WO2013107768A2 - Verfahren zum abtrennen von kühlschmierstoff aus lagerschmiermittel - Google Patents

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    • C10N2040/245—Soft metals, e.g. aluminum

Definitions

  • the invention relates to a separation process for the processing of used in metal forming devices
  • bearing lubricant Furthermore, the invention relates to a bearing lubricant used in bearings on systems for
  • cooling lubricant In metal forming plants, for example in aluminum cold rolling mills, are used as cooling lubricant for the
  • Forming process usually not water miscible
  • Hydrocarbon mixtures used Hydrocarbon mixtures used.
  • lubricating additives which are suitable for the cooling lubricants, for example fatty alcohols, fatty acids or fatty acid esters, may be added.
  • the bearing lubricants used are usually high-boiling and highly viscous lubricating oils based on mineral oils.
  • Cooling lubricant can according to the current state of
  • Leaks are critical for the rolling process, especially when using high-boiling and high-viscosity bearing lubricants. because different properties of the cooling lubricant,
  • Bearing lubricant impurities in the cooling lubricant can be adjusted. This results in time, energy and investment-intensive processes, especially in the thermal degreasing of aluminum rolled products.
  • the extent of contamination of the cooling lubricant by bearing lubricants depends inter alia on the rate of leakage from the bearing lubrication systems. With a high leakage rate, the levels of bearing lubricant in the coolant can account for the majority of the process-critical coolant contaminants.
  • Bearing lubrication system can lead to a drop in viscosity of the bearing lubricant, the lubricity of the
  • Lube lubricant greatly reduces and thus can lead to bearing damage. To prevent a cooling lubricant contamination in the bearing lubrication system from becoming a problem
  • Viscosity drop leads, namely the bearing lubricant particularly high-viscosity and high-boiling mineral oils are added. Such a modified bearing lubricant is then - in case of leakage in the coolant - still more critical to the manufacturing process than the unmodified bearing lubricant.
  • Contaminants such as bearing lubricant from the
  • Laid-Open Publication No. 1 594 535 discloses a method for cleaning used rolling mill oil containing as impurities water, solids and tramp oils. In this process, the impurities are removed by settling and centrifuging out of the rolling mill oil.
  • the present invention is based on the object to overcome the disadvantages of the known separation process.
  • a method is to be provided with the mixtures of bearing lubricant and coolants can be effectively separated with little effort and it is the special task of the separation process, leakage of coolant into the bearing lubricant from the
  • the invention is based on the object to provide a bearing lubricant, in particular for use in oil flood stores in metal forming devices, which is sufficiently compatible with coolant and in
  • the invention is based on the object, a bearing lubricant, in particular for use in oil flood bearings in metal forming apparatuses
  • Cooling lubricant forms no unwanted deposits on the rolled strip during thermal degreasing of the sealing strip made with the cooling lubricant.
  • the object is achieved by a method for processing in
  • Oil flood bearing lubricant can be prepared in various ways known to the person skilled in the art, for example by means of separators,
  • Cooling lubricants and bearing lubricants are Cooling lubricants and bearing lubricants.
  • thermal separation Another advantage of a thermal separation is that they are both good and with a poor miscibility of cooling lubricant and
  • Bearing lubricant can be performed.
  • a thermal separation is characterized by a high
  • thermal separation Another advantage of a thermal separation is that more low-boiling impurities of the bearing lubricant, such as water, are automatically mitabgetrennt.
  • the inventive method is in principle suitable for the separation of all commonly used cooling lubricants from the commonly used bearing lubricants.
  • cooling lubricants containing hydrocarbons, preferably in a proportion of at least 50 wt.%, Preferably of at least 70 wt.% And in particular of at least 90 wt.%. It is advantageous if the boiling position of the cooling lubricant is in the range of 180 to 320 ° C. Cooling lubricants which at 40 ° C. have a kinematic viscosity according to DIN 51562-T1 of at most 10 mm 2 / s, preferably 1 to 5 mm 2 / s, are also outstandingly suitable
  • the separation of the cooling lubricant from the bearing lubricant with a distillative process is more preferably from 1.5 to 3.5 mm 2 / s and in particular from at most 3 mm 2 / s.
  • the separation of the cooling lubricant from the bearing lubricant with a distillative process is more preferably from 1.5 to 3.5 mm 2 / s and in particular from at most 3 mm 2 / s.
  • the bearing lubricant for example, the bearing lubricant.
  • the substance with the lower Siedelage thus accumulates in the gas phase or is depleted from the liquid phase.
  • condensation of the gas phase is - preferably spatially separated from the original liquid - obtain a liquid whose composition corresponds to the gas phase.
  • the various substances can be effectively separated.
