °C– 1, 580 °C$ ) in feste Brammen, Blooms und Billets umwandeln. Sie arbeiten ununterbrochen im 24/7-Betrieb:

CCM-Kokillengehäuse und Schwingrahmen : Umschließen wassergekühlte Kupferkokillenplatten, die vertikal mit Frequenzen bis zu 400 Zyklen/min schwingen und heftigen thermischen Wechselbelastungen, chemischer Korrosion durch Kokillenpulver sowie intensiven dynamischen Beschleunigungskräften standhalten.
CCM-Biege-, Bogen- und Richtsegmente (Segment 0 bis 15) : Massiv 5-Tonnen- bis 18-Tonnen-Gußstahlsegmentrahmen haus-Multi-Roll-Anordnungen, die die teilweise erstarrte, glühend heiße Stahlbramme ( $1, 000 °C– 1, 250 °C$ ) stützen, führen und sanft gegen immense innere flüssige Ferrostatik-Quellkräfte von mehr als $1, 500 bis 3, 000 kN$ pro Rollenpaar , und zwar unter kontinuierlichen Sekundärkühlwassersprühen und Zunderdampf.

Unter diesen extremen Betriebsbedingungen führen Gießverzerrungen oder Lagerausfälle zu Oberflächenrissen der Bramme, inneren Zentralsegregationsfehlern oder katastrophalen flüssigem-Stahl- breakout-Unfällen , die Segmentmaschinen zerstören und Schmelzwerke tagelang lahmlegen.

Das Überstehen von Millionen Tonnen Stahldurchsatz erfordert spezialisierte Schwer-Guss-Technik: Gießen Hochzähe Baustähle (GS-20Mn5 / ASTM A216 WCB / ZG230-450) für starre Segmentrahmen, zur Einsatzbereitschaft Gusstahl-Edelstähle (ASTM A351 CF8M / 1.4408) für korrosionsfeste innere Walzenbuchsen, zur Ausführung hochpräziser CNC-inline-mehrschrittiger Langbohrung an 12-Meter-Segmentbaugruppen (Lagerbock-Ausrichtung $\leq 0.035 mm$ ), sowie hydrostatischer Prüfung der inneren Wasserkühlkanäle.

Dieser umfassende Leitfaden beschreibt die Legierungsmetallurgie für Stranggießmaschinen (CCM), thermische Aufstiegssteuerung, Gießen von innen liegenden Wasserkühljacken, präzise mehrspindelige CNC-Langbohrung sowie Qualitätsvalidierungsprozesse.

Heavy cast steel continuous casting machine CCM segment frame and stainless roll chocks

1. Betriebliche mechanische und thermische Spannungsfelder beim Stranggießen

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                     │ Molten Steel Solidification (1550 °C - 1000 °C)
                     └──────────────────────┬───────────────────────┘
                                            │
        ┌───────────────────────────────────┼───────────────────────────────────┐
        ▼                                   ▼                                   ▼
┌───────────────────────────────┐ ┌───────────────────────────────┐ ┌───────────────────────────────┐
│ Ferrostatic Bulging Pressure  │ │ Secondary Water Spray Corros  │ │ Thermal Cycling Frame Sag     │
│ (Liquid core pressure pushing │ │ (High-pressure acidic water   │ │ (Uneven thermal radiation     │
│  rolls and segment frames)    │ │  causing roll chock pitting)  │ │  causing segment misalignment)│
└───────────────────────────────┘ └───────────────────────────────┘ └───────────────────────────────┘

