DE2617175A1

DE2617175A1 - Schmiermittelgemisch auf wasserbasis

Info

Publication number: DE2617175A1
Application number: DE19762617175
Authority: DE
Inventors: Ellis Abrams; Sidney Barber
Original assignee: EF Houghton and Co
Current assignee: EF Houghton and Co
Priority date: 1975-04-21
Filing date: 1976-04-20
Publication date: 1976-11-04
Also published as: IT1058186B; FR2318221A1; CA1071181A; GB1550163A; US3933661A

Description

j SauHQEHSJOHTJ Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen ;

zur Eingabe vom Name d. Anm. E . F. HOUghtOn & CO. j

Philadelphia, Pennsylvania Neuanmeldung j

„ ,.,,/, Priorität: U.S. 569,662

^{H 123/1} vom 21. April

1975

Schmiermittelgemisch auf Wasserbasis

Die Erfindung betrifft ein Konzentrat zur Bildung eines Schmiermittels auf Wasserbasis, das insbesondere als Nachbeiz- und Walzflüssigkeit für Stahl brauchbar ist.

Bei der Herstellung von kaltgealztem Stahl werden die Stahlvorblöcke zunächst warmgewalzt. Aus dem Block entsteht als erstes Zwischenerzeugnis eine 100 bis 150 mm dicke Bramme. Anschließend wird die Bramme auf geringe Dicke ausgewalzt und man erhält einen Bandstahl mit einer Dicke von 2 bis 6,5 mm. Nach der Fertigung des warmgewalzten Bandstahls wird er zur Entzunderung von dem während des Warmwalzens durch Oxydation gebildeten Zunders in ein Schwefelsäure oder Salzsäure enthaltendes Beizbad eingebracht.

Nach dem Verlassen des Beizbads wird das Stahlblech zur Entfernung der Säure mit Wasser gespült, an der Luft getrocknet und zu Ringen gewalzt. Bei früheren Arbeitsweisen hat man, bevor das Blech zu Ringen ausgewalzt wurde, eine Nachbeizflüssigkeit auf die Oberflächen des Bleches aufgebracht, damit während des Aufwickeln möglichst wenige Kratzer entstehen und damit die Oberflächen des Bleches bei dem nachfolgenden Kaltwalzvorgang einen Schmiermittelauftrag haben.

Als Nachbeizflüssigkeiten sind bisher allgemein ölzusammensetzungen verwendet worden, so daß das Blech einen ölüberzug

609845/1044

erhielt. Derartige Flüssigkeiten bestanden im allgemeinen aus Mineral- oder Fettölen, Rostschutzmitteln, wie beispielsweise Petroleumsulfonaten, Schmiermittel-Additiven, wie beispielsweise Alkylsäurephosphate, und Emulgatoren oder Dispersionsmittel.

Solche Beizflüssigkeiten wiesen eine Reihe von Nachteilen auf. Eines der Hauptprobleme bestand darin, die verbrauchten Flüssigkeiten zu vernichten, denn infolge der ihnen eigenen öligen Natur sind diese Flüssigkeiten potentielle Gewässer- und Flüsse-Verschmutzer. Man weiß darüber hinaus, daß solche Flüssigkeiten von dem aufgerollten gebeizten Bandstahl abzutropfen pflegen. Das hat zur Folge, daß der Arbeitsbereich verschmutzt und infolge Ölflecken auf dem Boden unsicher wird. Ein weiteres Problem ist das "Verweigern im Walzwerk", die Erscheinung, daß das Schmiermittel infolge der ölnatur der Flüssigkeit das "Anhaften" des Bandstahls an den Walzen, das erforderlich ist, damit die Bänder während des Kaltwalzens zwischen den Walzen vorwärtsgeschoben werden können, störend beeinflußt. Im Bestreben, diesen Nachteil zu beheben, hat man der Flüssigkeit zwecks Verminderung der Gleitung Kerosin zugesetzt. Jedoch ist Kerosin leicht entzündlich, so daß es beim Kaltwalzen eine ausgesprochene Feuergefahr darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flüssiges Nachbeiz- und Schmiermittel auf Basis von Wasser zu schaffen, das beim Kaltwalzen von Stahl verwendet werden kann und praktisch keine Flecken- und Korrosionsbildung bei dem Stahl aufkommen läßt.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Konzentrat zur Bildung eines insbesondere als Nachbeiz- und Walzflüssigkeit für Stahl brauchbaren Schmiermittels auf Wasserbasis, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine wässrige Dispersion aus

