DE602004012810T2

DE602004012810T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Schmierung von Walzwerkswalzen

Info

Publication number: DE602004012810T2
Application number: DE602004012810T
Authority: DE
Inventors: Guillaume Bourdon; Hugo Uijtdebroeks
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2024-04-03
Also published as: ES2301960T3; EP1512469B1; DE602004012810D1; ATE390963T1; BE1015673A3; EP1512469A1

Description

Gegenstand der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine neue Anlage für die Schmierung von Walzen in einer Walzstraße, vorzugsweise einer Warmwalzstraße.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren, das in der Anlage eingesetzt wird.
Technologischer Hintergrund und Stand der Technik
Während des Warmwalzens von Stahlbändern durchläuft das Stahlband in jedem Walzgerüst des Fertigwalzwerks einen bestimmten thermomechanischen Weg (Verdünnung, Temperatur), der durch die Reibung zwischen den Arbeitswalzen und dem Band im Zwischenraum zwischen den Walzen beeinflusst wird. Es ist wohlbekannt, dass der thermomechanische Weg einen bedeutenden Einfluss auf die Qualität des Bandes hat (Aussehen der Oberfläche und metallurgische Eigenschaften).
Es ist daher von großer Wichtigkeit, die Reibung im Zwischenraum der Walzen (oder Zylinder) kontrollieren und beherrschen zu können. Ein zu hoher Reibungskoeffizient führt zu einem zu hohen Energieverbrauch, einem schnellen Verschleiß der Walzen sowie Oberflächenfehlern auf dem Band. Umgekehrt führt ein zu geringer Reibungskoeffizient zu Gleit- und Führungsproblemen des Bandes sowie zu Problemen beim Eintritt des Bandes in das Walzwerk.
Die Reibung wird hauptsächlich durch die Entwicklung der Walzenoberfläche und durch den Zunderfilm beeinflusst, der sich auf der Oberfläche der Walzen und des Bandes bildet. So ändert sich der Reibungskoeffizient während einer Walzenbehandlung, da die Abnutzung der Walzenoberfläche (Banding, Schälen) mit einer Steigerung des Reibungskoeffizienten einhergeht. Die Reibung wird ebenfalls durch die Art der Walzen beeinflusst, wobei die neuen HSS-Walzen durch höhere Reibungskoeffizienten gekennzeichnet sind.
Die Kontrolle des Reibungskoeffizienten wird durch den Schmierungsprozess sichergestellt.
Derzeit wird die Schmierung der Walzen des Walzwerks durch Zerstäubung einer Emulsion durchgeführt, die eine Suspension von Öltröpfchen in Wasser ohne Vermischung des Öls und des Wassers ist, mit einer Ölkonzentration, die typischerweise zwischen 0,3 und 2% schwankt. Es kann sich entweder um eine stabile Emulsion oder um eine instabile Emulsion handeln, die in der Walzstraße zubereitet wird.
Im Allgemeinen wird die Emulsion mittels einer Zerstäubungsvorrichtung, die sich hinter den Abstreifern befindet, direkt auf die Arbeitswalzen verteilt, mit dem Ziel, Öl auf eine trockene Fläche aufzubringen. Bei dieser Anwendungsart wird das Öl besser verteilt und folglich zu einer Verringerung des Ölverbrauchs beigetragen.
Der Vorteil einer guten Schmierung der Arbeitswalzen ist nicht nur auf das Problem der Walzenleistung (Abnutzung der Oberfläche) begrenzt, sondern auch mit den anzuwendenden Walzkräften und -momenten verbunden und beeinflusst daher auch den erforderlichen Stromverbrauch. Eine leistungsstarke Schmierung ist bei der Verwendung von HSS-Walzen, die durch einen höheren Reibungskoeffizienten als bei herkömmlichen Walzen gekennzeichnet sind, von noch größerer Wichtigkeit.
Unter normalen Walzbedingungen ohne Schmierung betragen die Coulomb'schen Reibungskoeffizienten zumindest in den ersten Walzgerüsten 0,2–0,25. Mit Schmierung hat man berechnet, dass die Reibungskoeffizienten, ausgehend vom beobachteten Walzdruckverlust, in der Größenordnung von 0,15–0,18 liegen.
Neben der Minimierung der Abnutzung der Arbeitswalzen führt die Schmierung zu einer Verbesserung der metallurgischen Produkteigenschaften, vor allem wenn das Endwalzen bei niedriger Temperatur im ferritischen Bereich stattfindet. Das erforderliche Qualitätsniveau macht infolgedessen eine sehr leistungsstarke Schmierung notwendig. In der Tat müsste für die Optimierung der mechanischen Produkteigenschaften ein Reibungskoeffizient um einen Wert von 0,10 herum erreicht werden, was weit unter den derzeitigen Leistungen liegt.
