MXPA05000706A

MXPA05000706A - Lubricante solido para lubricar un equipo soportado por un munon giratorio.

Info

Publication number: MXPA05000706A
Application number: MXPA05000706A
Authority: MX
Inventors: Alan C Lockett
Original assignee: C & C Oil Company
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-08-16
Also published as: BR0312757A; JP2005533164A; US20040014610A1; RU2005101075A; AU2003281516B2; US7030065B2; EP1525292B1; ATE420151T1; AU2003281516A1; US20050277555A1; ES2322346T3; BR0312757B1; JP4451306B2; WO2004009748A1; CA2492901A1; CA2492901C; EP1525292A1; CN1675343A; NZ537851A; US6767870B2

Abstract

Una barra de lubricante solida para el uso en ambientes de alta temperatura, tales como cubilotes rotatorios, que comprende un organo de fosfato, tal como fosfato trifenil, un lubricante solido seleccionado del grupo que comprende grafito, molibdeno, boro, nitruro de boro, tungsteno, politetrafluoroetileno, y mezcla de los mismos, y un metal suave seleccionado del grupo que comprende de cobre, aluminio, estano y mezclas de los mismos. La barra de lubricante solida tiene una temperatura del auto-ignicion por lo menos cerca de 1,000 grados Fahrenheit (537 grados centigrados).

Description

LUBRICANTE SÓLIDO PARA LUBRICAR UN EQUIPO SOPORTADO POR UN MUÑÓN GIRATORIO C¾MPO DE IA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con lubricantes sólidos utilizados en entornos de altas temperaturas. Más particularmente, la presente invención se relaciona con lubricantes sólidos que contienen trifenilfosfato, un lubricante sólido, tal como por ejemplo, grafito y un metal suave.

ANTECEDENTES DE IA INVENCIÓN Los lubricantes sólidos se utilizan para reducir la fricción y el desgaste en diversas partes de los hornos giratorios, utilizados en el proceso de fabricación de cal viva, cemento, caolín, pulpa, papel y lo semejante. La selección de los componentes del lubricante es decisiva para evitar la auto ignición del lubricante por debajo de la temperatura de operación del entorno en el cual se deposita el lubricante. Los entornos de los hornos alcanzan temperaturas de 537 grados Celsius (1,000 grados Fahrenheit) o más. Los lubricantes convencionales que contienen parafina tienen menores temperaturas de auto ignición y de esta forma con frecuencia no son adecuados para estos entornos de altas temperaturas. Los materiales de órgano fosfato que tienen temperaturas superiores de auto ignición se han utilizado anteriormente en lubricante líquidos, pero no en un lubricante sólido. Sería conveniente tener un lubricante sólido que tenga una temperatura de auto ignición adecuada para utilizarse en entornos de muy alta temperatura, tales como por ejemplo, en hornos ubicados en fabricas de cal viva y cemento, y lo semejante, en donde las temperaturas pueden superar los 537 grados Celsius (1,000 grados Fahrenheit) .

SOMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una barra de lubricante sólido para utilizarse en entornos de alta temperatura. La barra comprende un portador, un lubricante sólido y un metal suave. El portador puede ser un órgano fosfato, tal como por ejemplo, trifenilfosfato . El lubricante sólido puede ser carbón, grafito o lo semejante. Como un espesante se pueden agregar gel de sílice y/o arcilla inorgánica. El metal suave puede ser cobre, aluminio, estaño, mezclas de los mismos o lo semejante. En una modalidad preferida, la proporción de materiales es de aproximadamente 60% de trifenilfosfato y aproximadamente 40% de sólidos (es decir, el lubricante sólido y el metal suave) . La barra de lubricante sólido tiene una temperatura de auto ignición de preferencia al menos aproximadamente 537 grados Celsius (1,000 grados Fahren eit) . La presente invención también proporciona un método para formar la composición de la presente invención que comprende fundir primero el portador (por ejemplo, TPP) para proporcionar un mezclado fácil de la composición. El lubricante sólido en forma pulverizada y el metal suave, en forma pulverizada o en hojuelas, se agrega al portador liquido fundido y se mezcla. La mezcla formada asi se vacía en moldes, en donde la mezcla se deja enfriar y el portador se solidifica. Los moldes pueden producir una barra u otra forma deseada. Cuando se solidifica, la composición proporciona una barra de lubricante sólido en la cual el grafito u otro componente lubricante sólido y el metal suave proporcionan la porción significativa de acción de lubricación que porta la carga, mientras que el portador actúa como un agente antidesgaste (antioxidante) suave. Se harán evidentes otras características y ventajas de la presente invención al leer la siguiente descripción detallada de las modalidades de la invención, cuando se tome en conjunto con las reivindicaciones anexas .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE IA INVENCIÓN La presente invención proporciona, en general, una barra de lubricante sólido (u otra forma) que comprende un portador, un lubricante sólido y un metal suave. El portador de la barra de lubricación es un material que tiene una alta temperatura de ignición para evitar la calcinación- a temperaturas de uso altas. En una modalidad se utiliza trifenilfosfato ("TPP", por sus siglas en inglés) como un portador de órgano fosfato. TPP es conveniente debido a que tiene una alta temperatura auto ignición (en la gama de 537 grado Celsius (1,000 grados Fahrenheit) ) , haciéndolo asi adecuado para entornos de alta temperatura, tales como por ejemplo, en los hornos utilizados en el proceso de la cal viva, cemento, y otras fábricas de producción. Para entornos de baja temperatura, se puede incorporar cera sintética y/o parafinas en el lubricante sólido para variar el punto de fusión y los parámetros de desempeño. En una modalidad donde se utiliza cera, la cera es una parafina que tiene un punto de fusión de aproximadamente 52-53 grados Celsius (125-127 grados Fahrenheit) tal como por ejemplo, cera de parafina No. 1230 de International axes Ltd. El copolimero es un copolimero de ácido etilenacrilico que tiene un punto de fusión de 103-110 grados Celsius, a saber, copolimero de etileno EAS-1 de BASF o un copolimero de acetato etilenvinílico que consisten predominantemente de polietileno que tiene un punto de fusión de 87-92 grados Celsius, a saber, polietilenglicol EVA-l también de BASF. La ventaja de utilizar parafina como el portador sobre un copolimero o un polímero es que la parafina se funde dejando muy pocos residuos dañinos detrás, mientras que los polímeros o copolímeros pueden dejar una cantidad considerable de residuo plástico detrás después de que se funden y evaporan. Los compuestos orgánicos que contienen fósforo para utilizarse como el agente a presión extrema en la presente invención son ésteres de fosfito y ésteres de fosfato. Los ésteres de fosfito incluyen de manera enunciativa: trifenilfosfito, tricrecilfosfito, difenilnonilfosfito, tris (nonilfenil) fosfito, triisoctilfosfito, difenilisodecilfosfito, fenildiisodecilfosfito, mezclas de los mismos y lo semejante. Los fosfato ésteres incluyen de manera enunciativa: trifenilfosfato, tricrecilfosfato, trixilenilfosfato, cresildifenilfsfato, octildifenilfosfato, xilenildifenilfosfato, trilaurilfosfato, tricetilfosfato, tristearilfosfato, trioleilfosfato, oleilhidrógenofosfato, mezclas de los mismos y lo semejante.