609845/1044

(1) einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit, bei der es sich um das Kondensationsprodukt von 1,5 bis 2 Molen eines Dialkanol amins, und zwar entweder Diäthanolamin oder Diisopropanolamin, mit einem Mol einer Monocarbonsäure mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder deren Glycerid, und (2) eines die Viskosität der wässrigen Zusammensetzung vermindernden Mittel, bei dem es sich um entweder (a) ein Alkylarylsulfonat, oder (b) einen Monoalkyl äther eines niedriegen Alkylenglykols, oder (c) ein niedriges Glykol, oder (d) einen Monoalkyläther eines Polyoxyalkylenglykols handelt. In dem erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat können vorteilhaft Schmiermittelzusätze, wie beispielsweise Höchstdruckadditive, Gleitstützer, Rostschutz- und Korrosionsschutzmittel enthalten sein.

Das erfindungsgemäße Konzentrat hat den Vorteil, daß sich damit Nachbeizflüssigkeiten und Walzschmiermittel auf Wasserbasis formulieren lassen, die die zuvor erwähnten Umweltverschmutzungsgefahren und Feuergefährlichkeit, die die bisher für die Nachbeizung und das Kaltwalzen benutzten ölzusammensetzungen haben, nicht aufweisen. Darüber hinaus zeichnen sich mit dem erfindungsgemäßen Konzentrat hergestellte Nachbeizf lüssigkeiten durch eine sehr viel geringere Tendenz, von den aufgewickelten gebeizten Stahlbändern abzutropfen, auf. Dadurch lassen sich die Arbeitsplätze wesentlich einfacher Sauber und sicher halten. Darüber hinaus verbessern die mit dem erfindungsgemäßen Konzentrat hergestellten Schmiermittel auf Wasserbasis die Lebensdauer der Walzenoberflächen, sichern ein sauberes Auswalzen und machen die Herstellung von blankem Stahlband möglich, das nicht den gebräuchlicherweise als "Kohlekante" bezeichneten Defekt aufweist.

Das erfindungsgemäße auf Wasser aufgebaute Nachbeiz- und Kaltwalzschmiermittel enthält neben dem Wasser zwei wesentliche Bestandteile in bestimmten anteiligen Mengen, und zwar (1) eine mit Wasser mischbare Flüssigkeit, bei der es sich um das Kon

6 0 9845/1 Q 44

densationsprodukt einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder deren Glycerid mit einem der Dialkanolamine Diethanolamin und Diisopropanolamin mit einem Molverhältnis des Dialkanolamins zu der Carbonsäure von etwa 1,5 bis 2 zu eins handelt, und (2) ein Mittel zur Verminderung der Viskosität der wässrigen Flüssigkeit, bei dem es sich um entweder (a) ein Alkylarylsulfonat, oder (b) einen Monoalkylather eines niedrigen Alkylenglykols, oder (c) ein niedriges Glykol, oder (d) einen Monoalkyläther eines Polyoxyalkylenglykols, oder um Gemische dieser Substanzen handelt. In den auf Wasserbasis formulierten Flüssigkeiten können Hochdruck-Additive oder Antifriktionszusätze sowie Stoffe, die zur Verbesserung der Rostschutz- und Korrosionsschutz-Wirkung dieser Flüssigkeiten zu dienen vermögen, zusätzlich vorhanden sein.

Die beiden zuvor angegebenen wesentlichen Bestandteile können in Form eines Konzentrats kombiniert sein, das aus etwa 50 bis 92 % des Säure-Amin-Kondensats und etwa 8 bis 50 % des die Viskosität reduzierenden Mittels besteht. Vorzugsweise setzt sich das Konzentrat aus 50 bis 80 % des Kondensats und 20 bis 50 % des die Viskostitat vermindernden Mittels zusammen. Das Konzentrat kann dann dem Wasser zugegeben werden. Wenn es sich um eine Nachbeizflüssigkeit handelt, ,kann der Anteil an Konzentrat bei etwa 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Flüssigkeit, liegen.

