DE102012000588B4

DE102012000588B4 - Verfahren zum Abtrennen von Kühlschmierstoff aus Lagerschmiermittel

Info

Publication number: DE102012000588B4
Application number: DE102012000588.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Stephan Draese; Dr. Oliver Seifferth
Original assignee: Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Current assignee: Speira GmbH
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: CN104302748B; CN104302748A; EP2804934A2; CA2861276C; CA2861276A1; US20150001062A1; WO2013107768A3; US10174271B2; WO2013107768A2; DE102012000588A1

Abstract

Verfahren zum Aufarbeiten von Lagerschmiermittel aus Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung, in dem Kühlschmierstoff, der in den Vorrichtungen zur Metallumformung eingesetzt wird, mittels eines destillativen Verfahrens aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Lagerschmiermittel – einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C aufweist, der mindestens 50°C höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt und – mindestens einen Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C enthält, sowie – mindestens ein Polyalkylenglycol aufweisendes Syntheseöl mit einer kinematischen Viskosität von 60 bis 220 mm2/s bei 40°C, gemessen nach DIN 51562-1, einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von mindestens 1 zu 12 und einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500 g/mol enthält, b) der Kühlschmierstoff ein gemäß DIN 51385 nicht wassermischbarer Kühlschmierstoff ist und bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-1 von höchstens 10 mm2/s aufweist und c) die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs im Nebenstrom mittels Dünnschichtdestillation, Kurzwegdestillation und/oder mittels eines Fallfilmverdampfers bei einer Temperatur von höchstens 150°C durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trennverfahren zur Aufarbeitung von in Vorrichtungen zur Metallumformung verwendetem Lagerschmiermittel gemäß den Ansprüchen.
In Anlagen zur Metallumformung, beispielsweise in Aluminium-Kaltwalzwerken, werden als Kühlschmierstoff für den Formungsprozess in der Regel nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe in Form aromatenarmer Kohlenwasserstoffgemische eingesetzt. Je nach Anwendungsfall können den Kühlschmierstoffen geeignete Schmieradditive, beispielsweise Fettalkohole, Fettsäuren oder Fettsäureester, zugesetzt werden.
In Aluminium-Kaltwalzwerken sind neben Kühlschmierstoffen auch weitere Schmiermittel, beispielsweise Lagerschmiermittel, in geschlossenen Kreisläufen und an Verbrauchsschmierstellen im Einsatz. Als Lagerschmiermittel werden üblicherweise hochsiedende und hochviskose Schmieröle auf Mineralölbasis verwendet.
Eine Leckage aus diesen Schmierkreisläufen in den Kühlschmierstoff kann nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht vollständig verhindert werden. Derartige Leckagen sind insbesondere bei Verwendung hochsiedender und hochviskoser Lagerschmiermittel kritisch für den Walzprozess, da verschiedene Eigenschaften des Kühlschmierstoffs, beispielsweise seine Viskosität und Reinheit beeinträchtigt werden. Besonders kritisch sind die oben genannten Leckagen für die weiteren Fertigungsprozesse der Metallumformung, die eine thermische Behandlung des Walzbandes zur Einstellung der metallurgischen Eigenschaften und/oder zum Abdampfen der Ölauflage beinhalten. Die hohe Siedelage und die chemische Zusammensetzung des Lagerschmiermittels bedingt nämlich, dass das Lagerschmiermittel bei hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise bei der thermischen Entfettung auftreten, unvollständig abdampft. Hierdurch bilden sich unerwünschte Ablagerungen auf dem Walzband. Die Bildung derartiger Ablagerungen wird auf Grund der damit einhergehenden Farbänderung des Walzbands als Braunfleckigkeit bezeichnet.
Um Qualitätseinbußen zu verhindern, ist es üblich den Gehalt an Lagerschmiermittel-Verunreinigungen im Kühlschmierstoff durch den regelmäßigen Austausch der Kühlschmierstofffüllung zu verringern. Diese Vorgehensweise ist jedoch nachteilig, da mit ihr Kosten für die Neubeschaffung, Aufarbeitung und Entsorgung des verunreinigten Kühlschmierstoffs entstehen. Weiterhin muss die thermische Behandlung des Walzbandes dem gegebenenfalls aufwändig zu ermittelnden Gehalt an Lagerschmiermittel-Verunreinigungen im Kühlschmierstoff angepasst werden. Hieraus resultieren insbesondere bei der thermischen Entfettung von Aluminium-Walzprodukten zeit-, energie- und investitionsintensive Prozesse.
In Ölflutlagern für Walzenzapfen an Aluminium-Kaltwalzwerken, werden üblicherweise hochsiedende Mineralöle als Lagerschmiermittel eingesetzt. Wie bereits diskutiert, können mit der aktuellen Dichtungstechnik Leckagen von Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff nicht verhindert werden. Leckagen von Lagerschmiermittel aus Ölfilmlagern für Walzenzapfen in den Kühlschmierstoff sind besonders prozesskritisch, da derartige Lagerschmiermittel üblicherweise deutlich viskoser als Kühlschmierstoffe sind und darüber hinaus eine deutlich höhere Siedelage aufweisen. Somit werden durch Leckagen derartiger Lagerschmiermittel Viskosität und Siedelage der Kühlschmierstoffe besonders stark beeinträchtigt.
Das Ausmaß der Verunreinigung des Kühlschmierstoffs durch Lagerschmiermittel hängt unter anderem von der Leckagerate aus den Lagerschmiersystemen ab. Bei einer hohen Leckagerate können die Anteile von Lagerschmiermittel im Kühlschmierstoff den Hauptanteil der prozesskritischen Kühlschmierstoff-Verunreinigungen ausmachen.