Bei den Schmierungsbedingungen hängt der Reibungskoeffizient von zahlreichen Faktoren ab, wie der verwendeten Schmierungstechnik, der Ölmenge, des Öltyps, der Fließgeschwindigkeit und der Konzentration der Ölemulsion, der Temperatur der Bandoberfläche, der Art und des Zustands der Walzen (Rauheit, Abnutzung, Zunder usw.), der Walzgeschwindigkeit, der Verdünnung usw. So kann die Wirksamkeit der Schmierung von einem Walzwerk zum anderen und von einem Walzgerüst zum anderen innerhalb desselben Walzwerks sehr unterschiedlich sein.
Im Labor hat man festgestellt, dass die Wirksamkeit der Schmierung von der Walztemperatur, der Art des Schmiermittels (Mineralöl, Öl auf Esterbasis usw.) und der eingesetzten Schmiermittelmenge abhängt. Zufriedenstellende Ergebnisse werden erreicht, wenn Öl in einer Oberflächenverteilung („Plate-out") von 0,1–1 g/m² zerstäubt wird, was deutlich mehr ist, als die erforderliche Menge, um den Walzenverschleiß zu steuern.
Üblicherweise ist die Zerstäubungsvorrichtung für die Ölemulsion entweder ein Venturirohr, wobei das Ansaugen des Öls durch den Unterdruck erfolgt, der durch das Wasser erzeugt wird, das sich im Hauptrohr in Bewegung befindet, oder ein statischer Mischer („Static Tube Mixer"), wobei das Einspritzen des Öls in einem Rohrbereich stattfindet, in dem der Schub (Geschwindigkeitszunahme) durch das Vorhandensein von „Hindernissen" gesteigert wird. Das Venturirohr oder der „Static Tube Mixer” wird mit einer Reihe von Düsen kombiniert, deren Anzahl in Abhängigkeit von der zu schmierenden Bandbreite gewählt wird (3 bis 7 Düsen bei einem Band von bis zu 2 Metern Breite).
In der Druckschrift EP-A-1 193 004 wird ein Schmierverfahren für das Kaltwalzen beschrieben, das folgende Phasen umfasst: Lieferung einer Walzölemulsion unter Verwendung einer ersten Vorrichtung für die Ölversorgung in Form einer Emulsion, die durch ein Umlaufverfahren zu einer Walze und einem Stahlband befördert wird, sowie einer zweiten Vorrichtung zur Lieferung der Emulsion nur auf die vordere und hintere Oberfläche des Stahlbandes. In der zweiten Vorrichtung wird Walzöl in einen Emulgator vom gleichen Typ und in der gleichen Konzentration wie die für die erste Vorrichtung verwendeten gegeben, wobei eine Kontrolle der durchschnittlichen Partikelgröße erfolgt, damit diese größer sind als in der ersten Vorrichtung. Die von der zweiten Vorrichtung produzierte Emulsion, die nicht am Band anhaftet, wird gleichzeitig mit der von der ersten Vorrichtung produzierten Emulsion wieder aufgefangen.
Das Patent US-A-3 933 660 schlägt ein Reduktionsschmieröl für das Warmwalzen von Kupfer und seinen Legierungen vor, das 1000 Gewichtsanteile Wasser, 6–200 Gewichtsanteile eines anionenaktiven Oberflächenaktivators vom Typ Carboxylsäure, Sulfat oder Phosphat und 0,8–200 Gewichtsanteile von mindestens einer Verbindung umfasst, die eine Hydroxylgruppe vom Typ Alkohol, Alkylenglykol oder Glykoläther enthält. Das Walzöl sorgt bei Kupfer und seinen Legierungen durch Zerstäubung zwischen der Walze und dem Warmwalzband für die Schmierung, sowie die Fähigkeit, einen Oxidfilm zu entfernen und der Bildung eines Oxidfilms vorzubeugen.
Die Druckschrift JP-A-55 151 093 beschreibt ein Schmierverfahren beim Kaltwalzen eines Bandes, das mit einer polaren organischen Verbindung beschichtet ist, wobei eine Emulsion aus Öl und einer Zusammensetzung, die eine polare organische Verbindung wie Stearinsäure umfasst, zerstäubt wird. Die überschüssige Ölemulsion wird durch Schleudern nach Bildung einer Ölschicht, die an der Bandoberfläche absorbiert wurde, entfernt.
Die wesentlichen Nachteile, die mit diesen in industrieller Umgebung eingesetzten Zerstäubungsvorrichtungen für Ölemulsionen verbunden sind, sind folgende:

– Die Wechselwirkung zwischen Öl und Wasser, die vom Öltyp und der Wasser"qualität" abhängt, bestimmt die Dauer des Anhaftens des Öls auf der Walze, sowie die anhaftende Menge. Die Wirksamkeit der verwendeten Vorrichtungen ist daher nicht leicht vorherzusehen.
– Die Leistungen der verwendeten instabilen Emulsionen hängen stark mit der Fähigkeit zusammen, eine gute Dispersion des Öls im Wasser aufrecht zu erhalten, oder anders ausgedrückt, mit dem Wert und der Stabilität des erhaltenen Schubgrades über die Zeit, der mit der Geschwindigkeitszunahme zusammenhängt, die gleichzeitig von der Länge und dem Durchmesser des verwendeten Rohres sowie vom Emulsionsdurchsatz abhängt. Es ist in der Tat schwierig, diese Stabilität zwischen dem „Static Tube Mixer" und den verschiedenen Düsen aufrecht zu erhalten; anders ausgedrückt ist es schwierig, die Kontrollierbarkeit des erreichten Reibungskoeffizienten zu gewährleisten.
– Das Zusammentreffen von Öl und Wasser führt im Allgemeinen zu Reaktionen, die eine harte und klebrige polymerische Phase bilden, die die Zulaufrohre und die Düsen verstopft.

Ziele der Erfindung
Diese Erfindung hat die Absicht, eine Lösung zu liefern, die nicht die Nachteile, so wie die Unmöglichkeit, die Konzentration und die Stabilität der Öl-Wasser-Emulsion, das Verstopfen der Emulsionszulaufrohre durch Bildung von festen organischen Resten, den Einfluss der spezifischen Fließgeschwindigkeit usw. zu kontrollieren und zu beherrschen, nach dem Stand der Technik aufweist.
Die Erfindung hat insbesondere das Ziel, ein neues Verfahren zur Schmierung von Walzen vorzuschlagen, die es ermöglichen, die Reibung in industrieller Umgebung konstant oder zumindest unter Kontrolle zu halten.
Die Erfindung hat weiterhin das Ziel, die Wirksamkeit des Anhaftens des Schmieröls auf den Walzen zu erhöhen.
Die Erfindung hat auch das Ziel, eine gleichmäßigere Ölverteilung auf den Walzen zu erreichen.
Wichtigste charakteristische Elemente der Erfindung
Ein erster Gegenstand dieser Erfindung betrifft eine Schmieranlage in einer Walzenstraße, vorzugsweise zum Warmwalzen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes, wobei die besagte Schmierung im Wesentlichen durch Aufspritzen oder Zerstäubung eines Schmiermittels oder einer Mischung von Schmiermitteln auf ein Ziel, das die besagten Walzen und/oder das besagte Band umfasst, vorzugsweise in der Nähe des Zwischenraums der Arbeitswalzen, durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen im Wesentlichen geschlossenen Kasten umfasst, der