Wenn erfindurigsgemäß eine Kaltwalzflüssigkeit vorgesehen ist, kann man das Konzentrat mit Wasser so kombinieren, daß die resultierende Zusammensetzung auf Wasserbasis etwa 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, an dem Konzentrat enthält.

Die erfindungsgemäßen auf Wasserbasis formulierten Flüssigkeiten sind "ölfrei" in dem Sinn, daß darin keine öligen Bestandteile,

609845/1044

wie beispielsweise Erdöl, Fettöl, usw. vorhanden sind. Demzufolge bringt die erfindungsgemäße Flüssigkeit, nach der Verwendung, verglichen mit den für denselben Zweck bisher benutzten öligen Flüssigkeiten ganz wesentlich geringe Probleme hinsichtlich Umweltverschmutzung mit sich.

Wenn man ein erfindungsgemäßes Mittel direkt nach dem Beizvorgang, zu einer Zeit, wenn der Stahl eine Temperatur von etwa 7O bis 105°C hat, auf das Stahlblech aufbringt, verdampft das Hasser, und die Oberflächen des Bleches bleiben mit einem anhaftenden Film überzogen zurück. Dieser Film dient sowohl dem Korrosionsschutz als auch der Schmierung und verhindert Kratzerbildung während des Aufwickeins und Abwickeins. Der Film vermittelt auch die Schmierung, die beim Kaltwalzen während der ersten Arbeitsstufen erforderlich ist. Da der Film an dem Stahlband haftet, kann er nicht abtropfen, und dies ist ein bedeutender Vorteil für die Sicherheit und Sauberkeit des Arbeitsbereiches.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeit auf Wasserbasis gibt dem Blech ein blankes klares Finish. Kohlekanten sind nicht vorhanden.

Wie zuvor erwähnt handelt es sich bei der mit Wasser mischbaren Flüssigkeit um ein Kondensationsprodukt einer aliphatischen Mono'carbonsäure oder deren Glycerid mit einem der genannten Dialkanolamine, in dem das Amin in anteiligen Mengen von im wesentlichen 1,5 bis 2,7 Molen je Mol der Carbonsäure vorhanden ist. Als Monocarbonsäuren dienen für diesen Zweck Fettsäuren mit IO bis 2O Kohlenstoffatomen und Glyceride dieser Säuren. Beispiele für solche Säuren sind Stearinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, Linolensäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Kokosnußölfettsäuren, Ricinoleinsäure und dergleichen sowie die Glyceride dieser Säuren. Bevorzugte Carbonsäuren für diesen Zweck sind beispielsweise raffinierte Tallölfettsäuren (vor-

609845/1044

— ο —

wiegend ein Gemisch aus Olein- und Linoleinsäuren) und deren Glyceride, die allgemein als Härte- und Specköle bekannt sind.

Die zuvor genannten Monocarbonsäuren werden mit einem Dialkanolamin umgesetzt. Beispiele für solche Dialkanolamine sind Diäthanoi- und Diisopropanolamin.

Man stellt die Kondensate her durch Umsetzung von im wesentlichen nicht weniger als etwa 1,5 und vorzugsweise etwa 2 Molen des Dialkanolamins mit einem Mol der Monocarbonsäure. Die Kondensationsreaktion findet bei Temperaturen oberhalb etwa 100⁰C, jedoch unterhalb der Zersetzungstemperatur des resultierenden Materials statt. Wenn man die Monocarbonsäure-Reaktionskomponente in Form eines Glycerids einsetzt, bezieht sich das zuvor angegebene molare Verhältnis von Amin zu Säure auf die Mole an Säure in einem solchen Glycerid.

Als besonders vorteilhaft für die Zwecke der vorliegenden Erfindung hat sich ein flüssiges Konzentrat erwiesen, bei dem es sich um das Kondensationsprodukt von etwa 1,8 Molen Diäthanolamin mit einem Mol (bezogen auf den Carbonsäuregehalt) an gel-. bem Schmierfett (annähernd 85% Glycerid eines Gemisches aus Stearin-, Palmitin- und Oleinsäuren) handelt. Ein weiteres vorteilhaftes mit Wasser mischbares Kondensat ist das Reaktionsprodukt aus Diethanolamin und Tallölfettsäuren in den zuvor angegebenen molaren Verhältnissen von Amin zu Fettsäure. Kondensate dieser Art, wie sie in den erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen benutzt werden, sowie Verfahren zu deren Herstellung sind im einzelnen in dem US-PS 2,089,212 beschrieben.

