連続鋳造機（CCM）のセグメントおよびモールドハウジング用鋳鋼品：冶金学的品質、ライン内CNCボーリング、および水冷機能の信頼性

2026-10-01 20:57:23

メタ説明: 製鋼所の連続鋳造機（CCM）セグメントフレーム、モールドハウジングジャケット、ロールベアリングチョックに関する包括的な技術ガイド。GS-20Mn5およびASTM A216 WCB鋳鋼、耐食性CF8Mチョック、CNC直列多ロールボーリング（アライメント精度±0.035 mm以内）、ウォータージャケットの耐圧試験について解説します。

統合製鋼所において、連続鋳造機（CCM／連続鋳造装置）は、溶融鋼（ $1, 520 ℃～ 1, 580 °C$ ）を固体のスラブ、ブローム、ビレットへと変換する中心的な冶金プロセスの橋渡し役です。24時間365日連続運転で稼働します：

CCMモールドハウジングおよび振動フレーム ：水冷式銅モールドプレートを垂直方向に最大400サイクル／分で振動させる構造で、激しい熱サイクル、モールドパウダーによる化学腐食、および強い動的加速度荷重に耐えます。
CCM曲げ・湾曲・矯正セグメント（セグメント0～15） ：大型の 5トンから18トンの鋳鋼製セグメントフレーム 約1,000～1,250℃の赤熱状態で部分的に凝固した鋼 slab を支持・案内し、柔らかく減圧するための多段ロールアセンブリ $1, 000 ℃～ 1, 250 °C$ であり、その際、極めて大きな 内部の液体鉄静圧による膨張圧力（ロール1対あたり $1, 500 ～ 3, 000 kN$ ）に耐える必要がある 。これらのロールは、連続的な二次冷却水の噴霧およびスケール蒸気下で動作する。

このような過酷な運転条件下では、鋳造時の歪みやベアリングの故障が、slab 表面の亀裂、内部中心偏析などの欠陥、あるいは溶融鋼の ブレイクアウト事故 を引き起こす可能性があり、これによりセグメント機械が破損し、溶銑工場が数日間停止する。

数百万トンもの鋼材を処理するという過酷な運用条件に耐えるためには、特殊な大型鋳造技術が不可欠です：鋳造工程 高靭性構造用鋳鋼（GS-20Mn5／ASTM A216 WCB／ZG230-450） 剛性セグメントフレームの製造に使用 耐食性鋳ステンレス鋼（ASTM A351 CF8M／1.4408） 腐食に強い内部ロールチョックの製造に使用し、高精度の CNC直列多軸ラインボーリングを12メートル級セグメントアセンブリに対して実施（ベアリング座の位置決め精度 $\leq 0.035 mm$ )）および内部水冷ギャラリーの静水圧試験を実施します。

本ガイドでは、連続鋳造機（CCM）用合金の冶金学、熱的リザーバー設計、内部水冷ジャケットの鋳造、高精度多主軸CNCラインボーリング、および品質保証のワークフローについて詳細に解説しています。

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

1．連続鋳造における機械的・熱的応力場の動作

                     ┌──────────────────────────────────────────────┐
                     │ 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構成部品	作動時の熱的・動的負荷	防止すべき重大な破損モード	材質等級の解決策
スラブCCMセグメントフレーム（上部／下部）	フェロスタティック膨張力＋油圧シリンダクランプ（ $> 2, 500 kN$ )	フレーム梁のたわみ、継手部の疲労亀裂	高剛性鋳鋼（GS-20Mn5／ASTM A216 WCB）
セグメントロール軸受受け台（分割式／一体式）	直接二次水噴霧（ $60 ℃～ 90 °C$ ）＋スケーリンググリット	重度の塩化物クリープ腐食、ベアリングの焼き付き	鋳造ステンレス鋼（ASTM A351 CF8M／1.4408）
振動型モールド水ジャケット／ハウジング	高周波垂直振動（2～6 Hz）＋ $150 棒材$ 冷却	水流路リブにわたる疲労亀裂	球状黒鉛鋳鉄（EN-GJS-500-7）／鋳鋼（WCB）
セグメント位置決め用ドウエルブロックおよびリンク	上部フレームと下部フレーム間の強いせん断ロック	リンクの曲げ変形、位置ずれ	焼入れ・焼戻し合金鋼（42CrMo4／ZG35CrMo）

