DE3837371A1 - Verfahren zur kontinuierlichen zubereitung von schmiermitteln in pulverform, zu verwenden beim trockenziehen von metalldraehten und/oder beim kaltwalzen von metallen, anlage zur durchfuehrung desselben und die so erhaltenen schmiermittel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein Verfahren zur kontinuierlichen Zubereitung von Schmiermitteln in Pul­ verform, zu verwenden beim Trockenziehen von Metalldrähten und/oder beim Kaltwalzen von Metallen, eine Anlage, um die­ ses Verfahren durchzuführen und die so erhaltenen Schmier­ mittel in Pulverform.

Unter Ziehen versteht man bekannterweise das Verfahren, bei dem ein sich in Bearbeitung befindliches Material ohne Span­ abhebung kaltverformt wird, wobei es durch spezielle Matri­ zen, sogenannte Drahtzieheisen, gezogen wird, um den Quer­ schnitt bis auf den gewünschten Durchmesser zu reduzieren oder dem Querschnitt die gewünschten Profile zu verleihen.

Das Kaltwalzen ist dagegen ein Verfahren, bei dem ein sich in Bearbeitung befindliches Material ohne Spanabhebung ver­ formt wird, und durch durch spezielle Rolle, genannt das Walzwerk. Logischerweise ist die Reibung des Drahtes beim Durchlauf durch das Drahtzieheisen oder die Rollen immer sehr stark.

Um diese Reibung zu vermeiden oder zu verringern hat man auf die Schmierung zurückgegriffen, die darin besteht, daß zwi­ schen die sich bewegenden Halteelemente Substanzen gegeben werden, die fettig, flüssig oder fest sein können, eben die besagten Schmiermittel.

Beim Trockenziehen und/oder Kaltwalzen werden bei der heuti­ gen Arbeitsweise immer häufiger Schmiermittel in Pulverform verwendet, die allgemein aus Metallsalzen aus Fettsäuren be­ stehen, und zwar mit trägen mineralischen Füllstoffen und Zusätzen.

Das erste und weit verbreitete Verfahren zur Zubereitung von Schmiermitteln in Pulverform bestand im Verkneten der Kompo­ nenten in einem Mischer bis zum Erhalten einer homogenen Masse. Das Produkt wurde dann in entsprechenden Behältern vom Typ Tabletts verteilt und diese schließlich in einen Ofen eingeschoben, in dem das Brennen erfolgte. Das so er­ haltene Endprodukt wurde zuletzt vermahlen und auf die ge­ wünschte Körnigkeit gebracht.

Es versteht sich von selbst, daß ein solches Verfahren sehr lange Arbeitszeiten erforderte, wobei das Ergebnis begrenzt war, und es war ein erheblicher Aufwand an Arbeitskräften und Energie erforderlich mit geringer Sicherheit für die für die Anlage Zuständigen.

Ein anderes Produktionsverfahren, im wesentlichen schneller und weniger schwierig als das vorstehende, ist jenes, das die Verwendung eines zwischen 100° bis 300°C aufgeheizten Schaufelmischers vorsieht, in welchem die Komponenten gleichzeitig gemischt und gebrannt werden, und zwar für eine Dauer von 60-90 Minuten.

Die gebrannte Masse wird dann herausgenommen und anschlie­ ßend vermahlen.

Obwohl dieses letze Verfahren besser ist als das vorstehen­ de, weist es doch den erheblichen Nachteil auf, dass am Ende des Misch- und Brennvorgangs der Produktionszyklus unterbro­ chen werden muss, um das Herausnehmen des gebrannten Produk­ tes und das Nachladen des notwendigen Rohmaterials für den anschließenden Arbeitszyklus zu ermöglichen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, eine Anlage und ein Verfahren auszuarbeiten, die es ermöglichen, konti­ nuierlich und ohne Unterbrechung des Produktionszyklus zu arbeiten, die es aber auch erlauben, ein gleichwertiges, wenn nicht sogar besseres Produkt zu erhalten als das bisher auf dem Markt erhältliche.

Dieser Zweck wurde überraschenderweise erreicht nach der vorliegenden Erfindung mit einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem die auf der beiliegenden Abbildung gezeigte Anlage verwendet wird, weshalb Totzeiten beim Entladen des Mate­ rials vermieden werden und man folglich in der Lage ist, die Produktionsleistung erheblich zu erhöhen.

