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
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 schmiermittelInfo
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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.
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.
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