Es wird angenommen, daß die zuvor erläuterten Kondensate, die bei Zimmertemperatur flüssig sein sollen, in den erfindungsgemäßen Nachbeizflüssigkeiten und Kaltwalzschmiermitteln die Funktion haben, den Flüssigkeiten die erforderliche Schmierfä-

609845/1044

higkeit zu geben. Darüber hinaus wirken sie in gewissem Ausmaß als Rostinhibitoren für Stahlblech.

Die zuvor beschriebenen Kondensate sind zwar mit Wasser mischbar, es wurde jedoch gefunden, daß die wässrigen Zusammensetzungen eine beachtliche Viskositätssteigerung erfahren und ihr Wassergehalt durch Verdampfung vermindert wird, wenn man die solche Kondensate enthaltenden wässrigen Zusammensetzungen während der Nachbeizbehandlung auf den heißen Stahl aufbringt. Infolge der Viskositätszunahme ist die gleichmäßige Verteilung des Kondensats auf der Stahloberfläche gestört. Infolgedessen verbleiben, nachdem praktisch die Gesamtmenge an Wasser verdampft ist, auf der Stahlblechoberfläche Kondensatinseln, die voneinander durch nichtüberzogene und infolgedessen ungeschützte Bereiche getrennt sind. Es wurde gefunden, daß dann, wenn die erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen auf Wasserbasis eines oder mehrere die Viskosität vermindernde Mittel i«n bestimmten Mengen enthalten, das zuvor erwähnte Problem der ungleichmäßigen und unvollständigen Verteilung des Kondensats auf der Oberfläche des Stahlbleches behoben werden kann. .

Wie zuvor angegeben, sind als die Viskosität vermindernde Mittel vier Arten von Chemikalien brauchbar, und zwar (a) Alkylarylsulfonate, (b) Monoalkyläther von niedrigen Alkylenglykolen, (c) niedrige Glykole, und (d) Monoalkyläther von bestimmten PoIyoxyalkylenglykolen, sowie Gemische solcher Mittel.

Die Alkylarylensulfonate, die man wegen ihrer charakteristischen Farbe gebräuchlicherweise als "Mahagoni-Sulfonate" bezeichnet, sind lösliche öle, die, wenn sie von durch Sulfonieren eines hochsiedenden Erdöldestillates erhaltenen Substanzen abgeleitet sind, typischerweise einen einzigen aromatischen Ring mit einer langen aliphatischen Kette enthalten. Demgemäß können solche

609845/10U

Sulfonate durch die allgemeine Formel

RSO₃X

wiedergegeben werden, in der R ein Alkylarylen (im allgemeinen ein Phenylen) mit 20 bis 30 Kohlenstoffatomen und X Natrium, Kalium, Ammonium oder ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin bedeuten. Das durchschnittliche Molekulargewicht solcher aus Erdölfraktionen hergestellten Sulfonate liegt gewöhnlich in der Größenordnung von etwa 450 bis 500. Methoden zur Gewinnung solcher Sulfonate sind bekannt. Es sei beispielsweise verwiesen auf Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2d., Band 19, Seiten 296-297 (1969).

Ein für die erfindungsgemäßen Zwecke bevorzugtes Sulfonat ist ein von Erdöl abgeleitetes Natriumalkylphenylensulfonat mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 455-480.

In den erfindungsgemäßen Flüssigkeiten auf Wasserbasis gibt das Sulfonat dem Stahlblech einen gewissen Rostschutz. Darüber hinaus trägt das Sulfonat zur Schmierfähigkeit bei, gilt als körperbildendes Mittel für das Gemisch und unterstützt das Löslichmachen der nicht-wässrigen Bestandteile in dem Hauptbestandteil, dem Wasser, bei.

