Segmento da Máquina de Fundição Contínua (CCM) e Fundições para Carcaça do Molde: Metalurgia, Usinagem CNC em Linha com Alargamento de Furos e Integridade do Sistema de Resfriamento a Água

2026-10-01 20:57:23

Meta Descrição: Um guia técnico abrangente sobre estruturas de segmentos, capas de moldes e suportes de rolamentos para rolos nas Máquinas de Fundição Contínua (CCM) em usinas siderúrgicas. Explore os aços fundidos GS-20Mn5 e ASTM A216 WCB, suportes de rolamentos em CF8M resistentes à corrosão, furação CNC em linha com múltiplos rolos (alinhamento ≤ 0,035 mm) e ensaios de pressão em capas refrigeradas a água.

Nas usinas siderúrgicas integradas, as Máquinas de Fundição Contínua (CCM / Fundidores Contínuos) constituem a ponte metalúrgica central que converte aço líquido ( $1, 520 °C – 1, 580 °C$ ) em placas, blocos e barras sólidas. Operam ininterruptamente em campanhas 24/7:

Capas de Moldes e Estruturas Oscilantes de CCM : Envoltórios que abrigam placas de cobre refrigeradas a água, vibrando verticalmente com frequências de até 400 ciclos/min, sujeitos a intensos ciclos térmicos, corrosão química por pós de molde e forças dinâmicas de aceleração extremas.
Segmentos de Dobramento, Curvatura e Retificação de CCM (Segmentos 0 a 15) : Estruturas maciças de 5 toneladas a 18 toneladas em aço fundido conjuntos multicilindros de casa que suportam, guiam e reduzem suavemente a placa de aço incandescente parcialmente solidificada ( $1, 000 °C – 1, 250 °C$ ) contra imensas pressões internas de abaulamento ferroestático líquido superiores a $1, 500 a 3, 000 kN$ por par de cilindros , tudo sob jatos contínuos de água de refrigeração secundária e vapor de descamação.

Sob essas severas condições operacionais, distorções na fundição ou falhas nos rolamentos causam trincas na superfície da placa, defeitos internos de segregação central ou acidentes catastróficos de ruptura de aço líquido que destroem a maquinaria dos segmentos e interrompem as oficinas de fusão por dias.

Sobreviver à passagem de milhões de toneladas de aço exige engenharia especializada em fundição pesada: fundição Aços estruturais de alta tenacidade (GS-20Mn5 / ASTM A216 WCB / ZG230-450) para estruturas rígidas de segmentos, implantando Aços inoxidáveis fundidos (ASTM A351 CF8M / 1.4408) para rolos internos à prova de corrosão, executando com alta precisão Furação em linha CNC multieixo em conjuntos de segmentos de 12 metros (alinhamento do assento dos mancais $\leq 0.035 mm$ ), e verificação hidrostática dos canais internos de refrigeração por água.

Este guia abrangente detalha a metalurgia de ligas para CCM, o dimensionamento térmico de realces, a fundição de juntas internas de refrigeração por água, a furação em linha CNC de precisão com múltiplos fusos e os fluxos de trabalho de validação de qualidade.

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

1. Campos operacionais de tensão mecânica e térmica na fundição contínua

                     ┌──────────────────────────────────────────────┐
                     │ 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)│
└───────────────────────────────┘ └───────────────────────────────┘ └───────────────────────────────┘