  • the inventive method is the distillative separation of the cooling lubricant at reduced pressure (vacuum), in particular at a pressure of less than 1 atm, and / or at an elevated temperature, in particular at a
  • Distillation temperature to values between 25 ° C and 180 ° C, preferably between 50 ° C and 160 ° C. Excellent distillation temperatures of at most 150 ° C, are suitable
  • the boiling layers of the substances to be separated can be reduced according to their vapor pressure curve by reducing the pressure.
  • Lubricity of the bearing lubricant affect, such as oil oxidation, oil sludge formation (polymerization) or decomposition, reduced or even completely avoided.
  • the gentle character of the distillative separation can also be achieved by short residence times of the lubricants in the
  • Cooling lubricant used a falling film evaporator.
  • Falling film evaporators preferably consist of a standing bundle of long tubes in which the to be distilled
  • Liquid is given up and flows down as a film.
  • the heating takes place for example by steam.
  • vapor bubbles form, which flow down with the liquid and provide turbulent conditions.
  • Steam and liquid usually separate at the lower end in a separation vessel.
  • Evaporator wall is advantageously carried out from the outside via a double jacket.
  • the above-mentioned methods have, for example, the advantage over the bladder distillations, among other things, that they are at very low pressure and thus also at low pressure
  • Bearing lubricants usually at 40 ° C a
  • the separation process according to the invention can be carried out in sidestream or in full flow of the bearing lubricant circuit.
  • An advantage of a purification in the secondary flow is that the circulation of the bearing lubricant no
  • Impairment experiences and thus the operation of the plants can be maintained continuously for metal forming.
  • Another advantage is that
  • Impurities in the bearing lubricant circuit can be removed in a timely manner.
  • a purification in the side stream is particularly useful when a rather low level of contamination is expected.
  • Bearing lubricant is used to perform separately. This allows increased flexibility for the structural
  • Lagerschmierstoff used products such as mineral oils or mineral oil-based products a good
  • Cooling lubricant to avoid the formation of several phases it is advantageous to use a bearing lubricant, the at least 5%, preferably at least 10% in the
  • Coolant is soluble. It is also beneficial to use a coolant that is at least 5% soluble in the bearing lubricant, namely at a leakage of coolant into the bearing lubricant a
  • Lubricants achieved as a bearing lubricant.
  • particularly suitable synthetic bearing lubricant products have been found that
  • Polyisobutylene and / or Polyalphaolefin included. These products may also be used in conjunction with mineral oils and / or other components commonly used in bearing lubricants.
  • Bearing lubricant is especially that these compounds can be decomposed residue free by a thermal treatment. This is in the case of leaks from
  • bearing lubricants in the coolant particularly in an optionally provided thermal aftertreatment of the rolled strip of advantage.
  • bearing lubricants based on polyisobutylene base are characterized by good miscibility
  • Bearing lubricant based on polyisobutylene also good miscibility with the products commonly used as a cooling lubricant. This is especially so
  • Lubricating film can be safely prevented.
  • Cooling lubricant for example, by leakage in the bearing lubrication system and / or too low temperatures during the thermal treatment of the rolled strip can lead to the formation of residues, causing the
  • Aluminum cold rolling mills require an increased handling effort; - Polyisobutylene impurities in the coolant can, like the commonly used bearing lubricants based on mineral oils on the
  • Cooling lubricant filtration are removed.
  • Bearing lubricants in particular bearing lubricants for oil flood bearings in metal forming apparatus, which have sufficient compatibility with those commonly known as
  • Oxidation inhibitor having a flash point at 1 atm of at least 150 ° C, preferably of at least 170 ° C and in particular of at least 190 ° C.
  • the bearing lubricant according to the invention has a sufficient compatibility with the usually as
  • Coolant used products for example
  • inventive method easily separate from this bearing lubricant.
  • the bearing lubricant according to the invention is suitable
  • the bearing lubricant according to the invention in the case of contamination of the cooling lubricant by leakage of bearing lubricant can be in a simple manner, preferably by a cooling lubricant filtration from the cooling lubricant
  • Cooling lubricant filtration filter aids are used, where the bearing lubricant of the invention are adsorbed. This applies in particular to the use of filter aid mixtures which u. a. also
  • Filter aid based on bleaching earths included.
  • the bearing lubricant according to the invention comprises a
  • Suitable corrosion inhibitors are conventional
  • Corrosion inhibitor boiling on at 1 atm of at least 150 ° C, preferably of at least 150 ° C.
  • the Corrosion inhibitor boiling on at 1 atm of at least 150 ° C, preferably of at least 150 ° C.