2．連続鋳造用鋳物の合金冶金学および材料選定

連続鋳造用部品の材料選定階層：

コンポーネントカテゴリ	材質基準	相当グレード	公称化学組成（質量％）	熱処理	機械的性質	エンジニアリングにおける役割
重厚セグメントフレーム	ASTM A216 WCB ／EN 10293 GS-20Mn5	ZG230-450／1.1120	$0.18 - 0.23 % C, 1.2 - 1.5 % Mn, \leq 0.50 % Si$	正火＋焼入れ・焼戻し処理	${バー}_{分} \geq 500 MPa, {バー}_{p 0.2} \geq 300 MPa, A_{5} \geq 22 %$	高フェロスタティック曲げ荷重に耐える；フレームの永久たわみゼロ
ローラー軸受チャック	Astm a351 cf8m ／EN 10283 1.4408	GX5CrNiMo19-11-2	$\leq 0.08 % C, 18 - 21 % クロム, 9 - 12 % ニッケル, 2.0 - 3.0 % モリブデン$	溶液処理済み（ $1, 080 °C$ )	${バー}_{分} \geq 485 MPa, {バー}_{p 0.2} \geq 205 MPa, A_{5} \geq 30 %$	二次冷却水のスプレーによる腐食に耐える
金型支持ハウジング	EN-GJS-500-7 ／ GB QT500-7	GGG50 ／ 0.7050	$3.5 - 3.8 % C, 2.4 - 2.8 % Si, \leq 0.40 % Mn$	フェライト・パーライト系鋳造状態	${バー}_{分} \geq 500 MPa, {バー}_{p 0.2} \geq 320 MPa, A_{5} \geq 7 %$	金型振動の高減衰性能
タイロッドおよびクランプアーム	ASTM A148 グレード 105-85 ／42CrMo4	1.7225／ZG42CrMo	$0.38 - 0.45 % C, 0.9 - 1.2 % クロム, 0.2 - 0.3 % モリブデン$	焼入れ・焼戻し（Q&T）	${バー}_{分} \geq 750 MPa, {バー}_{p 0.2} \geq 550 MPa, A_{5} \geq 16 %$	油圧ギャップシリンダー向け高引張疲労強度

主要な冶金学的管理項目：

硫黄・リン純度（ $秒, P \leq 0.015 %$ )ラドル真空脱気（VD）処理により、複雑な内部水冷リブ交差部における熱割れを防止。
シャルピー衝撃靭性 正火処理済みGS-20Mn5鋳鋼が実現する $\geq 35 J$ オーストリア $20 °C$ 、急な冷水による緊急洗浄時に脆性亀裂が生じるのを防ぎます。

3. 高信頼性の砂型鋳造および内部水冷コアリング

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

セグメントフレームは、複雑な中空ボックスタイプ断面を有し、内部冷却水通路および油圧配管用ダクトが一体成形されています：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 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. 連続式多軸CNCラインボーリングおよびフレーム仕上げ加工

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

スラブ品質（内部亀裂および中心偏析）は、ロールギャップのテーパーおよびロール間の平行度に厳密に依存します：

        ┌───────────────────────────────────────────────────────┐
        │ 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. 水圧式ウォータージャケット耐圧試験および品質保証