Eine zweite Gruppe von viskositätsverbessernden Mitteln sind die Monoalkyläther von niedrigen Alkylenglykolen mit der Formel

R¹O(CH₀CHO) OH

R"

worin R¹ für eine 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylgruope steht, R" Wasserstoff oder eine Methylgruppe bedeutet und y eine Zahl von 1 bis 3 angibt. Typische Beispiele für solche Äther sind der Monoäthyläther von Äthylenglykol und der Monobutyläther von Propylen (R" ist CH_) - glykol. Der letztgenannte Äther ist ein vorteilhaftes viskositätsverminderndes Mittel.

609845/10A4

Die dritte Gruppe der Viskositätsverbesserer sind die niedrigen Glykole, und zwar Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, 1,5-Pentandiol, 2-Äthyl-l,3-hexandiol und Hexylenglykol (2-Methyl-2,4-pentandiol) .

Die vierte Kategorie der die Viskosität verbessernden Mittel stellen die Monoalkylather von Polyoxyalkylenglykolen dar. Diese VErbindungen, die sowohl Oxyäthylen- als auch 0xy-l,2-propylengruppen enthalten, werden auch als Monohydroxyoxyäthylenoxy-1,2-propylen-aliphatische Monoäther bezeichnet, in denen das Äthylenoxid und das 1,2-Propylenoxid als Oxyäthylen- und Oxy-l,2-propylen-Gruppen kombiniert sind. Gewöhnlich sind in solchen Verbindungen die Oxyäthylen- und Oxy-l,2-propylen-Gruppen in einem solchen Verhältnis vereinigt, daß wenigstens ein drittel Anteil an 1,2-Propylenoxid je Anteil an Äthylenoxid vorhanden ist. Im allgemeinen haben diese Verbindungen ein durchschnittliches Molekulargewicht von wenigstens 500, wovon wenigstens 300 auf die Oxyäthylen- und 0xy-l,2-propylengruppen entfällt.

Diese Äther und Verfahren zu ihrer Herstellung, wozu man bei- spielsweise einen Alkohol, zum Beispiel Butanol, Äthylenoxid und 1,2-Propylenoxid zusammen umsetzt, sind in der US-PS 2,425 beschrieben. Das resultierende Produkt ist ein Äthergemisch. Dieses Gemisch hat bestimmte physikalische Eigenschaften und ein durchschnittliches Molekulargewicht. Ein vorteilhaftes viskositätsverminderndes Mittel dieser Art ist ein Gemisch aus Butylmonoäther mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 850. Solche Äther haben vorzugsweise ein Verhältnis von 1,2-Propylenoxid- zu Äthylenoxid-Gruppen von 1:1.

Man kann die 'gewünschte Viskositätsverminderung der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen auf Wasserbasis durch Einsatz einer aus einer beliebigen der vier zuvor beschriebenen

609845/1044

Verbindungsklassen ausgewählten Verbindung einstellen, man kann auch Mischungen von Verbindungen aus verschiedenen Klassen benutzen. Eine bevorzugte Kombination von die Viskosität vermindernden Mitteln ist im nachstehenden Beispiel 3 angegeben.

In den erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen können auch sonstige Zusätze vorhanden sein, beispielsweise die Schmierfähigkeit und Fließfähigkeit verbessernde Mittel sowie sonstige Additive, die den durch diese Zusammensetzungen bewirkten Korrosionsschutz verbessern.

Beispiele für Schmierfähigkeitsverbesserer sind Alkylsäurephosphate der allgemeinen Formel:

R¹"

R" J- 0-P = O ,
t
0

worin R"' eine Alkylgruppe mit 10 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet. Ein bevorzugtes Phosphat dieser Art ist das Laurylsäurephophat.

In den erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen liegen die Säurephosphate vorzugsweise neutralisiert vor. Wenn man für die Herstellung der Säure-Amin-Kondensate Amin im Überschuß verwendet, wird eine solche Neutralisation durch das zur Verfügung stehende Amin bewirkt. Die Neutralisation kann aber auch durch Zugabe verschiedener Amine, wie beispielsweise Diäthanolamin, Dilsopropanolamin und Triäthanolamin erfolgen.

Ein Additive, das zur Verbesserung des durch die neuen Schmiermittel bewirkten Korrosionswiderstands darin vorhanden sein kann, ist ein Petroleumoxidat.