El lubricante de la barra de lubricación comprende un material seleccionado del grupo que consiste de carbono pulverizado, grafito, molibdeno, boro, nitruro de boro, tungsteno, politetrafluoroetileno, y mezclas de los mismos. En una modalidad, se utiliza grafito, disponible de Applied Carbón Technology, Brocton, NY. Se pueden utilizar gel de sílice o arcilla inorgánica o mezclas de los mismos como materiales de relleno y portadores, en oposición para proporcionar lubricidad a la mezcla, se utilizan de manera más típica como agentes gelificantes . Los otros productos listados proporcionan al producto terminado características anti-desgaste y presión extrema. El metal suave se selecciona del grupo que consiste de cobre, aluminio, estaño o una mezcla de los mismos. Mientras que posiblemente sean muy reactivos, para ciertas aplicaciones se pueden utilizar zinc y/o plomo. El metal suave se proporciona en hojuelas o forma pulverizada . En una modalidad, la proporción de materiales es de aproximadamente 60% de TPP y aproximadamente 40% de sólidos (es decir, lubricante sólido y metal suave) . Una amplia gama podría consistir de 100% de TPP, o cualquier porcentaje de la mezcla del TPP junto con aproximadamente 1 hasta 50% de cualquier sólido o una combinación de los dos sólidos. Alternativamente se podría sustituir cualquiera de los otros componentes de lubricidad, a partir de la lista anterior, y tener un diseño de producto de calidad funcional para lubricar y reducir el desgaste. En otra modalidad, se puede utilizar TPP como el portador único y se agregan hasta un total de aproximadamente 50% de sólidos (es decir, lubricante sólido y metal suave) . La combinación de la mezcla de lubricante sólido (por ejemplo, aunque no como limitación, grafito) y metal (por ejemplo, aunque no como limitación, cobre) puede variar en aproximadamente 1%, es decir, hasta aproximadamente 49% de grafito y aproximadamente 1% de cobre a un extremo de la variación y se puede utilizar hasta aproximadamente 49% de cobre y aproximadamente 1% de grafito. En una modalidad, se prefiere limitar el cobre a una cantidad inferior de aproximadamente 10% para manejo ambiental, lo que reporta requerimientos y costos. En una modalidad, la combinación de sólidos, grafito o sus sustitutos se puede disminuir a aproximadamente 1% con un nivel mínimo de aproximadamente 5% que será benéfico. El cobre, o sus sustitutos, actualmente utilizados a un mínimo de aproximadamente 10% debido a motivos ambientales, podría ser tan bajo como una cantidad traza, y la proporción variará ascendentemente para obtener un desempeño mejorado / óptimo, limitado sólo por el costo y un punto de saturación máxima en el producto terminado. El cobre se selecciona de polvos de cobre que tengan una retención porcentual máxima en una malla No. 325 de aproximadamente 1.5%, tal como por ejemplo, Polvo de Hojuela de Cobre No. 530 de Canbro. El zinc se selecciona de polvos de zinc que tengan un tamaño de particula promedio de aproximadamente 3.50-4.50 mieras, tal como por ejemplo, Polvo de Zinc UP4 de Purity Zinc. El aluminio se selecciona de polvos de aluminio que tengan una retención porcentual máxima en la malla No. 325 de aproximadamente 1.5%, tal como por ejemplo, Polvo de Aluminio No. 805 de Canbro. La ventaja de utilizar polvo de cobre es que es el segundo polvo lubricante metálico más económico y se disipa con calor muy eficazmente. En una modalidad, el polvo de metal precioso se selecciona del grupo que consiste de cobre, plata o una mezcla de los mismos. El cobre se selecciona de polvos de cobre que tienen una retención porcentual máxima en la malla No. 325 de aproximadamente 1.5%, tal como por ejemplo, Polvo de Hojuela de Cobre No. 530 de Canbro. La plata se selecciona de polvos de