Man hat überraschenderweise weiter festgestellt, daß, ob­ wohl man als Hauptzweck den hat, die mit den unterbrochenen Verfahren, welche das Anhalten des Produktionszyklus vorse­ hen, um das Herausnehmen des Materials und das Nachladen des Rohmaterials zu ermöglichen, zusammenhängenden Nachteile zu vermeiden, es auch gelungen ist, ein einwandfrei besseres Produkt in Bezug auf Morphologie, Härte und Haftung am Trä­ germaterial zu erhalten.

Ohne an irgendeine Theorie gebunden sein zu wollen kann man annehmen, daß dank des Verfahrens nach der vorliegenden Er­ findung die Feuchtigkeit, die niedrigkochenden Produkte und solche, die sich durch Reaktionen von Kondensierung und Oxy­ dation bilden, vermieden oder auf jeden Fall verringert wer­ den und nicht in dem Schmiermittel eingeschlossen sind, wie es bei anderen Produktionsmethoden der Fall ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfah­ ren zur kontinuierlichen Zubereitung von Schmiermitteln in Pulverform, vorwiegend zu verwenden beim Trockenziehen und/ oder Kaltwalzen von Metallen, die so erhaltenen Schmiermit­ tel sowie eine Anlage zum Durchführen des genannten Verfah­ rens. In der vorgezogenen Verwirklichungsform nach der vor­ liegenden Erfindung ist die Anlage zur kontinuierlichen Zu­ bereitung der Schmiermittel in Pulverform in der beiliegen­ den Zeichnung dargestellt, in der wie folgt gezeigt werden:. Ein Silo 1 zur Abgabe des Fettes (Öl), eine Leitung 2 für die Zufuhr von Kalk und eventuellen trägen Zusätzen, eine mit einem Rührwerk versehene Knetmaschine 3, wenigstens ein Ladegefäss 4, eine Speicherwanne 5, ein mit einem Verteiler­ blatt 6 versehener Trichter, ein kontinuierlich in dem Brennofen arbeitendes Transportband 7, ein Brennofen 8, ein Netz-Transportband 8, einen ersten Brecher 10 und eine Mühle 11.

Nimmt man nun auf die Abbildung Bezug, werden beim Einlei­ ten des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung aus dem Silo 1 und aus der Leitung 2 in die Knetmaschine 3 das Fett, der Kalk, eventuelle träge Füllmittel und Zusätze gegeben. Die Temperatur der Knetmaschine wird durch ein Öl oder ande­ res Heizmittel, das in einer äußeren Ummantelung zirku­ liert, auf einen durchschnittlichen Wert von 60°-70°C einge­ stellt. Nach etwa 30-90 Minuten wird das homogene Produkt aus der Knetmaschine herausgelassen und gelangt in das Lade­ gefäss 4, dann in die Speicherwanne 5 und anschließend in den Trichter 6.

In der Zwischenzeit wird die Knetmaschine 3 mit einer neuen Ladung von Rohmaterial gefüllt.

Durch das Verteilerblatt wird die Masse auf dem Transport­ band 7 so verteilt, daß sie eine dünne Schicht von gleich­ mässiger Dicke bildet. Diese Dicke kann sich auf jeden Fall im Bereich zwischen 0,5 und 3 cm verändern. Das Produkt ge­ langt somit in den Brennofen 8, der je nach dem sich in Ar­ beit befindlichen Produkt auf einer Temperatur gehalten wird, die zwischen 180° und 350°C liegt. Bei der vorgezoge­ nen, jedoch nicht begrenzenden Verwirklichungsform hat das Transportband 7 in dem Brennofen 8 eine Geschwindigkeit, die zwischen 0,01 und 0,08 m pro Sekunde schwankt. Auf jeden Fall sind die Temperatur des Brennofens und die Durchlaufge­ schwindigkeit des Transportbandes in dem Brennofen nicht be­ grenzend in Bezug auf den Zweck der Erfindung.

Beim Austritt aus dem Brennofen 8 gleitet das Produkt auf ein Netz-Transportband 9, welches das Auskühlen des Mate­ rials begünstigt. Das Produkt erreicht dann einen ersten Brecher 10 und folglich eine Mühle 11, die dem Produkt die gewünschte Körnung verleiht.