Componente CCM	Carga Térmica e Dinâmica de Operação	Modo Crítico de Falha a Evitar	Solução de grau de material
Estrutura do Segmento CCM para Placa (Superior/Inferior)	Força de abaulamento ferroestático + fixação por cilindro hidráulico ( $> 2, 500 kN$ )	Deformação da viga da estrutura, fissuração por fadiga nas juntas	Aço fundido de alta rigidez (GS-20Mn5 / ASTM A216 WCB)
Bloco de rolamentos de rolos para segmentos (dividido/inteiriço)	Pulverização secundária direta com água ( $60 °C – 90 °C$ ) + abrasão progressiva	Corrosão severa por fenda de cloretos, travamento do rolamento	Aço inoxidável fundido (ASTM A351 CF8M / 1.4408)
Camisa de água oscilante do molde / carcaça	Oscilação vertical de alta frequência (2–6 Hz) + $150 barra$ refrigeração	Trincas por fadiga ao longo das nervuras da passagem de água	Ferro dúctil (EN-GJS-500-7) / aço fundido (WCB)
Blocos e ligadores de alinhamento de segmentos	Bloqueio por cisalhamento intenso entre os quadros superior e inferior	Deformação por flexão dos ligadores, desalinhamento	Aço-liga temperado e revenido (42CrMo4 / ZG35CrMo)

2. Metalurgia de ligas e seleção de materiais para fundições CCM

Hierarquia de seleção de materiais para componentes de lingotamento contínuo:

Categoria de Componente	Padrão de Material	Grau Equivalente	Composição química nominal (em peso %)	Tratamento Térmico	Propriedades Mecânicas	Função de Engenharia
Estruturas de segmentos pesados	ASTM A216 WCB / EN 10293 GS-20Mn5	ZG230-450 / 1.1120	$0.18 - 0.23 % C, 1.2 - 1.5 % Mn, \leq 0.50 % Si$	Normalizado e Temperado	$R_{m} \geq 500 MPa, R_{p 0.2} \geq 300 MPa, A_{5} \geq 22 %$	Resiste à flexão ferroestática elevada; deformação permanente nula da estrutura
Bancadas de rolos com rolamentos	Astm a351 cf8m / EN 10283 1.4408	GX5CrNiMo19-11-2	$\leq 0.08 % C, 18 - 21 % Cr, 9 - 12 % Ni, 2.0 - 3.0 % Mo$	Recozido em solução ( $1, 080 °C$ )	$R_{m} \geq 485 MPa, R_{p 0.2} \geq 205 MPa, A_{5} \geq 30 %$	Imune à corrosão por pulverização de água de refrigeração secundária
Carcaças de moldes	EN-GJS-500-7 / GB QT500-7	GGG50 / 0.7050	$3.5 - 3.8 % C, 2.4 - 2.8 % Si, \leq 0.40 % Mn$	Ferrítico-perlítico como fundido	$R_{m} \geq 500 MPa, R_{p 0.2} \geq 320 MPa, A_{5} \geq 7 %$	Alta capacidade de amortecimento de vibrações para oscilação do molde
Hastes de ligação e braços de fixação	ASTM A148 Grau 105-85 / 42CrMo4	1.7225 / ZG42CrMo	$0.38 - 0.45 % C, 0.9 - 1.2 % Cr, 0.2 - 0.3 % Mo$	Têmpera e Revenimento (T&R)	$R_{m} \geq 750 MPa, R_{p 0.2} \geq 550 MPa, A_{5} \geq 16 %$	Alta resistência à fadiga sob tração para cilindros hidráulicos de folga

Controles Metalúrgicos Principais:

Pureza de enxofre e fósforo ( $S, P \leq 0.015 %$ ): A desgaseificação a vácuo no cadinho (VD) elimina fissurações quentes nas interseções complexas das nervuras internas de refrigeração por água.
Tenacidade ao impacto Charpy : O aço fundido normalizado GS-20Mn5 oferece $\geq 35 J$ aT $20 °C$ , evitando fissuras frágeis durante lavagens de emergência repentinas com água fria.