Erschwerend kommt hinzu, dass es mit der aktuellen Dichtungstechnik derzeit nicht möglich ist Leckagen von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiersystem – also den umgekehrten Vorgang – auszuschließen. Derartige Leckagen tragen zur Verschlechterung der oben genannten Situation bei. Durch das Eindringen des Kühlschmierstoffs in das Lagerschmiersystem kann es zu einem Viskositätsabfall des Lagerschiermittels kommen, der die Schmierfähigkeit des Lagerschmierstoffs stark herabsetzt und somit zu Lagerschäden führen kann. Um zu verhindern, dass eine Kühlschmierstoff-Kontamination im Lagerschmiersystem zu einem Viskositätsabfall führt, werden dem Lagerschmiermittel nämlich besonders hochviskose und hochsiedende Mineralöle zugesetzt. Ein derartig modifiziertes Lagerschmiermittel ist dann – bei einer Leckage in den Kühlschmierstoff – noch kritischer für den Fertigungsprozess als das unmodifizierte Lagerschmiermittel.
Üblicherweise wächst mit zunehmender Standzeit der Befüllung des Lagerschmiersystems die Beeinträchtigung des Fertigungsprozesses bei einer Leckage aus dem Lagerkreislauf in den Kühlschmierstoffkreislauf.
Aus DE 26 28 763 B2 ist ein Destillierverfahren und eine Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von verbrauchten Schmierölen bekannt. DE 101 64 056 A1 offenbart eine Betriebsmittelzusammensetzung für Kohlendioxid-Kälte- und Klimaanlagen, welche ein Polyalkylenglykol und/oder einen Neopentylpolyolester als Schmiermittel enthält. Aus dem Merck Millipore Datenblatt „820528 Diphenylamin zur Synthese” ist bekannt, dass Diphenylamin einen Flammpunkt von ca. 153°C gemäß DIN 51758 aufweist. Kussi S., „Polyethers as Base Fluids to Formulate High Performance Lubricants”, Lubrication Engineering, Vol. 47, 11, 929–933 (November 2001) beschreibt die chemischen, physikalischen und tribologischen Eigenschaften von Polyethern, die als Schmierstoffe u. a. in der Metallverarbeitung eingesetzt werden. „Römpp-Lexikon Chemie”, 9. Auflage (1996, Georg Thieme Verlag) beschreibt unter dem Stichwort „Bohröle”, dass diese auch als Kühlschmierstoffe bezeichnet werden, zum Schmieren der Werkzeuge bei der spanabhebenden Metallbearbeitung dienen und es sich dabei meist um Emulsionen von Korrosionsschutzmittel-haltigen Mineralölen in Wasser handelt.
Es ist bekannt Kühlschmierstoff aufzuarbeiten um Verunreinigungen wie Lagerschmiermittel aus dem Kühlschmierstoff zu entfernen. So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 1594535 A ein Verfahren zur Reinigung gebrauchten Walzwerköls, welches als Verunreinigungen Wasser, Feststoffe und Trampöle enthält. In diesem Verfahren werden die Verunreinigungen durch Absetzten und Abzentrifugieren aus dem Walzwerköl entfernt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der bekannten Trennverfahren zu überwinden. Insbesondere soll ein Verfahren bereit gestellt werden, mit dem Gemische von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoffen mit geringem Aufwand wirksam getrennt werden können wobei es die besondere Aufgabe des Trennverfahrens ist, Leckagen von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiermittel aus dem Lagerschmiermittel zu entfernen und über diese Regeneration des Lagerschmiermittels die Viskosität und somit die Schmierfähigkeit des Lagerschmiermittels beizubehalten. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Lagerschmiermittel für das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz in Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung anzugeben, welches mit Kühlschmierstoff hinreichend verträglich ist und in vorteilhafter Weise in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann und darüber hinaus gegenüber den üblicherweise eingesetzten Lagerschmiermitteln den Vorteil aufweist, dass sich Leckagen von Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration, aus dem Kühlschmierstoff entfernen lassen. Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Lagerschmiermittel für das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz in Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung anzugeben, welches mit Kühlschmierstoff besonders verträglich ist, welches in vorteilhafter Weise in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, welches sich bei Leckage in den Kühlschmierstoff auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration, aus dem Kühlschmierstoff entfernen lässt, und welches bei Leckage in den Kühlschmierstoff bei einer thermischen Entfettung des mit dem Kühlschmierstoff gefertigten Walzbandes keine unerwünschten Ablagerungen auf dem Walzband bildet.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren zum Aufarbeiten von Lagerschmiermittel aus Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung gelöst. In diesem Verfahren wird Kühlschmierstoff, der in den Vorrichtungen zur Metallumformung eingesetzt wird, mittels eines destillativen Verfahrens aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt, wobei

a) das Lagerschmiermittel
– einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C aufweist, der mindestens 50°C höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt und
– mindestens einen Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C enthält, sowie
– mindestens ein Polyalkylenglycol aufweisendes Syntheseöl mit einer kinematischen Viskosität von 60 bis 220 mm²/s bei 40°C, gemessen nach DIN 51562-1, einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von mindestens 1 zu 12 und einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500 g/mol enthält,
b) der Kühlschmierstoff ein gemäß DIN 51385 nicht wassermischbarer Kühlschmierstoff ist und bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-1 von höchstens 10 mm2/s aufweist und
c) die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs im Nebenstrom mittels Dünnschichtdestillation, Kurzwegdestillation und/oder mittels eines Fallfilmverdampfers bei einer Temperatur von höchstens 150°C durchgeführt wird.

Es wurde erkannt, dass das Abtrennen von Kühlschmierstoff aus Vermengungen von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff ein besonders prozesskompatibles Trennverfahren darstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Entfernung von Walzöl-Leckagen aus Ölflutlagern für Walzenzapfen an Aluminium-Kaltwalzgerüsten bzw. deren Lagerschmiersystemen.
Die Abtrennung von Kühlschmierstoff aus Ölflutlagerschmiermitteln kann grundsätzlich auf verschiedene dem Fachmann bekannte Weisen, beispielsweise mittels Separatoren, bewerkstelligt werden. Die Abtrennung mittels Separatoren ist möglich, wenn Kühlschmierstoff und Lagerschmiermittel nicht miteinander mischbar sind bzw. sich der Kühlschmierstoff nicht oder nur sehr eingeschränkt im Lagerschmiermittel löst, bzw. sofern sich durch Zusatz von die Trennung fördernden Adsorbentien oder Lösungsmitteln mehrphasige Systeme einstellen lassen. Damit ergeben sich erhebliche Einschränkungen bei der Auswahl und bei dem Einsatz der an einer Anlage zur Metallumformung eingesetzten Kühlschmierstoffe und Lagerschmiermittel.
