DE4343609A1 - Verfahren zur Aufbereitung verunreinigter chlorparaffinfreier Kühlschmierstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere beim Kaltpilgern anfallender verunreinigter chlorparaffinfreier Kühlschmierstoffe gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Beim Kaltpilgern von Stahlrohren aus Kohlenstoff- bzw. hochlegierten Stählen wurde bisher als Außenschmierung Chlorparaffin und als Innenschmierung pigmentierte Chlorparaffin-Paste verwendet. Die Schmierung des Kurbeltriebes der Kaltpilgermaschine erfolgte ebenfalls mit Chlorparaffin. Mit dieser Schmierung waren hohe Pilgerleistungen möglich und die erzeugte Oberflächengüte des gepilgerten Rohres war ausgezeichnet. Von Vorteil war, daß die Innen- und Außenschmierung sowie die Kurbelschmierung einheitlich war. Diesen Vorteilen stand zum einen die Gefahr einer krebserregenden Wirkung beim Umgang mit Chlorparaffin und zum anderen die komplizierte Entfettung der Rohre nach dem Pilgern entgegen. Das Chlorparaffin mußte mit Tri, Per oder sonstigen niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen abgewaschen werden. Die belasteten Bäder mußten abgefackelt werden. Von weiterem Nachteil war, daß die nachgeschalteten Spulbäder mit AOX (adsorbierbare halogenierte Kohlenwasserstoffe) belastet waren. Die Kosten der Entsorgung für das Chlorparaffin-Konzentrat, den Kohlenwasserstoffreiniger bzw. die Destillation der halogenierten Kohlenwasserstoffe waren enorm hoch. Darüber hinaus sind im Zuge der neueren Gesetzgebung und der wachsenden Sensibilität bezüglich halogenierter Kohlenwasserstoffe generell die Entsorgungsmöglichkeiten zunehmend eingeschränkt.

Um die genannten Nachteile zu überwinden, ist man in letzter Zeit dazu übergegangen, alternativ mit chlorparaffinfreien Kühlschmiermitteln zu arbeiten. Als Außenschmierung wird ein synthetisches, weitgehend wasserlösliches Produkt eingesetzt mit einer Konzentration von 3 bis 10% im gebrauchsfertigen Zustand. Die Kühlschmierstoffflüssigkeit wird an der jeweiligen Umformmaschine im Kreislauf gefahren. Für die Innenschmierung werden pastöse, pigmentierte und mineralölhaltige sowie auch synthetische Schmierstoffe eingesetzt. Für die Schmierung des Kurbeltriebes wird übliches Getriebeöl verwendet. Die Vorteile des Alternativverfahrens sind darin zu sehen, daß die eingesetzten Schmierstoffe erheblich umweltfreundlicher sind, die Entfettung der Rohre nach dem Kaltpilgern ohne organische Entfettungsmittel möglich ist, d. h. heißalkalische und/oder saure Reiniger einsetzbar sind. Die Entsorgungsmöglichkeit der verunreinigten Schmierstoffe ist gegeben.

Die Nachteile beim Einsatz chlorparaffinfreier Kühlschmierstoffe sind in einer geringfügig geringeren Pilgerleistung und in einer etwas weniger glatten Oberfläche der Rohre zu sehen. Durch nicht vermeidbare Leckagen am Kurbeltrieb entsteht durch Vermischung mit dem Außen- und Innenschmiermittel ein Mehrstoffgemisch, so daß die Entsorgungskosten hoch sind bei gleichzeitiger hoher Abfallmenge. Außerdem ist durch den Austrag der Getriebeölverbrauch hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere beim Kaltpilgern anfallender verunreinigter chlorparaffinfreier Kühlschmierstoffe anzugeben, bei dem der Anteil der wiederverwendbaren Stoffe hoch ist und damit die Gesamtkosten erheblich niedriger sind im Vergleich zum bisherigen reinen Entsorgungskonzept.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Beim erstgenannten erfindungsgemäßen Verfahren wird durch eine Kombination von chemischer und mechanischer Behandlung bei Raumtemperatur ein Großteil der Kühlschmierstoffe zurückgewonnen und auch der Anteil des wiedergewonnenen Getriebeöles ist hoch. Als nachteilig wird bei diesem Verfahren angesehen, daß der Preis für die zugesetzten Chemikalien vorzugsweise ein Demulgator aus anionischen Polyacrylsäurederivaten in Kohlenwasserstoffen wie auch kationischen Acrylsäurederivaten in Kohlenwasserstoffen nicht unerheblich ist und die möglicherweise langfristig negativen Auswirkungen eines solchen Zusatzes auf die Schmierfähigkeit des Kühlschmiermittels nur schwer abschätzbar sind.