plata que tienen una retención porcentual máxima en malla No. 325 de aproximadamente 1.5%, tal como por ejemplo, polvo de plata de Johnson and Matthey. La ventaja de utilizar polvo de cobre ya se mencionó anteriormente, aunque el polvo de plata se disipa con calor incluso mejor que el polvo de cobre. Se pueden utilizar cualquiera de los metales, incluyendo de manera enunciativa: zinc, aluminio, plata, oro, cobre, plomo, estaño, antimonio, y lo semejante, cuando la reactividad o costo no sea un motivo de preocupación. ün método para formar la composición de la presente invención comprende fundir primero el portador (por ejemplo, TPP) para proporcionar un mezclado fácil de la composición. El lubricante sólido en forma pulverizada y el metal suave, en forma pulverizada o en hojuelas, se agrega al portador liquido fundido y se mezcla. La mezcla asi formada se vacia en moldes donde la mezcla se deja enfriar y el portador se solidifica. Los moldes pueden producir una barra u otra forma deseada. Cuando se solidifica, la composición proporciona una barra de lubricante sólido en la cual el grafito u otro componente lubricante sólido y el metal suave proporcionan la porción significativa de acción de lubricación que porta la carga, mientras que el portador actúa como un agente antidesgaste (antioxidante) suave. Los moldes se dimensionan para que proporcionen barras de lubricante que se puedan insertar fácilmente entre las barras de relleno que portan la carga del horno, o la cubierta del horno y el orificio interior del aro de sujeción. Mientras que el horno funciona a temperaturas elevadas, el portador se funde y los lubricantes sólidos fluyen hacia arriba y se depositan sobre las superficies de fricción. Si la barra se extruye, el porcentaje de sólidos puede ser tan alto como aproximadamente 90%. La presente invención también proporciona una barra de lubricante sólido producida mediante el proceso descrito anteriormente y en el Ejemplo. Utilizando el TPP proporciona un punto de fusión menor que la cera microcristalina, y proporciona puntos de auto ignición significativamente superiores tanto sobre la parafina como la cera microcristalina. Estos beneficios permiten el uso del TPP para reemplazar la cera microcristalina en la fórmula sin aumentar el punto de fusión. También permite el reemplazo de la cera de parafina cuando se desea un punto de fusión menor. La fórmula actual (sin TPP) utiliza las ceras tanto de parafina como microcristalinas en la fórmula a porcentajes variables para alterar el punto de fusión y mejorar la solubilidad de los sólidos en la cera de parafina. El uso TPP ayuda en la eliminación de un residuo potencialmente viscoso que se forma sobre las superficies del equipo cuando se utiliza para reemplazar la cera de parafina.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Se elaboró un lote de 22.7 kg. (50 libras) tomando primero el TPP o la mezcla de cera y midiendo las 13.62 kg. (30 libras) de cera / portador, vaciándola en una cuba de galvanizado y aplicando calor y agitación para licuar el portador de cera sólida/TPP. Una vez que el portador se hizo liquido, se agregaron 6.812 kg. (15 libras) del grafito en forma pulverizada al lote y se mezcló completamente. Lugo se agregaron 2.27 kg. (5 libras) de cobre en hojuelas y se mezcló nuevamente para obtener una mezcla homogénea. Luego la mezcla completa se vacio en moldes estando calientes, y los moldes se almacenaron y se dejaron enfriar. Como se enfrio el producto, se hizo sólido una vez más. Cuando el producto se habla enfriado de manera suficientemente, se retiraron las barras del molde y se empacaron. Es posible utilizar un extrusor, que puede reducir las horas hombre, costos de trabajo, aumenta la producción y mejora la uniformidad del producto.