Praktische Versuche haben ergeben, dass mit Trennverfahren, die die voneinander abweichenden thermischen Eigenschaften von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff ausnutzen, besonders gute Ergebnisse erzielt werden können. So lassen sich mit thermischen Trennverfahren aufwändige Prozessschritte wie beispielsweise die Zugabe von die Trennung fördernden Adsorbentien oder Lösungsmitteln vermeiden. Vorteilhaft an einer thermischen Trennung ist ferner, dass sie sowohl bei einer guten als auch bei einer schlechten Mischbarkeit von Kühlschmierstoff und Lagerschmiermittel durchgeführt werden kann. Darüber hinaus zeichnet sich eine thermische Trennung durch eine hohe Trennschärfe aus. Weiter vorteilhaft an einer thermischen Trennung ist, dass weitere niedrigsiedende Verunreinigungen des Lagerschmiermittels, wie beispielsweise Wasser, automatisch mitabgetrennt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich prinzipiell zur Abtrennung aller üblicherweise verwendeten Kühlschmierstoffe aus den üblicherweise eingesetzten Lagerschmiermitteln. Besonders hohe Trennwirkungen erhält man bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Abtrennung von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen gemäß DIN 51385, insbesondere Kühlschmierstoffen, die Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise in einem Anteil von mindestens 50 Gew.%, vorzugsweise von mindestens 70 Gew.% und insbesondere von mindestens 90 Gew.% enthalten. Vorteilhaft ist es, wenn die Siedelage des Kühlschmierstoffs im Bereich von 180 bis 320°C liegt. Erfindungsgemäß eingesetzte Kühlschmierstoffe weisen bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-1 von höchstens 10 mm²/s auf. Hervorragend eignen sich Kühlschmierstoffe, die bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-1 von 1 bis 5 mm²/s, noch bevorzugter von 1,5 bis 3,5 mm²/s und insbesondere von höchstens 3 mm²/s aufweisen.
Die Abtrennung des Kühlschmierstoffs aus dem Lagerschmiermittel wird erfindungsgemäß mit einem destillativen Verfahren durchgeführt. Destillative Verfahren nutzten bekanntermaßen die unterschiedlich hohen Siedelagen der beteiligten Substanzen aus. Bei einer bestimmten Temperatur ist der Dampfdruck der Substanz mit der niedrigeren Siedelage, beispielsweise des Kühlschmierstoffs, höher als der Dampfdruck der Substanz mit der höheren Siedelage, beispielsweise des Lagerschmiermittels. Die Substanz mit der niedrigeren Siedelage reichert sich somit in der Gasphase an bzw. wird aus der flüssigen Phase abgereichert. Durch eine gezielt durchgeführte Kondensation der Gasphase wird – vorzugsweise räumlich von der Ursprungsflüssigkeit getrennt – eine Flüssigkeit erhalten, deren Zusammensetzung der Gasphase entspricht. In einem kontinuierlichen Destillationsprozess können so die verschiedenen Substanzen effektiv separiert werden.
Um eine hohe Trennschärfe zu erhalten wird ein Lagerschmiermittel eingesetzt, dessen Flammpunkt mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 70°C und insbesondere mindestens 90°C, höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei reduziertem Druck (Vakuum), insbesondere bei einem Druck von weniger als 1 atm, und/oder bei einer erhöhten Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur von mehr als 25°C, durchgeführt. Erfindungsgemäß beträgt die Destillationstemperaturen höchstens 150°C. Hervorragend eignen sich Destillationstemperaturen von von 50°C bis 130°C und insbesondere von 70°C bis 110°C.
Wie es dem Fachmann bekannt ist, können die Siedelagen der zu trennenden Substanzen gemäß ihrer Dampfdruckkurve durch eine Verringerung des Drucks herabgesetzt werden. Vorzugsweise wird die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei einem Druck von weniger als 5 mbar, vorzugsweise von 0,1 mbar bis 3 mbar, insbesondere von 0,5 mbar bis 2 mbar durchgeführt.
Die Verwendung niedriger Destillationstemperaturen ist deshalb vorteilhaft, weil der für die destillative Trennung erforderliche thermische Energieaufwand reduziert wird. Darüber hinaus werden die zu trennenden Produkte geschont. So können bei tiefen Temperaturen durch die Wärmeeinwirkung initiierte unerwünschte oxidative und/oder thermische Prozesse, die die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Schmierfähigkeit des Lagerschmiermittels beeinträchtigen, wie beispielsweise Öloxidation, Ölschlammbildung (Polymerisation) oder Zersetzung, vermindert oder sogar ganz vermieden werden. Der schonende Charakter der destillativen Trennung kann ferner durch kurze Verweilzeiten der Schmiermittel im Trennapparat begünstigt werden.
Es ist nicht erfindungsgemäß möglich, die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs vom Lagerschmiermittel in Form einer Blasendestillation durchzuführen.
Erfindungsgemäß erfolgt die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs im Nebenstrom mittels Dünnschichtdestillation, Kurzwegdestillation und/oder mittels eines Fallfilmverdampfers. Fallfilmverdampfer bestehen vorzugsweise aus einem stehenden Bündel langer Rohre, in denen die zu destillierende Flüssigkeit oben aufgegeben wird und als Film hinunterströmt. Im Mantelraum erfolgt die Beheizung beispielsweise durch Dampf. In den Rohren bilden sich Dampfblasen, die mit der Flüssigkeit abwärts strömen und für turbulente Bedingungen sorgen. Dampf und Flüssigkeit trennen sich am unteren Ende üblicherweise in einem Abscheidegefäß.