Aus diesem Grunde wird ein zweites Verfahren vorgeschlagen, das auf den Zusatz von Chemikalien verzichtet und bei dem die Aufbereitung nur auf mechanischem bzw. mechanisch-thermischem Wege erfolgt. Dabei ist erfindungswesentlich, daß die Aufbereitung in zwei getrennten Stufen erfolgt, wovon die erste Stufe ein Dekantieren und die zweite Stufe ein Separieren ist. Beide Trennverfahren erfolgen bei höheren Temperaturen und zwar in einem Bereich von < 90 Grad Celsius. Der Rückgewinnungsanteil für den Kühlschmierstoff liegt bei 70% und der für das Getriebeöl bei ebenfalls < 70%.

Das pastöse Innenschmiermittel setzt sich bei der Aufbereitung im Schlamm ab und muß in üblicher Weise entsorgt werden.

Damit der Walzwerker individuell für jede Anlage das Kühlschmiermittel hinsichtlich seiner Konzentration einstellen kann, wird das wiedergewonnene Kühlschmiermittel in einen Behälter gepumpt und mit einer zugeführten Menge eines Konzentrats vermischt. Die Erwärmung des verunreinigten Kühlschmiermittels bzw. der abgeschiedenen wasser- und schmutzhaltigen Ölphase erfolgt über einen Wärmetausch.

Die Vorteile beider Verfahren sind darin zu sehen, daß zum einen eine große Menge an zu entsorgendem Abfall vermieden wird, der Zukauf von Hilfs- und Betriebsstoffen drastisch reduziert und die Umformbedingungen vergleichmäßigt werden können, da in kürzeren Intervallen das Kühlschmiermittel gewechselt werden kann. Die verbesserten Walzbedingungen führen auch zu einer Verbesserung der Qualität der Rohroberfläche, so daß ein Teil der gegenüber dem Chlorparaffin verschlechterten Umformbedingungen wieder wettgemacht wird. Insgesamt führen alle genannten Vorteile zu einer erheblichen Kostenreduzierung des Umformprozesses, zumal die Entsorgungskosten sehr viel schneller ansteigen als die Energie- und Anlagekosten.

In der Zeichnung werden anhand einer Vorrichtung die beiden erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein skizzenartiges Fließbild einer Anlage mit einer kombinierten chemischen und mechanischen Behandlung,

Fig. 2 ein skizzenartiges Fließbild einer Anlage mit einer zweistufigen mechanischen Behandlung.