CCM-Bauteil	Betriebliche thermische und dynamische Belastung	Kritische zu verhindernde Versagensart	Lösung für die Werkstoffgüte
CCM-Plattenabschnitt-Rahmen (oben/unten)	Ferrostatische Wölbkraft + hydraulische Zylinder-Klemmkraft ( $> 2, 500 kN$ )	Rahmenbalkenverformung, Ermüdungsrisse an Fugen	Hochsteifiger Gussstahl (GS-20Mn5 / ASTM A216 WCB)
Segment-Rollenlager-Backen (geteilt/massiv)	Direkte sekundäre Wasserbesprühung ( $60 °C– 90 °C$ ) + Skalierungsgrit	Schwere chloridbedingte Spaltkorrosion, Lagerklemmung	Gusstainlessstahl (ASTM A351 CF8M / 1.4408)
Oszillierende Kokille-Wassermantel / Gehäuse	Hochfrequente vertikale Oszillation (2–6 Hz) + $150 stab$ kühlung	Ermüdungsrisse quer zu den Wasserdurchgangsrippen	Sphäroguss (EN-GJS-500-7) / Stahlguss (WCB)
Segmentausrichtungs-Zentrierbolzenblöcke und -verbindungen	Starke Scherfixierung zwischen oberem und unterem Rahmen	Verbiegungsverformung der Verbindungen, Fehlausrichtung	Gegossener und vergüteter Legierungsstahl (42CrMo4 / ZG35CrMo)

2. Legierungsmetallurgie und Werkstoffauswahl für CCM-Gussteile

Werkstoffauswahlhierarchie für Stranggusskomponenten:

Komponentenkategorie	Materialnorm	Äquivalente Güte	Nominelle chemische Zusammensetzung (Gew.-%)	Wärmebehandlung	Mechanische Eigenschaften	Ingenieurrolle
Schwere Segmentrahmen	ASTM A216 WCB / EN 10293 GS-20Mn5	ZG230-450 / 1.1120	$0.18 - 0.23 % C, 1.2 - 1.5 % Mn, \leq 0.50 % Si$	Normalglüht und angelassen	$R_{m} \geq 500 MPa, R_{p 0.2} \geq 300 MPa, A_{5} \geq 22 %$	Widersteht hoher ferrostatischer Biegung; keine bleibende Rahmenverformung
Rollenlagerbuchsen	Astm a351 cf8m / EN 10283 1.4408	GX5CrNiMo19-11-2	$\leq 0.08 % C, 18 - 21 % Cr, 9 - 12 % Ni, 2.0 - 3.0 % Mo$	Lösungsglühend ( $1, 080 °C$ )	$R_{m} \geq 485 MPa, R_{p 0.2} \geq 205 MPa, A_{5} \geq 30 %$	Unempfindlich gegenüber Korrosion durch Sekundärkühlwassersprühung
Formrückseitengehäuse	EN-GJS-500-7 / GB QT500-7	GGG50 / 0.7050	$3.5 - 3.8 % C, 2.4 - 2.8 % Si, \leq 0.40 % Mn$	Ferritisch-perlitisch im Gusszustand	$R_{m} \geq 500 MPa, R_{p 0.2} \geq 320 MPa, A_{5} \geq 7 %$	Hohe Schwingungsdämpfung für die Formschwingung
Zugstangen und Spannarme	ASTM A148 Gr 105-85 / 42CrMo4	1.7225 / ZG42CrMo	$0.38 - 0.45 % C, 0.9 - 1.2 % Cr, 0.2 - 0.3 % Mo$	Abschrecken und Anlassen (Q&T)	$R_{m} \geq 750 MPa, R_{p 0.2} \geq 550 MPa, A_{5} \geq 16 %$	Hohe Zugwechselfestigkeit für hydraulische Spaltzylinder

Wesentliche metallurgische Kontrollparameter:

Schwefel- und Phosphorreinheit ( $S, P \leq 0.015 %$ ): Pfannen-Vakuumentgasung (VD) verhindert Heißrisse an den Schnittpunkten komplexer innerer Wasserkühlrippen.
Charpy-Schlagzähigkeit : Normalglühter GS-20Mn5-Gussstahl liefert $\geq 35 J$ aT $20 °C$ , um spröde Risse bei plötzlichen Notspülungen mit kaltem Wasser zu verhindern.