– mit einem Mittel zur Bildung eines Nebels aus Schmiermitteltröpfchen von einer Größe unter 2 mm, vorzugsweise unter 700 μm und noch besser unter 200 μm
– mit einer Membran mit einstellbarer Öffnung, die mit dem besagten Mittel verbunden ist und auf einer Vorderseite des Kastens angebracht ist,
– mit einer Vorrichtung zum Auffangen des überschüssigen Schmiermittels auf der Membranseite, die innen im Kasten liegt und auf den Innenwänden des Kastens

Nach der Erfindung besitzt das besagte Schmiermittel eine Reinheit von mindestens 95% und eine Siedetemperatur über 130°C, vorzugsweise eine Siedetemperatur über 300°C und einen Flammpunkt über 180°C. Diese Anforderung schließt daher Wasser sowie Ölemulsionen in Wasser als Schmiermittel aus. Allerhöchstens können Spuren von Wasser im Schmiermittel innerhalb der Reinheitsgrenzen desselben toleriert werden.
Die Anlage der Erfindung ist mit Mitteln zur Kontrolle der Temperatur des Kastens ausgestattet, die vorzugsweise einen elektrischen Widerstand oder einen Wasserkreislauf umfassen. Die Temperaturkontrolle bietet eine bessere Kontrollierbarkeit des Verfahrens im Allgemeinen und ermöglicht es insbesondere, die Probleme zu verringern, die mit der Viskosität des Schmiermittels verbunden sind.
Auf besonders vorteilhafte Weise sind die besagten Mittel zur Temperaturkontrolle mit der Verwendung eines Schmiermittels verbunden, das bei Umgebungstemperatur fest und bei einer Arbeitstemperatur der Anlage, die über der Umgebungstemperatur liegt, flüssig ist.
Weiterhin umfasst erfindungsgemäß das besagte Mittel zur Bildung eines Tröpfchennebels mindestens eine Spritzdüse oder Einspritzdüse ohne Luft, vorzugsweise eine Spritzdüse vom Typ Vollkegel, oder einen Zerstäuber mit interner oder externer Mischung des Schmiermittels, das in der Luft suspendiert ist oder ein Schutzgas oder einen Ultraschallzerstäuber.
In vorteilhafter Weise umfasst die Anlage mehrere Spritzdüsen oder Einspritzdüsen oder Zerstäuber, die über die Breite der Walzstraße verteilt sind, von denen manche abgeschaltet werden können, um eine Anpassung an die tatsächliche Bandbreite und/oder die auf die Oberfläche aufzubringende Menge des Schmiermittels zu ermöglichen.
Weiterhin umfasst die Anlage vorzugsweise Mittel, um die besagten Spritzdüsen, entweder jede zweite oder in zufälliger Reihenfolge, abzuschalten.
In vorteilhafter Weise ist der Kasten in wenigstens zwei Teile unterteilt, wobei jeder Teil eine Membran und eine damit verbundene Vorrichtung zur Rückgewinnung des Schmiermittels umfasst.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Vorrichtung zur Rückgewinnung des überschüssigen Schmiermittels und/oder die Membran(en) aus einem Material hergestellt, das mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, oder aus einem porösen Material.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zur Rückgewinnung des überschüssigen Schmiermittels einen geschlossenen Kreislauf für den Schmiermittelumlauf, der mit Vorrichtungen zum Pumpen und eventuell der Wiederaufbereitung des Schmiermittels ausgestattet ist.
Aus den Eigenschaften der Erfindung ergibt es sich, dass die Atmosphäre in dem Kasten geschlossen ist.
Eine zusätzliche Eigenschaft der Erfindung ist, dass der Zerstäubungswinkel, die Öffnung der Membran(en) sowie ihre Anzahl auf der Vorderseite des Kastens sowie eventuell die Abmessungen des Kastens in Abhängigkeit von der Breite der zu schmierenden Walzen und/oder des Bandes und der Bandgeschwindigkeit gewählt werden.
In vorteilhafter Weise umfasst die Anlage gemäß der Erfindung Mittel, um die Öffnung der Membran(en) mit der Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes, die gleich der Tangentialgeschwindigkeit der Walzen ist, zu erhöhen.
Weiterhin bestehen die Innenwände des Kastens vorteilhafterweise aus einem Material, das das Ansaugen des Schmiermittels ermöglicht.
Im Zusammenhang mit der Erfindung läuft das Band mit einer Geschwindigkeit von bis zu 0,5–20 m/s.
Ein zweiter Gegenstand dieser Erfindung betrifft ein Schmierverfahren in einer Walzstraße, vorzugsweise zum Warmwalzen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes, wobei diese Schmierung im Wesentlichen durch Aufspritzen oder Zerstäuben eines Schmiermittels oder einer Schmiermittelmischung auf ein Ziel, das die besagten Walzen und/oder das besagte Band umfasst, durchgeführt wird, vorzugsweise in der Nähe des Zwischenraums der Arbeitswalzen, wobei eine Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche eingesetzt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Phasen:

– man stellt die Spritzparameter für das Schmiermittel, insbesondere den Druck und die Temperatur so ein, dass man die gewünschte Schmiermittelmenge erhält;
– man stellt die Öffnung der Membran(en) in Abhängigkeit von der Schmiermittelmenge, die auf die Oberfläche aufzubringen ist, und der Bandgeschwindigkeit ein;
– man gewinnt das überschüssige Schmiermittel durch Sammeln und Pumpen zurück und schickt dieses in einem geschlossenen Kreislauf durch den Kasten, eventuell nach Wiederaufbereitung.

In vorteilhafter Weise wird die Öffnung der Membran(en) so eingestellt, dass auf dem Ziel eine Oberflächenmenge („Plate-out") des Schmiermittels zwischen 0,01 und 1 g/m² aufgebracht wird.
In vorteilhafter Weise werden die Spritzparameter für das Schmiermittel in einem offenen oder geschlossenen Regelkreis geregelt.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzdüse zur Zerstäubung von Öl in Luft mit interner Mischung, nach dem Stand der Technik.
2 zeigt schematisch eine erste bevorzugte Ausgestaltung dieser Erfindung.
3 zeigt schematisch eine zweite bevorzugte Ausgestaltung dieser Erfindung.
4 zeigt schematisch eine dritte bevorzugte Ausgestaltung dieser Erfindung.
Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
Die Grundidee dieser Erfindung ist die Verwendung eines Mittels zur Zerstäubung von feinen Schmiermitteltröpfchen in Kombination mit einer Membran, die mit einem Ölrückgewinnungssystem ausgestattet ist, in einer Schmiervorrichtung.
Wie in den 2 bis 4 dargestellt, betrifft diese Erfindung genauer gesagt eine Zerstäubungsschmiervorrichtung mit einem Zerstäuber (oder Vernebler) 1 des reinen Schmiermittels oder einer Schmiermittelmischung wie Schmiermittel auf der Basis von Kohlenstoff, Silikon oder gar Molybdänbisulfid. Dieses oder diese Schmiermittel besitzt einen üblichen Grad der Unreinheit oder von Zusätzen bei handelsüblichen Produkten dieser Art (zum Beispiel maximal 5%). Vorzugsweise wird die Zerstäubung bei Vorhandensein von Luft durchgeführt. Die Schmiermittel werden im Rahmen dieser Erfindung so gewählt, dass sie eine Siedetemperatur über 130°C haben.
Dieses System basiert auf der kombinierten Verwendung in einem Zerstäubungskasten 1:

– eines Zerstäubungsmittels 10;
– eines oder mehrerer Membranen 3, 3' mit einstellbarer Öffnung, die die Regelung der Schmiermittelmenge, die aus dem Zerstäuber austritt, ermöglicht;
– eines Systems 4 zur Rückgewinnung des überschüssigen Schmiermittels auf der Innenseite des oder der Membranen und/oder auf der Innenfläche des Kastens 1. Dieses Rückgewinnungssystem kann aus einem Material hergestellt sein, das mit vielen Bohrlöchern versehen ist oder aus einem porösen Material. Die Membran kann selbst aus dem gleichen Material hergestellt sein.

Die Funktion des Zerstäubungskastens 1 ist es, eine geschlossene Atmosphäre herzustellen, die aus dem Spritznebel besteht.
Im Rahmen dieser Erfindung versteht man unter „Zerstäubung" entweder eine Zerstäubung oder eine Vernebelung, das heißt die Reduzierung des zu Beginn flüssigen Schmiermittels in feine Tröpfchen, jeweils mit oder ohne Vorhandensein von Druckluft, die zu einer Tröpfchengröße von einigen Mikron bis zu mehreren Millimetern, zum Beispiel 2 mm je nach der verwendeten besonderen Technik führt.
So kann das vorstehend erwähnte Zerstäubungsmittel 10, das die Größe der produzierten Tröpfchen definiert, je nach der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Folgendes sein:

– entweder eine Spritzdüse mit Ausgangsöffnungen mit hohem Durchmesser, die Tröpfchen produziert, deren Durchmesser bei 1 bis 3 mm liegt und die mehr für hohe Zerstäubungsmengen geeignet ist
– oder eine Einspritzdüse (ohne Luft), vorzugsweise eine Spritzdüse vom Typ Vollkegel, mit Ausgangsöffnungen, deren Durchmesser typischerweise 100 bis 150 Mikron beträgt; die produzierten Tröpfchen werden nach Gauß'scher Art mit einer Maximalgröße von weniger als rund 700 Mikron verteilt;
– oder ein Zerstäuber mit interner oder externer Mischung (Luft), der es ermöglicht, eine Größe (Durchmesser) der Tröpfchen unter etwa 200 Mikron zu erhalten;
– oder ein Ultraschallzerstäuber, der es ermöglicht, eine in der Menge und Geometrie sehr präzise Zerstäubung zu erzeugen.

Dieser Typ von Vorrichtung beinhaltet keine Begrenzung, was den Druck und die Temperatur betrifft, muss aber geregelt werden.
In 1 ist ein Öl/Luft-Zerstäuber mit interner Mischung dargestellt ist, der nach dem Stand der Technik bekannt ist und auf vorteilhafte Weise als Zerstäubungsmittel 10 gemäß dieser Erfindung dienen kann. Die Luft 12 wird in Form eines Kranzes 12', der den Ölfluss 11 umgibt, eingespritzt, wodurch man einen konischen Zerstäubungsnebel 20 erhält. Nach dem Prinzip der Zerstäubung wird der Tröpfchennebel durch den Zustammenstoß des Öls aus der Öldüse 11 und der eingespritzten Luft (oder eines Schutzgases) 12 gebildet, wobei das Öl kurz vor dem Austritt des Öls aus dem Zerstäuber in der Luft verteilt wird.
Bei Zerstäubern mit externer Mischung ist der Ölfluss regelbar, indem der Öldruck geändert wird, der Luftdruck kann separat angepasst werden.
2 zeigt einen Zerstäuber nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit einer einzigen Membran 3, während 3 einen Zerstäuber gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit zwei Membranen 3, 3' zeigt.
Die Zwischenmembranen 3' wie in 3 eingebaut haben den Zweck:

– die Höhe des Zerstäubungskastens zu reduzieren,
– die Menge des Nebels zu begrenzen, der aus dem Zerstäuber austritt.