Der von den Umformmaschinen abgezogene verunreinigte Kühlmittelschmierstoff wird einem Sammelbehälter 1 zugeführt 13. Eine Teilmenge wird diesem Sammelbehälter 1 entnommen und über Leitungen 15, 16, 17 zwei parallel angeordneten Reaktionsbehältern 2 zugeführt. Aus einem Chemikalienbehälter 3 wird über Leitungen 18, 19 den beiden Reaktionsbehältern 2 ein Demulgator in der Konzentration von 0,2 bis 1% zugeführt. Unter Rühren 20 bei Raumtemperatur findet die Reaktion in den beiden Behältern 2 statt, wobei nach einer bestimmten Absetzzeit die sich am Boden der Behälter 2 angesammelten Feststoffe abgezogen und über Leitungen 21, 22 einer Schmutzauffangwanne 11 zugeführt werden. Der wiedergewonnene Kühlmittelschmierstoff wird über Leitungen 23, 24, 25 in einen Vorratsbehälter 4 gepumpt. Je nach Bedarf wird von diesem Vorratsbehälter 4 eine Teilmenge entnommen und über eine Leitung 26 in einen Pufferbehälter 5 umgefüllt. Um die gewünschte Konzentration individuell einstellen zu können, können aus einem Behälter 6 Teilmengen eines Kühlmittelschmierstoff-Konzentrats entnommen und dem Pufferbehälter 5 zugeführt werden. Nach Einstellung der gewünschten Konzentration wird der wiedergewonnene und verwendbare Kühlmittelschmierstoff den Umformmaschinen zugeführt 10. Die in den Reaktionsbehältern 2 oben aufschwimmende wasser- und schmutzhaltige Ölphase 27 wird abzogen und über Leitungen 28, 29 einem Ölauffangbehälter 7 zugeführt. Diesem Behälter 7 können Teilmengen entnommen und einer Zentrifuge 8 zugeführt werden. Das dabei anfallende separierte Kühlschmiermittel wird über eine Leitung 30 in den Sammelbehälter 1 zurückgepumpt, während das abgeschiedene Getriebeöl in entsprechenden Ölfässern 9 gesammelt wird. Der in der Zentrifuge 8 anfallende Schlamm wird nach unten abgezogen 31.

In Fig. 2 ist in einer vergleichbaren Skizze wie Fig. 1 eine Anlage dargestellt, in der in einem erfindungsgemäßen zweistufigen mechanischen Verfahren der verunreinigte Kühlmittelschmierstoff aufbereitet wird.

Der von den Umformmaschinen abgezogene verunreinigte Kühlmittelschmierstoff 50 wird in einem ersten Schritt einem Sammelbehälter 51 zugeführt. Mittels einer selbstansaugenden Kreiselpumpe 52 werden Teilmengen über eine Leitung 55 in einen mit einem Rührwerk 54 ausgestatteten Vorlagebehälter 53 zugeführt. Für die Beschickung eines Dreiphasen-Dekanter 56 wird mittels einer Exzenterschneckenpumpe 57 über eine Leitung 58 das verunreinigte Kühlschmiermittel nacheinander durch zwei Rohrbündelwärmetauscher 59, 60 gepumpt. Dabei erwärmt es sich auf etwa 90 Grad Celsius. Im Dekanter 56 erfolgt die Trennung. Der wiedergewonnene Kühlmittelschmierstoff wird über eine Leitung 61 einem Vorratsbehälter 62 zugeführt. Von dort wird es über eine Exzenterschneckenpumpe 53 und eine Leitung 64 dem erstgenannten Rohrbündelwärmetauscher 59 zugeführt. Von dort fließt es weiter über eine Leitung 65 in den Pufferbehälter 66, der ebenfalls mit einem Rührwerk 67 ausgestattet ist. Vergleichbar wie in Fig. 1 bereits beschrieben, kann mittels einer Dosierpumpe 68 dem Pufferbehälter 66 Kühlmittelschmierstoff-Konzentrat aus einem Vorratsbehälter 69 zugeführt werden, um die gewünschte Konzentration einstellen zu können. Mittels einer Transferpumpe 17 kann der wiedergewonnene Kühlmittelschmierstoff den Umformmaschinen zugeführt 71 werden.

Die im Dekanter 56 anfallende wasser- und schmutzhaltige Ölphase wird über eine Leitung 72 einem beheizbaren Ölauffangbehälter 73 zugeführt. Mittels einer Beschickungspumpe 74 wird die erwärmte Ölphase einem Separator 75 über eine Leitung 76 zugeführt. In diesem Separator 75 erfolgt die Trennung. Dabei wird ein Teil des wiedergewonnenen Kühlmittelschmierstoffs abgetrennt und über eine Leitung 77 dem bereits erwähnten Vorratsbehälter 62 zugeführt.