3. Hochintegrale Sandformgebung und innere wassergekühlte Kernherstellung

Automated sand molding and core setting for massive continuous casting machine segment frame

Segmentrahmen weisen komplexe hohle Kastenquerschnitte mit integrierten inneren Kühlwasserkanälen und Hydraulikleitungsrohren auf:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 3D Precision Master Tooling & Furan Resin Sand Molding   │
│    • High mold rigidity prevents mold wall deflection under │
│      massive 15-ton ferrostatic liquid steel pressure       │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 2. High-Strength Phenolic Cold-Box Cores for Water Channels │
│    • Cast-in internal water cooling galleries; zero core    │
│      shifting or sand sintering                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 3. CAE Solidification Modeling & Exothermic Feeder Sleeves  │
│    • Feeder risers located over heavy bearing saddle bosses │
│    • Eliminates internal shrinkage porosity at bearing seats│
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 4. Tangential Bottom Ingate System with Ceramic Filtration  │
│    • Non-turbulent, clean metal entry; zero slag inclusion  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

4. Inline-Mehrrollen-CNC-Längsbohrung und Rahmenfertigstellung

Heavy CNC horizontal boring mill precision in-line boring multi-roll bearing seats of CCM frame

Die Plattenqualität (innere Risse und Zentralsegregation) hängt streng von der Walzenspaltverjüngung und der parallelen Ausrichtung der Walzen zueinander ab:

        ┌───────────────────────────────────────────────────────┐
        │ 1. Full Stress-Relief Annealing (600 °C – 650 °C)     │
        │ • Eliminates casting stresses; guarantees zero drift  │
        └──────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                   │
                                   ▼
        ┌───────────────────────────────────────────────────────┐
        │ 2. Heavy CNC Gantry Milling Center Operations         │
        │ • Precision face milling of top/bottom split pads     │
        │ • Hydraulic cylinder mounting face machining          │
        └──────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                   │
                                   ▼
        ┌───────────────────────────────────────────────────────┐
        │ 3. In-Line Multi-Spindle Horizontal Line-Boring       │
        │ • Line-boring 4 to 12 bearing saddle pockets in one   │
        │   continuous setup across 8 to 12-meter frames        │
        │ • Coaxiality and roll centerline pitch $\le 0.035\text{ mm}$│
        │ • Bearing bore roundness $\le 0.020\text{ mm}$ (ISO H7)   │
        └───────────────────────────────────────────────────────┘

5. Hydrostatischer Wasserjacken-Drucktest und Qualitätssicherung

Quality inspector conducting fluorescent magnetic particle inspection MT on CCM segment fillets

Qualitätsprüfkenngröße	Teststandard	Akzeptanzkriterien
Hydrotest für innere Wasserdurchgänge	Werksstandard-Hydroprüfstand	$16 stab$ wasserdruck wird gehalten für $> 30 minuten$ ; kein Druckabfall, keine Kondensatbildung
Ultraschallprüfung (UT)	EN 10228-3 Klasse 3 / ASTM A609 Stufe 1	100-prozentige Volumenprüfung an Wälzlagerbuchsen, Zylinderösen und Hebelzapfen
Magnetpulverprüfung (MT)	EN 10228-1 / ASTM E709 (Leuchtstoff)	100-prozentige Prüfung aller bearbeiteten Lagerbuchsen, struktureller Rippen und Schweißverbindungen; keine Risse
3D-Laser-Tracker-Ausrichtung	3D-Laser-Tracker (SpatialAnalyzer)	Rollen-Mitte-zu-Mitte-Teilung ( $\pm 0.05 mm$ ), Rahmen-Diagonal-Quadratur ( $\leq 0.10 mm$ )
Überprüfung der mechanischen Eigenschaften	ISO 6892-1 / ASTM E23 an angefügten Proben	Überprüft $R_{m}, R_{p 0.2}, A_{5}$ ; Charpy-Schlagzähigkeit $\geq 35 J$ aT $20 °C$

6. Gießereiproduktion von CCM-Bauteilen bei Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd.

Die Fertigung schwerer Stranggießmaschinenkomponenten erfordert eine hohe Hubkapazität von Kränen, große Bodenfräsmaschinen mit CNC-Steuerung, zertifizierte Wärmebehandlungsanlagen sowie vollständig ausgestattete Prüfbereiche für zerstörungsfreie Prüfverfahren.

Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. liefert vollständig zertifizierte, schlüsselfertige CCM-Segmentrahmen, Rollenbacken und Kokillengehäuse:

Produktionsinfrastruktur für schwere Bauteile : 80.000 m² große Schwer-Gießerei mit zwei Laufkränen, die Einzelstahlgussstücke von 1 Tonne bis zu 25 Tonnen gießen können.

Materialvielseitigkeit : Zertifizierte Fertigung von GS-20Mn5, ASTM A216 WCB, korrosionsbeständigem CF8M-Edelstahl und duktilem Gusseisen (QT500-7).

CNC-Gantry- und Langbohrzentren mit großem Arbeitsraum : Schwere CNC-Gantry-Fräsmaschinen und horizontale Bohrmaschinen zur Erzielung einer Mehrwalzen-Lagerausrichtung innerhalb $\leq 0.035 mm$ von 12-Meter-Rahmen.

Eigene hydrostatische Druckprüfung : Spezielle Hochdruck-Wasserprüfstände zur Überprüfung der Integrität interner Kühlkanäle bis zu $25 stab$ .

Vollständige Qualitätszertifizierung : ISO-9001-zertifiziert mit vollständigen EN-10204-3.1- und 3.2-Materialprüfzertifikaten, 100-%-Ultraschall- bzw. Magnetpulverprüfbefunden sowie 3D-Lasertracker-Ausrichtungsprotokollen.

Modern steel mill continuous slab casting machine operating with red-hot glowing steel slab

Fazit

Segmentrahmen und Kokillengehäuse für Stranggießmaschinen arbeiten an der Extremgrenze aus hochtemperaturbedingten thermischen Wechsellasten, hohen ferrostatischen Wölbungsdrücken sowie aggressiver Korrosion durch Kühlwasser. Um weltweit erstklassige Oberflächenqualität der Brammen zu gewährleisten und katastrophale Durchbrüche flüssigen Stahls zu verhindern, sind saubere vakuumentgaste Gussstahlmetallurgie (GS-20Mn5 / WCB), rostfreie Rollenkissen (CF8M), präzise CNC-gesteuerte inline-Mehrfachbohrung und eine 100-prozentige hydrostatische Prüfung der Wassermantel erforderlich.

Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen, integrierten Anbieter von Schwer-Gussteilen und Präzisionsbearbeitung stellt sicher, dass Ihre Stranggießmaschinen eine maximale Kampagnenlebensdauer aufweisen, keine ungeplanten Durchbrüche auftreten und die innere Brammenqualität überlegen ist.

Kontaktieren Sie Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd., um Ihre Zeichnungen für CCM-Segmentrahmen oder Rollenkissen einzureichen.

Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. — Schwermetallguss und Präzisionsbearbeitung, seit 1958.

VORHERIGE :Offshore-Mooring- und Tiefwasser-Anker-Gussteile: Stähle der Güteklasse R4 / R5, schwere Prüfzugbelastung sowie Zertifizierung nach DNV-OS-E302 und ABS

NÄCHSTE :Große industrielle Wasseraufbereitungs- und Meerwasserverentsalzungs-Ventilgussteile: Ni-Resist, Aluminium-Bronze und bidirektionale Dichtung (AWWA C504 / EN 593)

Inhaltsverzeichnis

1. Betriebliche mechanische und thermische Spannungsfelder beim Stranggießen
2. Legierungsmetallurgie und Werkstoffauswahl für CCM-Gussteile
- Werkstoffauswahlhierarchie für Stranggusskomponenten:
- Wesentliche metallurgische Kontrollparameter:
3. Hochintegrale Sandformgebung und innere wassergekühlte Kernherstellung
4. Inline-Mehrrollen-CNC-Längsbohrung und Rahmenfertigstellung
5. Hydrostatischer Wasserjacken-Drucktest und Qualitätssicherung
6. Gießereiproduktion von CCM-Bauteilen bei Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd.
Fazit

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