Erfindungsgemäß kann zur destillativen Abtrennung des Kühlschmierstoffs ein Verfahren basierend auf Dünnschichtdestillation oder Kurzwegdestillation durchgeführtwerden
Bei diesen Verfahren erfolgt die Verdampfung des Kühlschmierstoffs im Inneren eines vorzugsweise zylindrischen Rohres aus einem dünnen Film. Dieser Film weist das Lagerschmiermittel als Hauptkomponente auf und wird über ein Wischersystem ständig durchmischt. Die Heizung der Verdampferwand erfolgt zweckmäßigerweise von außen über einen Doppelmantel.
Die oben genannten Verfahren haben, beispielsweise gegenüber der Blasendestillationen, unter anderem den Vorteil, dass sie bei sehr niedrigem Druck und damit auch bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden können. Darüber hinaus können die Produkte sehr schnell aus dem Trennapparat entfernt und somit der weiteren Verwendung zügig zugeführt werden. Aus diesem Grund sind diese Verfahren für die zu trennenden Produkte besonders schonend. Darüber hinaus eignen sich Verfahren der Dünnschicht- und Kurzwegdestillationen auch hervorragend für hochviskose Medien und somit besonders für die an Anlagen zur Metallumformung eingesetzten Lagerschmiermittel, die üblicherweise bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-1 von über 30 mm²/s aufweisen.
Das erfindungsgemäße Trennverfahren wird im Nebenstrom des Lagerschmiermittelkreislaufs durchgeführt. Vorteilhaft bei einer Aufreinigung im Nebenstrom ist, dass der Kreislauf des Lagerschmiermittels keine Beeinträchtigung erfährt und somit der Betrieb der Anlagen zur Metallumformung kontinuierlich aufrechterhalten werden kann. Somit können bei der Aufreinigung im Nebenstrom konstante Prozessbedingungen eingehalten werden. Darüber hinaus ist der apparative Aufwand aufgrund der vergleichsweise geringen Durchsatzmenge an Lagerschmiermittel gering. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Verunreinigungen im Lagerschmiermittelkreislauf zeitnah entfernt werden können. Eine Aufreinigung im Nebenstrom ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein eher geringer Grad an Verunreinigung zu erwarten ist.
Wenn mit einem erhöhten Grad an Verunreinigung zu rechnen ist, ist es verfahrenstechnisch günstig eine Aufreinigung im Vollstrom einzusetzen.
Nicht erfindungsgemäß ist es, das Verfahren in Form einer satzweisen Aufreinigung durchzuführen. Mit einer satzweisen Aufreinigung kann eine definierte Menge des Lagerschmiermittels in einem sehr gründlichen Verfahren, gereinigt werden. Darüber hinaus ist es möglich die Aufreinigung räumlich von Anlagen, an denen das Lagerschmiermittel zum Einsatz kommt, getrennt durchzuführen. Dies erlaubt eine erhöhte Flexibilität für die bauliche Ausgestaltung der Anlagen zur Metallumformung.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bereits mit den üblicherweise als Lagerschmiermittel eingesetzten Produkten, beispielsweise Mineralölen bzw. mineralölbasierten Produkten eine gute Trennleistung erzielt werden kann. Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kontinuität zu den bislang im Stand der Technik verwendeten Schmierstoffen und den damit verbundenen Erfahrungswerten aufrechterhalten werden.
Um bei einer Leckage von Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff die Ausbildung mehrer Phasen zu vermeiden ist es günstig, ein Lagerschmiermittel einzusetzen, das zu mindestens 5%, vorzugsweise zu mindestens 10% in dem Kühlschmierstoff löslich ist. Ebenfalls günstig ist es einen Kühlschmierstoff einzusetzen, der zu mindestens 5% in dem Lagerschmiermittel löslich ist, um nämlich bei einer Leckage von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiermittel eine Ausbildung mehrerer Phasen und die damit verbundene Beeinträchtigung der Schmierfähigkeit des Lagerschmiermittels zu vermeiden.
Eine gute Trennleistung wird auch mit synthetischen Schmierstoffen als Lagerschmiermittel erzielt. Als für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignete synthetische Lagerschmiermittel haben sich Produkte erwiesen, die Polyisobutylen und/oder Polyalphaolefin enthalten. Diese Produkte können auch gemeinsam mit Mineralölen und/oder weiteren üblicherweise in Lagerschmiermitteln verwendeten Komponenten eingesetzt werden.
Vorteilhaft am Einsatz von Polyisobutylen als Lagerschmiermittel ist insbesondere, dass diese Verbindungen durch eine thermische Behandlung rückstandsfrei zersetzt werden können. Dies ist im Fall von Leckagen von Lagerschmiermitteln in den Kühlschmierstoff insbesondere bei einer gegebenenfalls vorgesehenen thermischen Nachbehandlung des Walzbandes von Vorteil.
Darüber hinaus zeichnen sich Lagerschmiermittel auf Polyisobutylen-Basis durch eine gute Mischbarkeit mit Mineralölen aus. Hierdurch wird das Verwendungsspektrum dieser Lagerschmiermittel erhöht. Darüber hinaus zeigen Lagerschmiermittel auf Polyisobutylen-Basis eine ebenfalls gute Mischbarkeit mit den üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil hierdurch das Risiko ausgeschaltet werden kann, dass sich bei der Leckage von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiersystem zwei Phasen ausbilden. Ferner kann auch ein durch die Phasentrennung bedingtes Reißen des Schmierfilms sicher verhindert werden.
Allerdings hat der Einsatz von Lagerschmiermitteln auf Polyisobutylen-Basis am Aluminium-Kaltwalzwerk folgende Nachteile:

– bei zu hohen Polyisobutylen-Verunreinigungen des Kühlschmierstoffs beispielsweise durch eine Leckage im Lagerschmiersystem und/oder bei zu niedrigen Temperaturen bei der thermischen Behandlung des Walzbandes kann es zur Bildung von Rückständen kommen, wodurch die Oberflächenqualität des Walzbandes beeinträchtigt werden kann;
– Polyisobutylen-Rückstände auf Oberflächen weisen die Konsistenz einer klebrigen Masse auf, so kann die Anwendung von Produkten auf Polyisobutylen-Basis im Bereich von Aluminium-Kaltwalzwerken einen erhöhten Handling-Aufwand bedingen;
– Polyisobutylen-Verunreinigungen im Kühlschmierstoff können wie die üblicherweise eingesetzten Lagerschmiermittel auf Basis von Mineralölen nicht über die Kühlschmierstofffiltration entfernt werden.