Ejemplo 2 Una muestra del producto se probó utilizando el método E-659 ASTM. El aparato de calentamiento tuvo 4 puntos termopar (3 en el exterior y 1 en el interior) que deben ser equivalentes antes de que la muestra se inserte. La muestra se trituró a temperatura ambiente y se expulsó hacia una tolva en un matraz que se mantuvo al intervalo de temperatura constante. Se utilizaron diez (10) muestras de temperatura iniciando a 421°C (790 grados Fahrenheit) y aumentando cada vez a -1.11°C (30 °F) hasta que se alcanzaron los 88°C (190°F). La temperatura máxima del aparato fue de 588°C (1090°F) debido a que la hoja de aluminio se conduce sobre el termopar. Por lo tanto, el punto de auto ignición del polímero es 588°C (>1090°F) . Aunque sólo unas cuantas modalidades de ejemplo de esta invención se han descrito en detalle anteriormente, aquellos expertos en la técnica apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones en las modalidades de ejemplo sin apartarse materialmente de las enseñanzas y ventajas novedosas de esta invención. Por consiguiente, se pretende que todas estas modificaciones estén incluidas dentro del alcance de esta invención según se define en las siguientes reivindicaciones. Además se debe observar que cualesquiera, patentes, solicitudes y publicaciones a las que se hace referencia en la presente se incorporan como referencia en su totalidad.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES : 1. Un lubricante sólido para lubricar un equipo giratorio soportado por un muñón, caracterizado porque comprende: a) un órgano fosfato; b) un lubricante sólido seleccionado del grupo que consiste de grafito, molibdeno, boro, nitruro de boro, tungsteno, gel de sílice, arcilla inorgánica, politetrafluoroetileno, y mezclas de los mismos; c) un metal seleccionado del grupo que consiste de cobre, aluminio, estaño y mezclas de los mismos ; el lubricante sólido tiene un punto de auto ignición de al menos aproximadamente 1,000 grados Fahrenheit (537 grado Celsius).
2. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de fosfato orgánico es un fosfito éster seleccionado del grupo que consiste de trifenilfosfito, tricresilfosfito, dífenilnonilfenilfosfito, tris (nonilfenil) fosfito, triisooctilfosfito, difenilisodecilfosfito, fenildiisodecilfosfito, y mezclas de los mismos.
3. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de fosfato orgánico es un fosfatoéster seleccionado del grupo que consiste de trifenilfosfato, tricresilfosfato, trixilenilfosfato, cresildifenilfosfato, octildifenilfosfato, xilenildifenilfosfato, trilaurilfosfato, tricetilfosfato, tristearilfosfato, trioleilfosfatooleil hidrógeno fosfato, y mezclas de los mismos.
4. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción del material de fosfato orgánico a otros sólidos es de aproximadamente 60 : 0.
5. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado porque los sólidos están presentes en una variación de aproximadamente 1-50% y el resto es esencialmente un órgano fosfato.
6. El lubricante sólido según la reivindicación 5, caracterizado porque el órgano fosfato es trifenilfosfato .
7. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado porque el grafito y el cobre están presentes en una variación de concentración de aproximadamente 49% de grafito y aproximadamente 1% de cobre hasta aproximadamente 1% de grafito y 40% de cobre.
8. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende al menos un portador seleccionado del grupo que consiste de parafina, cera de abeja y cera sintética.
9. El lubricante sólido según la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un espesante seleccionado del grupo que consiste de gel de sílice, arcilla inorgánica, y mezclas de los mismos.
10. ün lubricante sólido para lubricar un equipo giratorio soportado en muñón, caracterizado porque comprende : a) trifenilfosfato; b) grafito pulverizado; y c) cobre; en donde el trifenilfosfato comprende aproximadamente 60% del lubricante sólido y el grafito pulverizado y el cobre juntos comprenden aproximadamente 40% del lubricante sólido, el lubricante sólido tiene un punto de auto ignición de al menos aproximadamente 537 grado Celsius (1,000 grados Fahrenheit) .
11. Un método para formar un lubricante sólido, caracterizado porque comprende: a) fundir una cantidad de trifenilfosfato para formar un líquido o semi-líquido; b) agregar al líquido o semi-liquido del paso (a) una cantidad de un lubricante sólido en forma pulverizada seleccionado del grupo que consiste de grafito, molibdeno, boro, nitruro de boro, tungsteno, gel de sílice, arcilla inorgánica, politetrafluoroetileno y mezclas de los mismos, y una cantidad de un metal en hojuela o forma pulverizada seleccionado del grupo que consiste de cobre, aluminio, estaño y mezclas de los mismos ; c) mezclar los componentes del paso (b) para formar una mezcla; d) vaciar la mezcla del paso (c) en un molde; y, e) dejar que la mezcla en el molde del paso (d) se enfríe para formar un sólido; el lubricante sólido tiene una temperatura de auto ignición de al menos 537 grados Celsius (1,000 grados Fahrenheit) .
12. Un lubricante sólido formado mediante un proceso, caracterizado porque comprende: a) fundir una cantidad de trifenilfosfato para formar un líquido o semi-líquido; b) agregar al líquido o semi-líquido del paso (a) una cantidad de un lubricante sólido en forma pulverizada seleccionado del grupo que consiste de grafito, molibdeno, boro, nitruro de boro, tungsteno, gel de sílice, arcilla inorgánica, politetrafluoroetileno y mezclas de los mismos, y una cantidad de un metal en hojuela o forma pulverizada seleccionado del grupo que consiste de cobre, aluminio, estaño y mezclas de los mismos ; c) mezclar los componentes del paso (b) para formar una mezcla; d) vaciar la mezcla del paso (c) en un molde; Y, e) dejar que la mezcla en el molde del paso (d) se enfríe para formar un sólido; el lubricante sólido tiene una temperatura de auto ignición de al menos 537 grados Celsius (1,000 grados Fahrenheit) .