609845/1044

Diese zusätzlichen, möglichen Additive können bis zu 12 Gew.-^! der Konzentrate bzw. des nicht-wässrigen Anteils der erfindungsgemäßen Schmiermittel ausmachen.

Man kann die Konzentrate in der Weise fertigen, daß man die verschiedenen Bestandteile, die alle bei Zimmertemperatur flüssig sind, einfach bei Zimmertemperatur miteinander vermischt. Aus den Konzentraten lassen sich die Schmiermittel auf Wasserbasis dann einfach so fertigen, daß man sie in geeigneter Menge mit Wasser, zum Beispiel etwa 15 bis 50% für Nachbeizflüssigkeiten und etwa 0,5 bis 2% für Walζschmiermittel, kombiniert.

In den nachfolgenden Beispielen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.

Konzentrate der folgenden Formulierungen wurden durch Kombinieren der verschiedenen Bestandteile zubereitet.

Beispiel 1 Bestandteil Gew.-%

Natriumpetroleumsulfonat 23,0

Fettsäure-Amin-Kondensat 69,5

Gemisch aus Decyl- und Lauryl-

säurephosphaten 7,5

Natriumalkylphenylensulfonat, Durchschnittsmolekulargewicht 455-480

Kondensationsprodukt aus Diäthanolamin und gelbem Schmierfett in anteiligen Mengen von 1,8 Molen Amin je Mol Fettsäure in dem Schmierfett

80984 5/1044

Beispiel 2	Bestandteil	Gew.-%
Natriumpetroleumsulfonat	21,4
Fettsäure-Amin-Kondensat	64,1
Gemisch aus Decyl- und Lauryl-
s äurephosphaten	7,2
Triäthanolamin	7,3

Natriumalkylphenylensulfonat, Durchschnittsmolekulargewicht 455-480

Kondensationsprodukt aus 1,8 Molen Diäthanolamin und 1 Mol

gelbem Schmierfett

Beispiel 3 Bestandteil Gew.-%

Natriumpetroleumsulfonat 10

Fettsäure-Amin-Kondensat 53

Butylcarbitol 15

Monobutyläther von Polyoxy- 15

alkylenglykol

LaurylSäurephosphat 7

Natriumalkylphenylensulfonat, Durchschnittsmolekulargewicht 455-480

Gemisch aus Monohydroxyoxyäthylen-oxy-l,2-propylenbutyl-

monoäther, Durchschnittsmolekulargewicht 850,

1:1 - Verhältnis von Oxyäthylen- zu Oxy-l,2-propylen-Gruppen.

Beispiel 4

Die Konzentrate der Beispiele 1, 2 und 3 wurden mit Wasser zu verschiedenen Nachbeizflüssigkeiten, die 25%, 30% und 35% an Konzentrat enthielten, verdünnt. Die verschiedenen Nachbeizflüssigkeiten wurden getrennt in das Schmiermittel-Umlaufsystem

60984S/10U

an der Aufrolleinrichtung für die gebeizten Blechstreifen in einem Walzwerk eingefüllt. Jede Flüssigkeit wurde auf frisch gebeizte Flächen von Kohlenstoffstahlblechen an einer Stelle vor den Austragungswalzen, in denen die Dicke des Flüssigkeitsfilms festgelegt und durch die die Stahlbänder zu lockeren
Spiralringen aufgerollt wurden, auffließen gelassen. Überschüssige Flüssigkeit wurde während des Durchgangs durch die Austragungswalzen seitlich von den Bändern abgetrennt.

Die Stahlbleche oder Bänder, auf die die Nachbeizflüssigkeiten aufgebracht wurden, hatten verschiedene Dicken und Breiten. Die Breite einiger Bänder betrug nur etwa 500 mm, wohingegen andere bis zu 1200 mm breit waren, und in ähnlicher Weise waren einige Bleche relativ dünn, beispielsweise etwa 2 mm dick, während andere eine Dicke von etwa 6,5 mm aufwiesen. Die Temperatur der Stahlbänder lag während des Aufbringens der Nachbeizf lüssigkeiten im Bereich von 60 bis 85 C.