  • nitrogen compounds for example, nitrogen compounds,
  • basic nitrogen compounds such as tertiary amines or their salts of benzoic, salicylic or
  • Naphthenic acids esters of fatty, naphthenic or
  • Alkaline earth diphthalylalkylamides amino dicarboxylic acids
  • Dicyclohexylamine and diamides of heterocyclic hydroxyamines and iminoesters, amides, amidoximes and diaminomethane derivatives Dicyclohexylamine and diamides of heterocyclic hydroxyamines and iminoesters, amides, amidoximes and diaminomethane derivatives.
  • fatty acid amides in particular amides of saturated fatty acids with alkanolamines, alkylamines, sarcosine or imidazolines.
  • phosphoric acid derivatives in particular diaryl phosphates and thiophosphoric acid esters or neutral salts of primary n-alkylamines (C 8 -C 18 ) or of cycloalkylamines with dialkyl phosphates.
  • Sulfur compounds are also suitable.
  • combinations of Ba sulfonates and polyoxethylated alkyl phenols are also suitable.
  • Alkylmercapto- and -sulfinylacetic acids and mixtures of oil-soluble alkali or alkaline earth sulfonates, fatty acids with ethylenediamine (sarcosine) or diethylenetriamine.
  • carboxylic acid derivatives in particular naphthenic acids, calcium naphthenates, zinc salts, hydroxy and Ketocarboxylic acids, dicarboxylic acids, maleic acid, unsaturated fatty acids, hydroxy fatty acids and esters of all these
  • Acids pentaerythritol and sorbitan monooleate and 0-stearoyl-alkylolamines, polyisobutenyl-succinic acid derivatives, mixtures of the dicarboxylic acid and its mono-2-hydroxyisopropyl ester, p-alkyl-phenoxycarboxylic acid,
  • the amount of corrosion inhibitor used may vary. Particularly favorable amounts of less than 5 wt.%, And in particular amounts of 0.1 to 2 wt.%.
  • bearing lubricant can be usual
  • Additives such as high pressure additives / high pressure additives
  • Wear protection additives Reibwertverminderer, adhesives, viscosity Indes improvers, detergents, demulsifiers, emulsifiers, non-ferrous metal inhibitors and / or
  • Antifoaming agent preferably in an amount of less than 5 wt.%, And especially in an amount of 0.1 to 2 wt.% Contain.
  • Particularly advantageous is the use of additives which have a flash point at 1 atm of at least 150 ° C, preferably of at least 170 ° C and in particular of at least 190 ° C. In this way, the thermal separability of the bearing lubricant and the cooling lubricant is not adversely affected by the additives.
  • the bearing lubricant according to the invention contains at least one oxidation inhibitor.
  • Suitable oxidation inhibitors are the known oxidation inhibitors if they have a
  • Flash point at 1 atm of at least 150 ° C preferably from have at least 170 ° C and in particular of at least 190 ° C.
  • dialkyl sulfides in particular dialkyl sulfides, polysulfides, diaryl sulfides, modified mercaptans, mercaptobenzimidazoles, thiophene derivatives, xanthates, zinc dialkyl dithiocarbamates,
  • alkylaromatic S compounds dibenzyl disulfide should be mentioned. Also suitable are alkylphenol sulfides. Particularly suitable
  • sulfoxides preferably in combination with aromatic amines.
  • phosphorus compounds such as, preferably
  • Triaryl and trialkyl phosphites such as dialkyl dialkyl 3, 5-di-tert-butyl-hydroxybenzylphosphonic acid or phosphonic acid dipiperazides.
  • sulfur-phosphorus compounds such as
  • Metal salts of thiophosphoric acid compounds in particular zinc dialkyldithiophosphates. Also suitable are Zn and Ba dialkyldithiophosphates Also suitable
  • Reaction products of P 2 S 5 with terpenes dipenten-, ⁇ -pinene
  • polybutenes polybutenes
  • olefins and unsaturated esters
  • phenol derivatives in particular sterically hindered monohydric and di- and trihydric phenols, sterically hindered di- and trinuclear and polynuclear phenols.
  • Particularly suitable are polyalkylphenols,
  • Trisphenols as well as esters of 3- (3, 5-di-tert-butyl-4 ⁇
  • amines especially oil-soluble amines such as diphenylamine, phenyl-naphthylamine, ⁇ , ⁇ '-
  • Bearing lubricant and cooling lubricant as well as in the efficiency of the thermal separation of bearing lubricant and bearing lubricant additives from the cooling lubricant particularly good results can be achieved.
  • practical tests have shown that particularly good results are achieved, which protects the bearing lubricant against aging due to thermal stress in the warehouse and in the thermal separation of
  • Bearing lubricant and cooling lubricant when in addition to a phenolic oxidation inhibitor, a high-boiling amine oxidation inhibitor with a
  • Flash point of at least 150 ° C is used.
  • a concentration of 0.1 to 3 wt.% In particular 0.5 to 1.5 wt.%.