Es besteht somit der Bedarf nach weiteren Lagerschmiermitteln, insbesondere Lagerschmiermitteln für Ölflutlager in Vorrichtungen zur Metallumformumg, die eine hinreichende Verträglichkeit mit den üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten zeigen. Darüber hinaus sollen sich eventuelle Verunreinigungen des Lagerschmiermittels mit Kühlschmierstoff über das erfindungsgemäße Verfahren gut entfernen lassen. Vor allem aber sollten sich Verunreinigungen des Kühlschmierstoffs durch Lagerschmiermittel, beispielsweise Leckagen von Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff, auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration entfernen lassen.
Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen Verfahren durch ein Lagerschmiermittel gelöst, das mindestens ein Polyalkylenglycol aufweisendes Syntheseöl mit einer kinematischen Viskosität von 60 bis 220 mm²/s bei 40°C, gemessen nach DIN 51562-1, einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von mindestens 1 zu 12 und einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500 g/mol enthält.
Vorzugsweise weist das mindestens eine Syntheseöl eine kinematische Viskosität von 70 bis 150 mm²/s, bei 40°C gemessen nach DIN 51562-1, und ein Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von mindestens 1 zu 10 auf. Weiter vorzugsweise weist der mindestens eine Oxidationsinhibitor einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 170°C und insbesondere von mindestens 190°C auf.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Lagerschmiermittel weist eine hinreichende Verträglichkeit mit den üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten, beispielsweise Kohlenwassestoffgemischen, auf, was insbesondere bei einer Leckage von Lagerschmiermittel- und Kühlschmierstoffkreislauf von Vorteil ist.
Darüber hinaus lassen sich die üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einfacher Weise von diesem Lagerschmiermittel abtrennen.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Lagerschmiermittel eignet sich insbesondere hervorragend für eine thermische Abtrennung von Kühlschmierstoff aus dem Lagerschmiermittel. Vor allem aber lässt sich das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Lagerschmiermittel im Fall von Verunreinigungen des Kühlschmierstoffs durch Leckagen von Lagerschmiermittel auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration aus dem Kühlschmierstoff entfernen. Diese Möglichkeit ergibt sich, sofern zur Kühlschmierstofffiltration Filterhilfsmittel eingesetzt werden, an denen die erfindungsgemäßen Lagerschmiermittel adsorbiert werden. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von Filterhilfsmittel-Mischungen, die u. a. auch Filterhilfsmittel auf Basis von Bleicherden enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Lagerschmiermittel ein Korrosionsschutzmittel.
Als Korrosionsschutzmittel eignen sich herkömmliche Korrosionsschutzmittel. Bevorzugterweise weisen die Korrosionsschutzmittel einen Siedebeginn bei 1 atm von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 150°C auf. So eignen sich beispielsweise Stickstoff-Verbindungen, vorzugsweise basische Stickstoff-Verbindungen wie tertiäre Amine bzw. deren Salze von Benzoe-, Salicyl- oder Naphthensäuren, Ester von Fett-, Naphthen- oder Dicarbonsäuren mit Triethanolamin, Erdalkaliphthalylalkylamide, Aminodicarbonsäuren, Dicyclohexylamin sowie Diamide heterocyclischer Hydroxyamine und Iminoester, Amide, Amidoxime und Diaminomethanderivate.
Ebenfalls geeignet sind Fettsäureamide, insbesondere Amide von gesättigten Fettsäuren mit Alkanolaminen, Alkylaminen, Sarkosin oder Imidazolinen.
Ebenfalls geeignet sind Phosphorsäure-Derivate, insbesondere Diarylphosphate und Thiophosphorsäureester oder neutrale Salze primärer n-Alkylamine (C₈-C₁₈) oder von Cycloalkylaminen mit Dialkylphosphaten.
Ebenfalls geeignet sind Sulfonsäuren oder andere Schwefelverbindungen. Auch geeignet sind Kombinationen von Ba-Sulfonaten und polyoxäthylierten Alkylphenolen, Reaktionsprodukte von Dipenten mit Schwefel in Gegenwart von aktiviertem Aluminium, Kombinationen von Ba-octylphenolsulfid, Ca- und Na-Petroleumsulfonat, Alkylmercapto- und -sulfinylessigsäuren, sowie Gemische aus öllöslichen Alkali- oder Erdalkalisulfonaten, Fettsäuren mit Ethylendiamin (Sarkosine) oder Diethylentriamin.
Ebenfalls geeignet sind Carbonsäure-Derivate, insbesondere Naphthensäuren, Calciumnaphthenate, Zinksalze, Hydroxy- und Ketocarbonsäuren, Dicarbonsäuren, Maleinsäure, ungesättigte Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren sowie Ester aller dieser Säuren, Pentaerythrit- und Sorbitan-monooleate und O-Stearoyl-alkylolamine, Polyisobutenyl-bernsteinsäure-Derivate, Mischungen der Dicarbonsäure und deren Mono-2-hydroxyisopropylester, p-Alkyl-phenoxycarbonsäure, insbesondere -essigsäuren.
Die Menge des eingesetzten Korrosionsschutzmittels kann variieren. Besonders günstig sind Mengen von weniger als 5 Gew.%, und insbesondere Mengen von 0,1 bis 2 Gew.%.