Als bei dem Verfahren und in der Anlage nach der vorliegen­ den Erfindung zu verwendende Ausgangsprodukte können insbe­ sondere folgende erwähnt werden: Fettsubstanzen (Öle oder industrielle Tier- und/oder Pflanzenfette), Kalk-Hydroxyd, träge mineralische Füllstoffe, Schmierzusätze (Graphit, Talkum, Molybdändisulfid usw.), sowie Farbpigmente.

Es ist bekannt, daß die Trennung der Fette in Glyzerin und Fettsäuren eine Hydrolyse ist, die mit alkalinen Hydraten in leichtem Übermaß gegenüber der stöchiometrischen Menge er­ folgt. Da der größte Teil der Fettsäuren zur Verwendung ih­ rer alkalinen Salze, genannt Seifen, benutzt wurde und wird, wird diese Hydrolyse der Fette und der Ester allgemein Ver­ seifung genannt.

Es ist ebenfalls bekannt, daß die Verseifung durch Pyrolyse mit oder ohne Katalysator erfolgen kann, durch Trennung in einem wasserhaltigen Mittel mit einer anorganischen Basis oder durch hydrolytische Trennung bei hoher Temperatur. Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verseifung mit Kalziumhydroxyd im Übermaß bei hoher Tempera­ tur und in nicht wässerigem Bereich. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, die Kalkseife unmittelbar zu erhalten.

Wie schon oben erwähnt wurde ist es einen Hinweis wert, daß das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erhal­ tene Schmiermittel sich von den bisher bekannten durch ein bessere Morphologie, Härte und Haftung an dem Trägermaterial unterscheidet. Es ist also logisch abzuleiten, daß die Reaktion bei hoher Temperatur auf einer dünnen und gleich­ mäßigen Schicht es bewirkt, daß die Feuchtigkeit, das bei der Verseifungsreaktion freiwerdende Glyzerin, die niedrig­ kochenden Produkte und solche, die sich durch Reaktion von Kondensierung und Oxydation bilden, vermieden oder verrin­ gert und nicht in das fertige Produkt eingeschlossen werden. Das Vermeiden oder die Verringerung der soeben erwähnten Substanzen ist auf die besondere Reaktion auf die dünne Schicht nach der Erfindung zurückzuführen, deren direkte Folge es ist, den Schmelzpunkt des Produktes zu erhöhen und das Vorhandensein von für die Schmierfähigkeit schädlichem Material zu verringern.

Bei dieser Gelegenheit muß erwähnt werden, daß die ausge­ schiedenen Substanzen, die den Außenbereich verunreinigen könnten, durch Absaugen in einen Verbrennungsofen geleitet und in diesem vollkommen verbrannt werden, wodurch das durch die Umweltschutzgesetze geforderte ökologische Gleichgewicht gewährleistet ist. Die vorliegende Erfindung stellt damit eine Verbesserung gegenüber der bekannten Art dar, da sie es nicht nur ermöglicht, "kontinuierlich" ohne Unterbrechungen des Produktionszyklus mit allen sich daraus ergebenden Vor­ teilen zu arbeiten, sondern auch ein Produkt liefert, das sich von den bekannten durch bessere Morphologie, größere Härte und bessere Haftung an dem zu schmierenden Trägermate­ rial unterscheidet.

Das nachstehende Beispiel dient zur weiteren Darstellung der Erfindung, ohne diese jedoch in irgendeiner Weise zu begren­ zen.

Beispiel

In eine auf 60°-70°C aufgeheizte Knetmaschine werden aus dem Silo 1 eine Menge von 255 kg Fett gegeben und aus dem Silo 2 die Mengen von 370 kg Kalzium-Hydroxyd, 200 kg Kalziumkarbo­ nat und 30 kg Graphit. Es wird dann solange gemischt, bis eine homogene Masse erhalten wird (ca. 50 Minuten), wonach dann nach dem Umschütten in das Ladegefäss 4 und von dort in die Speicherwanne 5 und den Trichter 6 mit dem Verteiler­ blatt auf das Transportband 7 eine Materialschicht mit einer Dicke von 1,20 cm aufgetragen wird. Die so erhaltene dünne Schicht läuft dann mit einer Geschwindigkeit von 0,05 cm pro Sekunde durch den Brennofen 8, in dem eine Temperatur von 300°-320°C gehalten wird.