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

品質検査項目	試験基準	受け入れ基準
内部水路の水圧試験	工場標準水圧試験装置	$16 棒材$ 水圧を保持 $> 30 分$ ・圧力損失ゼロ、結露ゼロ
超音波探傷検査 (UT)	EN 10228-3 クラス3／ASTM A609 レベル1	ローラー軸受受け部、シリンダーラグ、リフティング・トランニオンの全容積スキャン（100％）
磁粉探傷検査（MT）	EN 10228-1／ASTM E709 （蛍光）	機械加工された軸受ポケット、構造用リブ、溶接継手の全数検査（100％）：亀裂ゼロ
3次元レーザートラッカーによるアライメント	3次元レーザートラッカー（SpatialAnalyzer）	ロール中心間ピッチ（ $\pm 0.05 mm$ ）、フレーム対角線の直角度（ $\leq 0.10 mm$ )
機械的特性の検証	付属の試験片を用いたISO 6892-1／ASTM E23規格による試験	確認 ${バー}_{分}, {バー}_{p 0.2}, A_{5}$ シャルピー衝撃試験 $\geq 35 J$ オーストリア $20 °C$

6．丹東市彭新機械有限公司におけるCCM鋳造製造

大型連続鋳造機（CCM）部品の製造には、大容量クレーンによる吊り上げ能力、大型床置型CNCボーリングマシン、認定済み熱処理設備、および完全な非破壊検査（NDT）検査エリアが不可欠です。

丹東市鵬信機械有限公司 完全認証済み・据付完了型（ターンキータイプ）のCCMセグメントフレーム、ロールチョック、およびモールドハウジングを納入します：

大型重量物生産インフラ ・8万m²の大型鋳造工場。天井クレーンを2台備え、1トンから25トンまでの単一鋼鋳物の鋳込みが可能です。

材料の多様性 ：GS-20Mn5、ASTM A216 WCB、耐食性ステンレス鋼CF8M、および球状黒鉛鋳鉄（QT500-7）の認証済み製造

大型工作機械用CNC門型マシニングセンターおよびラインボーリングセンター ：多ローラー軸受の高精度アライメントを実現する大型CNC門型フライス盤および横形ボーリング盤で、 $\leq 0.035 mm$ 12メートル級フレームに対応。

自社内水圧試験設備 ：最大耐圧まで内部冷却通路の健全性を検証する専用高圧水試験ベンチ $25 棒材$ .

包括的な品質認証 ：ISO 9001認証取得。EN 10204 3.1および3.2形式の全材料試験証明書、超音波探傷（UT）／磁粉探傷（MT）検査報告書100％付、および3次元レーザートラッカーによるアライメント記録を提供。

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

まとめ

連続鋳造機のセグメントフレームおよびモールドハウジングは、高温熱サイクル、鉄静圧による大きな膨張圧力、そして激しい冷却水腐食という過酷な条件が交差する極限環境で稼働します。世界最高水準のスラブ表面品質を実現し、溶融鋼の重大な漏出事故を未然に防ぐには、清浄な真空脱ガス処理済み鋳鋼（GS-20Mn5／WCB）、ステンレス製ロールチョック（CF8M）、高精度CNCによる直列多軸ボーリング加工、および水 jacket の100％水圧検査が不可欠です。

経験豊富で、大型鋳造と高精度機械加工を一貫して手掛ける企業と提携することで、連続鋳造機の運転期間を最大限に延ばし、計画外の漏出事故をゼロに抑え、スラブ内部品質を向上させることができます。

CCMセグメントフレームまたはロールチョックの図面をご提出いただく場合は、丹東市彭鑫機械有限公司までお問い合わせください。

丹東市鵬信機械有限公司 — 1958年創業の大型鋳鋼品および高精度機械加工専門メーカー

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1．連続鋳造における機械的・熱的応力場の動作
2．連続鋳造用鋳物の合金冶金学および材料選定
- 連続鋳造用部品の材料選定階層：
- 主要な冶金学的管理項目：
3. 高信頼性の砂型鋳造および内部水冷コアリング
4. 連続式多軸CNCラインボーリングおよびフレーム仕上げ加工
5. 水圧式ウォータージャケット耐圧試験および品質保証
6．丹東市彭新機械有限公司におけるCCM鋳造製造
まとめ

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