Darüber hinaus kann das Lagerschmiermittel übliche Zusatzstoffe wie Hochdruckadditive/Hochdruckzusätze, Verschleißschutzadditive, Reibwertverminderer, Haftmittel, Viskositäts-Indes-Verbesserer, Detergentien, Demulgatoren, Emulgatoren, Buntmetallinhibitoren und/oder Schaumverhütungsmittel, vorzugsweise in einer Menge von weniger als 5 Gew.%, und insbesondere in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.%, enthalten. Besonders günstig ist die Verwendung von Zusatzstoffen, die einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 170°C und insbesondere von mindestens 190°C aufweisen. Auf diese Weise wird die thermische Trennbarkeit des Lagerschmiermittels und des Kühlschmierstoffs von den Zusatzstoffen nicht negativ beeinflusst.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Lagerschmiermittel enthält mindestens einen Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C. Als Oxidationsinhibitoren eignen sich die bekannten Oxidationsinhibitoren sofern sie einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 170°C und insbesondere von mindestens 190°C aufweisen.
So eignen sich beispielsweise Schwefel-Verbindungen, insbesondere Dialkylsulfide, -polysulfide, Diarylsulfide, modifizierte Mercaptane, Mercaptobenzimidazole, Thiophen-Derivate, Xanthogenate, Zink-dialkyl-dithiocarbamate, Thioglykole und -aldehyde. Von den alkylaromatischen S-Verbindungen ist Dibenzyldisulfid zu erwähnen. Ebenfalls geeignet sind Alkylphenolsulfide. Besonders geeignet ist 4,4'Thio-bis(2-tert-butyl)-5-methylphenol. Ebenfalls geeignet sind 2-Mercaptobenzimidazol, Mercaptotriazine, Umsetzungsprodukte von Benzotriazol-alkyl-vinyläthern oder -ester, 10H-Phenothiazin und dessen Alkylderivate sowie 3,3'-Thio-bis-(propionsäuredodecylester) und Bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-malonsäure-bis-(3-thiapentadecyl)-ester. Ebenfalls geeignet sind Sulfoxide, vorzugsweise in Kombination mit aromatischen Aminen.
Geeignet sind auch Phosphor-Verbindungen wie vorzugsweise Triaryl- und Trialkylphosphite, Phosphorsäure-Phenol-Derivate wie 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-phosphonsäuredialkylester oder auch Phosphonsäuredipiperazide.
Ebenso geeignet sind Schwefel-Phosphor-Verbindungen wie Metallsalze von Thiophosphorsäure-Verbindungen, insbesondere Zinkdialkyldithiophosphate. Ebenfalls geeignet sind Zn- und Ba-Dialkyldithiophosphate Auch geeignet sind Umsetzungsprodukte von P₂S₅ mit Terpenen (Dipenten-, α-Pinen), Polybutenen, Olefinen und ungesättigten Estern, von denen vor allem die Terpen- und Polybuten-Reaktionsprodukte.
Ebenso geeignet sind Phenol-Derivate, insbesondere sterisch gehinderte einwertige sowie zwei- und dreiwertige Phenole, sterisch gehinderte zwei- und dreikernige sowie mehrkernige Phenole. Besonders geeignet sind Polyalkylphenole, insbesondere Methylen-4,4'-bis-(2,6-di-tert-butylphenol). Hervorragende Ergebnisse ergaben 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol. Bei höheren Temperaturen werden Bis- oder Trisphenole, sowie Ester der 3-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionsäure sowie 2,6-Di-tert-butyl-4-(dimethylamino-methyl)-phenol bevorzugt. Ebenfalls geeignet ist das Reaktionsprodukt aus Alkylthiohydrochinon und Butylamin.
Auch geeignet sind Amine, insbesondere öllösliche Amine wie Diphenylamin, Phenyl-α-naphthylamin, p,p'-Tetramethyldiaminodiphenylmethan. Insbesondere bei höheren Temperaturen eignen sich alkylierte (C₈, C₉) Diphenylamine und N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin.
Praktische Versuche haben ergeben, dass mit hochsiedenden phenolischen Oxidationsinhibitoren mit einem Flammpunkt von mindestens 150°C sowohl was den Schutz des Lagerschmiermittels vor Alterung durch thermische Belastung im Lager und bei der thermischen Trennung von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff angeht, als auch bei der Effizienz der thermischen Trennung von Lagerschmiermittel und Lagerschmiermittel-Zusatzstoffe von dem Kühlschmierstoff besonders gute Ergebnisse erzielt werden.
Darüber hinaus haben praktische Versuche ergeben, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, was den Schutz des Lagerschmiermittels vor Alterung durch thermische Belastung im Lager und bei der thermischen Trennung von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff betrifft, wenn zusätzlich zu einem phenolischen Oxidationsinhibitor ein hochsiedender aminischer Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt von mindestens 150°C eingesetzt wird. Vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 3 Gew.%, insbesondere 0,5 bis 1,5 Gew.%. Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung eines alkylierten Diphenylamins in einer Konzentration von 0,5 bis 1,5 Gew.%.
Die Konzentration des Oxidationsinhibitors im Lagerschmiermittel beträgt vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 1,5%.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Lagerschmiermittel ein Syntheseöl mit einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von 1 zu 12 bis 1 zu 1, vorzugsweise von 1 zu 5 bis 1 zu 2 und insbesondere von 1 zu 4 bis 1 zu 2,5 auf. Ein derartiges Lagerschmiermittel zeigt eine noch hinreichende Verträglichkeit mit den üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten, beispielsweise Mineralölen. Darüber hinaus lassen sich Kühlschmierstoffe besonders leicht von einem derartigen Lagerschmiermittel abtrennen. Vor allem aber lässt sich das derartige Lagerschmiermittel im Fall von Verunreinigung des Kühlschmierstoffs durch Lagerschmiermittel auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration unter Einsatz von Filterhilfsmitteln entfernen. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von Filterhilfsmittel-Mischungen, die u. a. auch Filterhilfsmittel auf Basis von Bleicherden enthalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Lagerschmiermittel bei 40°C eine kinematische Viskosität von 60 bis 220 mm²/s, vorzugsweise von 70 bis 150 mm²/s, auf.
Praktische Versuche haben ergeben, dass mit Polyalkylenglycol, Carbonsäureestern, vorzugsweise Diestern und/oder Polyolestern, insbesondere Estern eines C₄-C₂₀ Alkohols mit einer C₆-C₂₂ Dicarbonsäure und/oder Estern eines C₂-C₁₀ Polyhdroxyalkohols mit einer C₆-C₃₆ Mono- und/oder Dicarbonsäure besonders gute Ergebnisse erzielt werden.
Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Einsatz von Polyalkylenglykol, für das in der Literatur häufig die Kurzbezeichnung ”Polyglykol” verwendet wird, ist, dass Leckagen des Kühlschmierstoffs in das Lagerschmiermittel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einfache Weise abgetrennt werden. Besonders vorteilhaft ist, dass bei Leckagen des Lagerschmiermittels in den Kühlschmierstoff die Viskosität des Kühlschmierstoffs, sowie seine Kompatibilität mit einer gegebenenfalls vorgesehenen nachfolgenden thermischen Behandlungen des Walzbandes, beispielsweise eines Aluminiumwalzbandes, kaum beeinträchtigt wird.
Dies ist darin begründet, dass sich durch eine Leckage von Lagerschmierstoff entstandene Polyalkylenglykolverunreinigungen im Kühlschmierstoff in besonders einfacher und effektiver Weise über eine Kühlschmierstofffiltration aus dem Kühlschmierstoff entfernen lassen. Besonders geeignet ist zu diesem Zweck die Durchführung einer Vollstromfiltration als Anschwemmfiltration, vorzugsweise unter Einsatz von Filterhilfsmitteln, vorzugsweise unter teilweiser oder vollständiger Verwendung von Filtrationshilfsmitteln auf Basis von Bleicherden. Darüber hinaus bietet Polyalkylenglykol den Vorteil, sich bei der thermischen Behandlung des Walzbandes zu zersetzen, d. h. Polyalkylenglykol gilt als ”glühfreundlich”.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Polyalkylenglycol ist, dass Polyalkylenglykol einen im Vergleich zu Mineralölen besonders hohen Viskositätsindex aufweist. Somit kann durch den Einsatz von Polyalkylenglycol eine hohe Viskosität des Lagerschmierstoffs eingestellt werden, was sich positiv auf das in einem Lagerschmiersystem verwendbare Temperaturintervall auswirkt.
Darüber hinaus lässt sich durch den Einsatz von Polyalkylenglykol eine Beeinträchtigung des Betriebs von Anlagen zur Metallumformung, insbesondere der Fertigung von Aluminium-Walzprodukten in Aluminium-Kaltwalzwerken durch die Leckage von Lagerschmiermitteln, insbesondere Lagerölen aus den Ölflutlagern für Walzenzapfen, in den Kühlschmierstoff verringern. Insbesondere erhöht Polyalkylenglykol die Prozesssicherheit von Walzprozessen, da mit ihm eine leckagebedingte Viskositätserhöhung gering gehalten oder sogar vollständig vermieden werden kann. Weiterhin lässt sich durch ihren Einsatz die Reinheit des Kühlschmierstoffs verbessern, was den von den Kunden gestellten Anforderungen entspricht. Schließlich werden auch die Kosten für Austausch oder Aufarbeitung der Kühlschmierstofffüllung gesenkt, und es wird vor allem bei der Fertigung von Aluminiumfolien das Potential zur Verkürzung der nachfolgenden Wärmebehandlung, beispielsweise mittels eines Entfettungsglühens, eröffnet.
Besonders gute Ergebnisse werden mit Polyalkylenglykol erzielt, wenn als Lagerschmiermittel in Schmierkreisläufen an Anlagen zur Metallumformung, beispielsweise in Ölflutlagern für Walzenzapfen in Aluminiumkaltwalzwerken, eingesetzt wird. Insbesondere bei diesen Schmierkreisläufen kann eine Leckage aus dem Schmierkreislauf in den Kühlschmierstoff sowie eine Leckage von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiermittel nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht vollständig verhindert werden.
Erfindungsgemäß wird ein Polyalkylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500, bevorzugter von 1000 bis 3000 g/mol, und insbesondere von 1200 bis 2500 g/mol, eingesetzt, was sich als besonders günstig erwiesen hat.
Hervorragende Ergebnisse werden mit Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Polybutylenglycol, insbesondere Butanol initiiertem Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol und/oder Blockpolymeren und/oder Copolymeren hiervon erzielt.
Für die Herstellung des Polyalkylenglycols eignet sich insbesondere die Polymerisation von Ethylen- und Propylenoxid in einem Verhältnis von 0:1 bis 4:1, vorzugsweise von 0:1 bis 2:1, noch bevorzugter von 0:1 bis 1:1 und insbesondere von 0:1.
Über die Einstellung des Ethylenoxid-zu-Propylenoxid(EO:PO)-Verhältnisses, kann die Mischbarkeit mit dem Kühlschmierstoff verbessert und damit das Risiko der Ausbildung von zwei Phasen reduziert werden. Weiterhin kann über die Wahl des EO:PO-Verhältnisses die Mischbarkeit mit dem jeweils eingesetzten Kühlschmierstoff gezielt eingestellt werden.
Hervorragende Ergebnisse werden auch mit Syntheseölen erzielt, die einen Gehalt an Ethergruppen, gemessen als Masse des C-O-C gebundenen Sauerstoffs bezogen auf die Molmasse, von 20 bis 40%, vorzugsweise von 20 bis 30%, aufweisen.
Gute Ergebnisse erhält man auch mit Syntheseölen, die Carbonsäureester, vorzugsweise Diester und/oder Polyolester, insbesondere Ester eines C₄-C₂₀ Alkohols mit einer C₆-C₂₂ Dicarbonsäure und/oder Estern eines C₂-C₁₀ Polyhdroxyalkohols mit einer C₆-C₃₆ Mono- und/oder Dicarbonsäure enthalten.