Hat die Knetmaschine 3 erst einmal ihre Masse in das soge­ nannte Ladegefäß 4 umgeschüttet, ist sie bereit zur Aufnah­ me einer neuen Ladung Fett, Kalziumhydroxyd und eventueller Zusätze und trägen Substanzen, so daß der kontinuierliche Ablauf, Gegenstand der Erfindung, gewährleistet ist.

Aus dem Brennofen 8 gelangt das Produkt dann auf ein Netz- Transportband 9, auf dem es auskühlt und in einen ersten Brecher 10 weitergeleitet wird und dann in eine Mühle 11, die es bis zur gewünschten Körnung vermahlt. Es folgen die Einlagerung in Silos und die anschließende Verpackung. Es werden 812,25 kg Produkt erhalten, was einer Ergiebigkeit von 95% entspricht.

Claims (10)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Zubereitung von Schmier­ mitteln in Pulverform, zu verwenden beim Trockenziehen von Metalldrähten und/oder Kaltwalzen von Metallen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in eine aufgeheizte Knetmaschine (3) Fett, Kalziumhydroxyd, eventuelle Zusätze und träge minerali­ sche Füllstoffe gegeben werden und man das Mischen vornimmt, bis ein weitestmöglich homogenes Produkt erhalten wird, das erhaltene Produkt in ein Ladegefäss (4) weitergeleitet wird, von dort aus in eine Speicherwanne (5), folglich in einen Trichter, der mit einem Verteilerblatt (6) versehen ist, und von hier auf ein Transportband (7), das durch einen Brenn­ ofen (8) läuft, von dem aus das Produkt auf ein anderes Netz-Transportband (9) weitergeleitet wird, auf dem es aus­ kühlt und schließlich in einen ersten Brecher (10), dann in eine Mühle (11) und endlich zu einem Verpackungssystem geht.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß durch Umlauf einer Flüssigkeit oder eines anderen Heizmittels in der äußeren Ummantelung in der Knetmaschine (3) eine Temperatur von 60-70°C gehalten wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Brennofen (8) eine zwischen 180° und 350°C veränderbare Temperatur gebildet wird.

4. Verfahren nach den Patentansprüchen von 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Austritt aus dem Trichter ein Verteilerblatt (6) auf dem Transportband eine dünne und gleichmäßige Schicht des Produktes bildet, dessen Dicke zwischen 0,5 und 3 cm liegt.

5. Anlage zur kontinuierlichen Zubereitung von Schmiermit­ teln in Pulverform, zu verwenden beim Trockenziehen von Me­ talldrähten und/oder Kaltwalzen von Metallen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie wie folgt enthält: Einen Silo (1) zur Abgabe des Fettes (Öl), eine Leitung (2) für die Zufuhr von Kalk und eventuellen trägen Zusätzen, eine mit einem Rühr­ werk versehene Knetmaschine (3), wenigstens ein Ladegefäß (4), eine Speicherwanne (5), einen mit einem Verteilerblatt (6) versehenen Trichter, ein kontinuierlich in dem Brennofen arbeitendes Transportband (7), einen Brennofen (8), ein Netz-Transportband (9), einen ersten Brecher (10) und eine Mühle (11).

6. Anlage nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Umlauf einer Flüssigkeit oder eines anderen Heiz­ mittels in der äußeren Ummantelung in der Knetmaschine (3) eine Temperatur von 60-70°C gehalten wird.

7. Anlage nach Patentanspruch 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Transportband (7) im Inneren des Brenn­ ofens (8) eine Geschwindigkeit hat, die zwischen 0,01 und 0,08 m pro Sekunde schwankt.

8. Anlage nach den Patentansprüchen von 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Brennofen (8) eine Tempera­ tur zwischen 180° und 350°C bildet.

9. Anlage nach den Patentansprüchen von 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt aus dem Trichter ein Ver­ teilerblatt (6) auf dem Transportband (7) eine dünne und gleichmäßige Schicht des Produktes bildet, deren Dicke zwi­ schen 0,5 und 3 cm beträgt.

10. Schmiermittel in Pulverform zum Trockenziehen von Me­ talldrähten und/oder Kaltwalzen von Metallen, erhalten durch Anwendung eines Verfahrens nach den Patentansprüchen von 1 bis 4 und mit einer Anlage nach den Patentansprüchen von 5 bis 9.