Die Nachbeizflüssigkeiten der Beispiele 1, 2 und 3 schützten die frisch gebeizten Bleche vor Rostbildung und vor dem Ver- ^: kratzen sowie vor der Bildung von Blistern während des Aufrollens an der Auslaßseite der Walzstrasse in der Auspulvorrichtung und während des Abspulens in dem Spulkasten unmittelbar vor der anschließenden Kaltwalzung. Die Nachbeizflüssigkeiten dienen auch als Schmiermittel auf dem Walzengerüst Nr. 1 des Kaltwalzwerkes, wenn auf diesem Gerüst nur eine Wasserwäsche verwendet wird.

Beispiel 5

Die Konzentrate der Beispiele 1, 2 und 3 wurden soweit mit
Wasser verdünnt, daß Schmiermittel auf Wasserbasis mit einem Gehalt von 2% an Konzentrat entstanden. Jede dieser Schmiermittelzusammensetzungen wurde auf ihre Schmiereigenschaften
beim Kaltwalzen von Stahl mittels der folgenden Untersuchungsmethode geprüft.

609845/1044

In einen unterteilten Behälter zum Aufbewahren von Kühlflüssigkeit mit einem Fassungsvermögen von etwa 60500 Litern wurden annähernd 53000 Liter Wasser eingefüllt. Zwölf etwa 210 Liter-Trommeln eines Gemisches aus 30 Teilen des Konzentrats gemäß Beispiel 1 und 70 Teilen Wasser wurden in dieses System eingefüllt. Die resultierende Lösung wurde in dem Umlaufsystem einer Dreiwalzenstrasse in üblicher Konstruktion zum vierfachen Kaltwalzen eingesetzt. Der Umlauf wurde durch Förderpumpen/ die zu dem Reservoirsystem gehörten, bewirkt. Warmgewalzter Stahl, der zuvor gebeizt und geölt worden war, wurde anschliessend unter Benutzung der zuvor erwähnten Lösung auf geringe Dicke kaltgewalzt. Der Oberzug auf dem gebeizten Blech war entweder ein Standard-Erdöl-Fettöl-Gemisch oder eine aus 30 Teilen des Konzentrats gemäß Beispiel 1 und 70 Teilen Wasser bestehende Mischung.

Die im vorstehenden Beispiel 4 erwähnten Stahlringe wurden kaltgewalzt. Unter der großen Anzahl so ausgewalzten Ringe gab es lediglich zwei Ringe, die infolge Kohlenstoffkanten verworfen werden mußten.

Ähnliche Walzprüfungen wurden in der gleichen Weise unter Verwendung der Konzentrate der Beispiele 2 und 3 anstelle des Konzentrats gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse waren die gleichen.

Es wurde festgestellt, das die erfindungsgemäßen wässrigen Schmiermittel wirksam die Oberflächen von Walzen zu kühlen vermögen, gute Schmierwirkung während des Walz-( Dickenverminderung) Verfahrens geben, die Lebensdauer der Oberflächen der Arbeitswalzen verbessern, dazu beitragen, die Bänder (gerollte Bleche) in Form zu halten und Sauberkeit beim Walzvorgang zu bewirken sowie die Fertigung von Bändern mit ausreichender Sauberkeit an der Ausgangsseite des Walzwerkes zu sichern, so

609845/1044

daß der als Kohlenstoffkante bezeichnete Defekt, der weitverbreitet auftritt, nachdem kaltgewalzte Bleche angelassen worden ist, eliminiert ist.

BÖ984S/1ÜU

Claims

- 16 Patentansprüche

1. Konzentrat als Zusatz zu Wasser zur Bildung eines insbesondere als Nachbeiz- und Walzflüssigkeit für Stahl brauchbaren Schmiermittels auf Wasserbasis, gekennzeichnet durch

(1) etwa 50 bis 92 Gew.-% eines flüssigen mit Wasser mischbaren Kondensationsproduktes aus einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder deren GIycerid mit einem der Dialkanolamine Diäthanolamin und Diisopropanolamin in einem Molverhältnis Dialkanolamin zu Carbonsäure von nicht weniger als 1,5 zu 1, und

(2) etwa 8 bis 50 Gew.-% eines der die Viskosität des das Konzentrat enthaltenden Schmiermittels auf Wasserbasis erniedrigenden Mittel

(a) ein SuIfonat der allgemeinen Formel

RSO-X ,

worin R eine Alkylarylengruppe mit 20 bis 30 Kohlenstoffatomen und X Na, K, NH. oder eine Aminogruppe bedeuten,