Die inneren Seitenwände des Kastens können mit einem gewöhnlichen Material 5 beschichtet sein, oder alternativ mit einem Material 5, das das Ansaugen des Schmiermittels ermöglicht, wie in 4 gezeigt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der Öl- oder Schmiermittelüberschuss, der sich auf den Innenwänden und auf der Membran befindet, nach draußen gesaugt, wiederaufbereitet und wieder in die Schmiervorrichtung eingeführt.
Diese Erfindung weist folgende Vorteile auf:

– Keine Wechselwirkung zwischen Wasser und Öl, daher bessere Kontrollierbarkeit und bessere Effizienz des Verfahrens, gegebenenfalls mit Lösung des Problems der Rohrverstopfung;
– Möglichkeit, Schmiermittel zu verwenden, die bei Umgebungstemperatur fest sind, indem sie zu Beginn erwärmt werden;
– Möglichkeit, reine Schmiermittel oder Emulsionen mit hoher Schmiermittelkonzentration zu verwenden;
– Gleichmäßige Ölverteilung auf der Walzenoberfläche;
– Optimierung der Wirksamkeit der Anhaftung des Öls auf der Walze. In der Tat wird die bestmögliche Zerstäubungsbedingung gewählt und die Öffnung der Membran so geregelt, dass die gewünschte Ölmenge durchfließen kann. Die Öffnung der Membran kann mit der Erhöhung der Walzendrehzahl gekoppelt sein. Der einzige freie Parameter des Systems ist daher die Öffnung der Membran(en). Die durchgeführten Messungen haben die Feststellung ermöglicht, dass die Wirksamkeit der Zerstäubung in Abhängigkeit von der auf die Oberfläche aufgebrachten Ölmenge weitgehend konstant bleibt, im Gegensatz zur Zerstäubung von stabilen Emulsionen, die bei einer hohen Oberflächenschicht ein Rinnphänomen aufweisen.