3. Moldagem de areia de alta integridade e núcleos internos refrigerados a água

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

Os quadros segmentados apresentam seções oca complexas com canais internos integrados de refrigeração a água e dutos para tubulações hidráulicas:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 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. Usinagem de furação em linha com múltiplas fresadoras CNC e acabamento final do quadro

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

A qualidade da lingoteira (fissuras internas e segregação central) depende estritamente do taper da folga entre os rolos e do alinhamento paralelo rolo a rolo:

        ┌───────────────────────────────────────────────────────┐
        │ 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. Teste de pressão hidrostática do coletor de água e garantia de qualidade

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

Parâmetro de inspeção de qualidade	Padrão de Teste	Critérios de aceitação
Teste hidrostático das passagens internas de água	Banco hidráulico padrão de fábrica	$16 barra$ pressão da água mantida por $> 30 minutos$ ; queda de pressão nula, ausência de condensação
Teste ultrassônico (UT)	EN 10228-3 Classe 3 / ASTM A609 Nível 1	varredura volumétrica de 100 % em assentos de rolamentos, braços de cilindro e trunnions de elevação
Teste por Partículas Magnéticas (MT)	EN 10228-1 / ASTM E709 (Fluorescente)	inspeção de 100 % de todos os bolsos de rolamento usinados, nervuras estruturais e juntas soldadas; ausência de fissuras
alinhamento com rastreador a laser 3D	rastreador Laser 3D (SpatialAnalyzer)	Passo entre centros dos rolos ( $\pm 0.05 mm$ ) e quadratura diagonal do quadro ( $\leq 0.10 mm$ )
Verificação das Propriedades Mecânicas	ISO 6892-1 / ASTM E23 em corpos de prova anexados	Verificado $R_{m}, R_{p 0.2}, A_{5}$ ; Impacto Charpy $\geq 35 J$ aT $20 °C$

6. Fundição CCM na Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd.

A fabricação de componentes pesados de máquinas contínuas de fundição exige capacidade elevada de içamento com pontes rolantes, fresadoras horizontais CNC de grande porte, instalações de tratamento térmico certificadas e baías completas de inspeção por ensaios não destrutivos.

Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. fornece quadros segmentados de CCM, blocos de rolos e carcaças de moldes acabados e prontos para operação, totalmente certificados:

Infraestrutura de Produção para Cargas Pesadas : planta de fundição pesada de 80 000 m² com duas pontes rolantes capazes de fundir peças únicas de aço de 1 tonelada até 25 toneladas.

Versatilidade de materiais : Produção certificada de GS-20Mn5, ASTM A216 WCB, aço inoxidável resistente à corrosão CF8M e ferros fundidos dúcteis (QT500-7).

Centros CNC de grande porte com portal móvel e furação em linha : Fresadoras CNC de grande porte com portal móvel e fresadoras horizontais de furação, garantindo o alinhamento de rolamentos múltiplos dentro de $\leq 0.035 mm$ estruturas com até 12 metros.

Testes hidrostáticos internos : Bancadas de teste com água sob alta pressão que verificam a integridade dos canais internos de refrigeração até $25 barra$ .

Certificação de Qualidade Completa : Certificado ISO 9001, fornecendo certificados completos de ensaios de materiais EN 10204 3.1 e 3.2, relatórios de 100 % UT/MT e registros de alinhamento com rastreador a laser 3D.

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

Conclusão

Os quadros de segmentos da máquina de fundição contínua e as carcaças dos moldes operam no ponto crítico extremo de ciclagem térmica em altas temperaturas, pressões elevadas de abaulamento ferroestático e corrosão agressiva pela água de refrigeração. Garantir qualidade de superfície excepcional do lingote e prevenir acidentes catastróficos de vazamento de aço líquido exige uma metalurgia de aço fundido com desgaseificação a vácuo (GS-20Mn5 / WCB), calços de rolos em aço inoxidável (CF8M), usinagem CNC de precisão com furação simultânea de múltiplos rolos e verificação hidrostática integral do revestimento refrigerado por água.

Associar-se a um fornecedor experiente e integrado, especializado em fundições pesadas e usinagem de precisão, garante que suas máquinas de fundição contínua operem com longevidade máxima da campanha, zero interrupções não planejadas por vazamentos e qualidade interna superior do lingote.

Entre em contato com a Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. para enviar seus desenhos técnicos de quadros de segmentos de CCM ou calços de rolos.

Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. — Fundições Pesadas e Usinagem de Precisão, Desde 1958.

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