(b) ein Monoalkyläther eines niedrigen Alkylenglykols der

Formel

R¹O(CH₂CHO) OH ,

R"

worin R' für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R" für H oder CH, und y für eine Zahl von 1 bis 3 stehen,

(c) eines der Glykole Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, 1,5-Pentandiol, 2-Äthyl-l,3-hexandiol und Hexylenglykol, und

(d) ein Monohydroxyoxyäthylenoxy-l,2-propylen-aliphatischer Monoäther, in dem das Äthylenoxid und das 1,2-Propylenoxid als Oxyäthylen- und Oxy-1,2-Propylen-Gruppen kombiniert sind, und der ein Durchschnittsmolekulargewicht von wenigstens 300 hat,

sowie Gemische dieser die Viskosität vermindernden Mittel.

§09845/1044

2. Konzentrat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

(1) etwa 50 bis etwa 80 % des mit Wasser mischbaren Kondensationsprodukts und

(2) etwa 20 bis etwa 50 % des die Viskosität verringenden Mittels.

3. Konzentrat nach Anspruch 1, das bis zu etwa 12% eines die Schmierfähigkeit verbessernden Mittels enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als die Schmierfähigkeit verbesserndes Mittel ein neutralisiertes Alkylsäurephosphat der allgemeinen Formel

R"¹

0
R"·_ 0 - P = 0 ,

OH

worin R"' eine Alkylgruppe mit 10 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, vorhanden ist.

4. Konzentrat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

(1) etwa 53 % einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit, bei der es sich um das Kondensationsprodukt von gelbem Schmierfett und Diäthanolamin mit einem molaren Verhältnis an Amin zu Carbonsäure des Schmierfetts von etwa 1,8 zu 1 handelt,

(2) ein die Viskosität verringerndes Mittel, bei dem es sich um die Kombination von etwa 10% eines Natriumpetroleumsulfoants mit einem Molekulargewicht von etwa 455 bis etwa 480, 15% Butylcarbitol und 15% eines Gemisches aus Monohydroxyoxyäthylen-oxy-1,2-propylenbutylmonoäther mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 850, worin Äthylenoxid und 1,2-Propylenoxid als Oxyäthylen- und Oxy-1,2-propylen-gruppen in einem Verhältnis von 1 Teil Xthylenoxid je Teil an 1,2-Propylenoxid kombiniert sind, handelt, und

(3) 6% Laurylsäurephosphat,

wobei die Prozentangaben als Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Konzentrats, angegeben sind.

609845/1044

— J. σ —

5. Nachbeizflüssigkeit für Stahl, gekennzeichnet durch etwa 15 bis etwa 50% des Konzentrats gemäß Anspruch 1 und Wasser, wobei die Prozentangaben als Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit, angegeben sind.

6. Nachbeizflüssigkeit für Stahl, gekennzeichnet durch etwa 30 % des Konzentrats gemäß Anspruch 4 und Wasser, wobei die Prozentangaben als Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit, angegeben sind.

7. Walzschmiermittel für Stahl, gekennzeichnet durch etwa 0,5 bis etwa 2% des Konzentrats nach Anspruch 1, und Wasser, wobei die Prozentangaben als Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, angegeben sind.

8. Walzschmiermittel für Stahl, gekennzeichnet durch etwa 1,5 % des Konzentrats nach Anspruch 4, und Wasser, wobei die Prozentangaben als Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittels, angegeben sind.

9. Verfahren zur Herstellung von Stahlblech, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das heiße frischgebeizte Stahlblech die Nachbeizflüssigkeit gemäß Anspruch 5 aufbringt und anschließend dieses Blech in Anwesenheit des Walzschmiermittels nach Anspruch 7 zu einem Blech geringerer Dicke kaltwalzt.

10. Verfahren zur Herstellung von Stahlblech, dadurch gekennzeichnet, daß man auf heißes frischgebeiztes Stahlblech die Nachbeizflüssigkeit gemäß Anspruch 6 aufbringt und anschließend dieses Blech in Anwesenheit des Walzschmiermittels nach Anspruch 8 zu einem Blech geringerer Dicke kaltwalzt.

609845/1044