Das abgeschiedene Öl wird in einem Ölbehälter 78 gesammelt. Zur Steuerung des Separators 75 wird diesem Wasser 79 zugeführt. Der im Dekanter 56 und im Separator 75 anfallende Schlamm wird einer Rohrförderschnecke 80 zugeführt und dann über eine Leitung 81 in einem Schlammsammelbehälter 82 zwischengelagert. Die im Behälter 82 angebrachte Schräge 83 erleichtert den Abzug 84 des gesammelten Schlammes. Zur Erwärmung des verunreinigten Kühlmittelschmierstoffes und der Ölphase ist ein Elektroerhitzer 85 angeordnet, der beispielsweise mit Thermoöl gefüllt ist. Das erhitzte Thermoöl wird mittels einer Pumpe 86 und über eine Leitung 87 in eine Rohrschlange 88 gepumpt, die im Ölauffangbehälter 73 angeordnet ist. Von dort fließt es über eine Leitung 89 wieder zurück in den Erhitzer. Über eine parallel geschaltete Leitung 90 wird der zweitgenannte Rohrbündelwärmetauscher 60 mit dem erhitzten Thermoöl beaufschlagt. Beim erstgenannten Rohrbündelwärmetauscher 59 wird die Restwärme des im Dekanter 56 abgeschiedenen Kühlmittelschmierstoffes ausgenutzt. Die von der Zuführungsleitung 50 abzweigende gestrichelt eingezeichnete Leitung 91 soll andeuten, daß man schon bei der Zuführung ein Teil des Schlammes ausfiltrieren und dem Schlammsammelbehälter 82 zuführen kann.

Je nach spezifischem Gewicht der zu trennenden Stoffe kann es erforderlich sein zur Erzielung eines hohen Reinheitsgrades, daß das abgeschiedene Öl 78 einer weiteren Nachbehandlung durch Absitzenlassen vorzugsweise bei Temperaturen < 70 Grad Celsius zwecks Abkürzung der Behandlungszeit unterzogen werden muß. Diese Nachbehandlung erfolgt in einem separaten beheizbaren Behälter 92, der über eine Leitung 93 mit dem Auffangbehälter 78 verbunden ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere beim Kaltpilgern anfallender verunreinigter chlorparaffinfreier Kühlschmierstoffe, bei dem nach Erreichen eines festgelegten Verunreinigungsgrades der verunreinigte Kühlschmierstoff von der Umformmaschine abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter dem verunreinigten Kühlschmierstoff ein Demulgator zugesetzt wird und unter Rühren bei Raumtemperatur Feststoffe und Öl weitestgehend abgetrennt werden und der wiedergewonnene Kühlschmierstoff aus dem Behälter abgezogen wird und die im Behälter aufschwimmende wasser- und schmutzhaltige Ölphase ebenfalls abgezogen und durch Zentrifugieren zu einem wiederverwertbaren Öl aufbereitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Demulgator ein anionisches Polyacrylsäurederivat oder ein kationisches Acrylsäurederivat in Kohlenwasserstoffen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Demulgator in einem Konzentrationsbereich von 0,2 bis 1% bezogen auf die verunreinigte Kühlschmiermittelmenge zugesetzt wird.

4. Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere beim Kaltpilgern anfallender verunreinigter chlorparaffinfreier Kühlschmierstoffe bei dem nach Erreichen eines festgelegten Verunreinigungsgrades der verunreinigte Kühlschmierstoff von der Umformmaschine abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der verunreinigte Kühlschmierstoff auf eine Temperatur < 90 Grad Celsius erwärmt und dekantiert wird und der wiedergewonnene Kühlschmierstoff abgezogen wird und die wasser- und schmutzhaltige Ölphase ebenfalls abgezogen und auf eine Temperatur im Bereich von < 90 Grad Celsius wiedererwärmt wird und anschließend durch Separieren zu einem wiederverwertbaren Öl aufbereitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des verunreinigten Kühlschmierstoffes und der abgezogenen wasser- und schmutzhaltigen Ölphase über Wärmetausch erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene wiedergewonnene Kühlschmierstoff in einem Pufferbehälter durch Hinzufügen eines Kühlschmierstoff-Konzentrats auf die gewünschte Konzentration eingestellt wird.