Claims

Schmieranlage in einer Walzenstraße, vorzugsweise zum Warmwalzen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes, wobei die besagte Schmierung im Wesentlichen durch Aufspritzen oder Zerstäuben eines Schmiermittels oder einer Mischung von Schmiermitteln auf ein Ziel, das die besagten Walzen und/oder das besagte Band umfasst, vorzugsweise in der Nähe des Zwischenraums der Arbeitswalzen, durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen im Wesentlichen geschlossenen Kasten (1) umfasst, der – mit einem Mittel (10) zur Bildung eines Nebels aus Schmiermitteltröpfchen von einer Größe unter 2 mm, vorzugsweise unter 700 μm und noch besser unter 200 μm – mit einer Membran (3, 3') mit einstellbarer Öffnung, die mit dem besagten Mittel (10) verbunden ist und auf einer Vorderseite des Kastens angebracht ist, – mit einer Vorrichtung zum Auffangen des überschüssigen Schmiermittels (4) auf der Membranseite, die innen im Kasten liegt und auf den Innenwänden des Kastens ausgestattet ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Schmiermittel eine Reinheit von mindestens 95% und eine Siedetemperatur über 130°C, vorzugsweise eine Siedetemperatur über 300°C und einen Flammpunkt über 180°C besitzt.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Mitteln zur Kontrolle der Temperatur des Kastens (1) ausgestattet ist, die vorzugsweise einen elektrischen Widerstand oder einen Wasserkreislauf umfassen.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mittel zur Temperaturkontrolle mit der Verwendung eines Schmiermittels verbunden sind, das bei Umgebungstemperatur fest und bei einer Arbeitstemperatur der Anlage, die über der Umgebungstemperatur liegt, flüssig ist.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Mittel (10) zur Bildung eines Tröpfchennebels mindestens eine Spritzdüse oder Einspritzdüse ohne Luft, vorzugsweise eine Spritzdüse vom Typ Vollkegel, oder einen Zerstäuber mit interner oder externer Mischung des Schmiermittels, das in Suspension in Luft oder einem Schutzgas ist, oder einen Ultraschallzerstäuber umfasst.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Spritzdüsen oder Einspritzdüsen oder Zerstäuber, die über die Breite der Walzstraße verteilt sind, umfasst, von denen manche abgeschaltet werden können, um eine Anpassung an die tatsächliche Bandbreite und/oder die auf die Oberfläche aufzubringende Menge des Schmiermittels zu ermöglichen.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, um die besagten Spritzdüsen abzuschalten, entweder jede zweite oder in zufälliger Reihenfolge.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten (1) in wenigstens zwei Teile unterteilt ist, wobei jeder Teil eine Membran (3, 3') und eine damit verbundene Vorrichtung zur Rückgewinnung des Schmiermittels (4) umfasst.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Rückgewinnung des überschüssigen Schmiermittels (4) und/oder die Membran(en) (3, 3') aus einem Material hergestellt ist, das mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, oder aus einem porösen Material.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Rückgewinnung des überschüssigen Schmiermittels (4) einen geschlossenen Kreislauf für den Schmiermittelumlauf umfasst, der mit Vorrichtungen zum Pumpen und eventuell der Wiederaufbereitung des Schmiermittels ausgestattet ist.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre in dem Kasten geschlossen ist.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäubungswinkel, die Öffnung der Membran(en) sowie ihre Anzahl auf der Vorderseite des Kastens sowie eventuell die Abmessungen des Kastens in Abhängigkeit von der Breite der zu schmierenden Walzen und/oder des Bandes und der Bandgeschwindigkeit gewählt werden.
Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, um die Öffnung der Membran(en) mit der Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes, die ebenfalls gleich der Tangentialgeschwindigkeit der Walzen ist, zu erhöhen.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände des Kastens vorteilhafterweise aus einem Material (5) bestehen, das das Ansaugen des Schmiermittels ermöglicht.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band mit einer Geschwindigkeit von bis zu 0,5–20 m/s läuft.
Schmierverfahren in einer Walzstraße, vorzugsweise zum Warmwalzen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes, wobei diese Schmierung im Wesentlichen durch Aufspritzen oder Zerstäuben eines Schmiermittels oder einer Schmiermittelmischung auf ein Ziel, das die besagten Walzen und/oder das besagte Band umfasst, durchgeführt wird, vorzugsweise in der Nähe des Zwischenraums der Arbeitswalzen, wobei eine Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche eingesetzt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Phasen: – man stellt die Spritzparameter für das Schmiermittel, insbesondere den Druck und die Temperatur so ein, dass man die gewünschte Schmiermittelmenge erhält; – man stellt die Öffnung der Membran(en) in Abhängigkeit von der Schmiermittelmenge, die auf die Oberfläche aufzubringen ist, und der Bandgeschwindigkeit ein; – man gewinnt das überschüssige Schmiermittel durch Sammeln und Pumpen zurück und schickt dieses in einem geschlossenen Kreislauf durch den Kasten, eventuell nach Wiederaufbereitung.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Membran(en) so eingestellt wird, dass auf dem Ziel eine Oberflächenmenge („Plate-out") des Schmiermittels zwischen 0,01 und 1 g/m² aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzparameter für das Schmiermittel in einem offenen oder geschlossenen Regelkreis geregelt werden.