Derartige Syntheseöle verfügen im Gegensatz zu Mineralölen, Polyalphaolefinen oder Polyisobutylenen über ”polare”, sauerstoffhaltige Molekül-Gruppen und somit über das Potential, im Fall einer Leckage in den Kühlschmierstoff über die Kühlschmierstofffiltration entfernbar zu sein. Darüber hinaus weisen die synthetischen Erdöle, welche Polyester enthalten, ebenfalls die Eigenschaft auf, sich bei einer thermischen Behandlung rückstandsarm zu zersetzten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Lagerschmierstoffs besteht dieser bevorzugt zu mehr als 5% aus synthetischen Carbonsäureestern wie Diestern, Polyolestern oder Komplexestern, in denen ihrerseits der Kühlschmierstoff zu mehr als 5% löslich ist.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Lagerschmiermittel weist einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C auf, der mindestens 50°C höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt.
Durch die Wahl des Flammpunkts des Lagerschmiermittels kann ein für ein thermisches Trennverfahren günstiges Abtrennverhalten von möglichen Kühlschmierstoff-Verunreinigungen eingestellt werden. Die Siedelage des Lagerschmiermittels sowie die Siedelagen gegebenenfalls beigegebener Additive und weiterer Inhaltsstoffe werden vorzugsweise so gewählt, dass sie keinen Temperaturüberlappungsbereich mit der Siedelage des Kühlschmierstoffs aufweisen.
Vorzugsweise wird ein Lagerschmiermittel mit einem Siedebeginn gewählt, welcher möglichst deutlich über dem Siedeende des Kühlschmierstoffs und der gegebenenfalls vorhandenen Kühlschmierstoffadditive liegt. Ebenfalls ist es bevorzugt, dass die dem Lagerschmierstoff gegebenenfalls zugesetzten Additive und weiteren Inhaltsstoffe mit ihrer Siedelage bzw. ihrem Siedebeginn deutlich über dem Siedeende des Kühlschmierstoffs und der Kühlschmierstoffadditive liegen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Flammpunkt des Lagerschmiermittels bei 1 atm mindestens 170°C und insbesondere mindestens 190°C, beträgt. Auf diese Weise kann das thermische Trennverfahren besonders wirksam durchgeführt werden.
Der Anteil des Syntheseöls in dem Lagerschmiermittel kann in weiten Bereichen variieren. Praktische Versuche haben ergeben, dass der Anteil des Syntheseöls in dem Lagerschmiermittel vorteilhafterweise mindestens 5 Gew.%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.%, noch bevorzugter mindestens 90 Gew.% und insbesondere mindestens 95 Gew.% bis 99,5 Gew.%, beträgt.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn sich das Lagerschmiermittel bei Temperaturen von 250°C bis 350°C im Wesentlichen rückstandsfrei zersetzt.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Lagerschmiermittel eignet sich hervorragend als Ölflutlagerschmiermittel in Vorrichtungen zur Metallumformung, insbesondere in Kaltwalzwerken. Besonders vorteilhaft ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf besonders einfache Weise Kühlschmierstoff aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt werden kann und dass erfindungsgemäß eingesetzte Lagerschmiermittel auf besonders einfache Weise über die Kühlschmierstofffiltration aus dem Kühlschmierstoff abgetrennt werden kann.
Versuchsreihen des beispielhaften, nicht als beschränkend anzusehenden Einsatzes von Lagerschmiermittel auf Polyalkylenglykol-Basis in Aluminium-Kaltwalzwerken mit Lagern mit Ölfilmlager-Schmiersystemen haben gezeigt, dass bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Verunreinigung des Lagerschmiermittels durch Kühlschmierstoff auf weniger als 1% beschränkt werden konnte. Gleichzeitig konnten die Lagerschmiermittel aus dem Kühlschmierstoff durch Einsatz der Kühlschmierstofffiltration auf Basis von Filterhilfsmitteln auf Restgehalte kleiner 0,5% beschränkt werden.
So war es in beispielhaften Laborversuchen möglich, mit dem Verfahren der Kurzwegdestillation Kühlschmierstoff aus Lagerschmiermittel auf Polyalkylenglykol-Basis bis auf Restanteile von weniger als 0,5% zu entfernen. Bei der Kurzwegdestillation wurde bei einem Druck von 5 mbar bei Temperaturen kleiner/gleich 120°C, insbesondere zwischen 25 und 120°C, bzw. bei einem Druck von 1 mbar bei Temperaturen kleiner/gleich 100°C, insbesondere zwischen 25 und 100°C, gearbeitet.

Claims

Verfahren zum Aufarbeiten von Lagerschmiermittel aus Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung, in dem Kühlschmierstoff, der in den Vorrichtungen zur Metallumformung eingesetzt wird, mittels eines destillativen Verfahrens aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Lagerschmiermittel – einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C aufweist, der mindestens 50°C höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt und – mindestens einen Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C enthält, sowie – mindestens ein Polyalkylenglycol aufweisendes Syntheseöl mit einer kinematischen Viskosität von 60 bis 220 mm²/s bei 40°C, gemessen nach DIN 51562-1, einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von mindestens 1 zu 12 und einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500 g/mol enthält, b) der Kühlschmierstoff ein gemäß DIN 51385 nicht wassermischbarer Kühlschmierstoff ist und bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-1 von höchstens 10 mm²/s aufweist und c) die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs im Nebenstrom mittels Dünnschichtdestillation, Kurzwegdestillation und/oder mittels eines Fallfilmverdampfers bei einer Temperatur von höchstens 150°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei einem Druck von weniger als 5 mbar durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lagerschmiermittel ein Lagerschmiermittel eingesetzt wird, dessen Flammpunkt mindestens 70°C, höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlschmierstoff eingesetzt wird, der zu mindestens 5% in dem Lagerschmiermittel löslich ist und/oder dass ein Lagerschmiermittel eingesetzt wird, das zu mindestens 5% in dem Kühlschmierstoff löslich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlschmierstoff, der zu mindestens 80% aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen besteht, abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschmiermittel bei 40°C eine kinematische Viskosität von 60 bis 220 mm²/s aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Syntheseöl aus Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Polybutylenglycol, Polytetramethylenglycol und/oder Blockpolymeren und/oder Copolymeren hiervon besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Lagerschmiermittel bei Temperaturen von 250°C bis 350°C im Wesentlichen rückstandsfrei zersetzt.