  • Very particularly preferred is the use of an alkylated diphenylamine in a concentration of 0.5 to 1.5 wt.%.
  • Bearing lubricant is preferably 0.1 to 3 wt.%, Preferably 0.5 to 1.5%.
  • the bearing lubricant comprises a synthetic oil having an oxygen to carbon ratio of 1 to 12 to 1 to 1, preferably 1 to 5 to 1 to 2, and more preferably 1 to 4 to 1 to 2.5.
  • Such a bearing lubricant shows a still sufficient compatibility with the products commonly used as a coolant, for example mineral oils.
  • cooling lubricants are particularly easy to separate from such a bearing lubricant. But above all, the like can be
  • filter aid mixtures which also include filter aids based on bleaching earths.
  • filter aid mixtures which also include filter aids based on bleaching earths.
  • kinematic viscosity 60 to 220 mm 2 / s, preferably from 70 to 150 mm 2 / s, on.
  • polyalkylene glycol for which the abbreviation "polyglycol” is frequently used in the literature, is advantageous in that leaks of the cooling lubricant into the literature
  • Bearing lubricant can be separated easily with the method according to the invention. It is particularly advantageous that in case of leakage of the bearing lubricant in the
  • Cooling lubricant the viscosity of the cooling lubricant, as well as its compatibility with any provided subsequent thermal treatments of the rolled strip, such as an aluminum roll strip is hardly affected. This is due to the fact that resulting from a leakage of bearing lubricant
  • Precoat filtration preferably using Filter aids, preferably with partial or complete use of filtration aids based on bleaching earths.
  • Filter aids preferably with partial or complete use of filtration aids based on bleaching earths.
  • Polyalkylene glycol is considered to be "glow-friendly”.
  • polyalkylene glycol has a particularly high viscosity index compared to mineral oils.
  • a high viscosity of the bearing lubricant can be adjusted, which has a positive effect on the usable in a bearing lubrication system
  • polyalkylene glycol increases the
  • polyalkylene glycol having an average molecular weight of 1200 to 3500, more preferably 1000 to 3000 g / mol, and especially 1200 to 2500 g / mol has been found to be particularly favorable.
  • the cooling lubricant used can be specifically adjusted.
  • ether groups measured as the mass of the C-O-C bound oxygen based on the molecular weight of 20 to 40%, preferably from 20 to 30%, have.
  • Carboxylic acid esters preferably diesters and / or polyol esters, in particular esters of a C 4 -C 2 o alcohol with a C6 ⁇ C 2 2 dicarboxylic acid and / or esters of a C 2 -C 10 polyhydroxy alcohol with a C 6 -C 36 mono- and / or dicarboxylic acid.
  • esters of a C 4 -C 2 o alcohol with a C6 ⁇ C 2 2 dicarboxylic acid and / or esters of a C 2 -C 10 polyhydroxy alcohol with a C 6 -C 36 mono- and / or dicarboxylic acid.
  • mineral oils polyalphaolefins or polyisobutylenes, such synthetic oils have "polar", oxygen-containing molecular groups and thus over the
  • the synthetic petroleum oils containing polyesters also have the property of being decomposed to a low-residue state during a thermal treatment.
  • this is preferably more than 5% of synthetic carboxylic acid esters such as diesters, polyol esters or
  • the bearing lubricant according to the invention can in principle have a wide variety of flash points. By choosing the flash point of the bearing lubricant can be a for a thermal separation process favorable separation behavior of possible cooling lubricant impurities are set.
  • Siedelagen optionally added additives and other ingredients are preferably chosen so that they do not have a temperature overlap area with the Siedelage of
  • Initial boiling point selected, which is as clearly above the boiling end of the cooling lubricant and the optionally existing coolant additives. It is likewise preferred that the additives and further ingredients optionally added to the bearing lubricant, with their boiling position or boiling point, are significantly above the boiling end of the cooling lubricant and of the cooling lubricant additives.
  • Storage lubricant at 1 atm at least 150 ° C, preferably at least 170 ° C and in particular at least 190 ° C. In this way, the thermal separation process can be carried out particularly effectively.
  • the proportion of the synthetic oil in the bearing lubricant can vary widely. Have practical experiments
  • Bearing lubricant advantageously at least 5 wt.%, Preferably at least 50 wt.%, More preferably at least 90 wt.% And in particular at least 95 wt.% To 99.5 wt.% Is. It is also advantageous if the
  • the bearing lubricant according to the invention is suitable
  • Coolant can be separated.
  • Contamination of the bearing lubricant could be limited by cooling lubricant to less than 1%.
  • the bearing lubricants from the cooling lubricant could be replaced by the use of coolant lubrication based on
  • Filtering aids are limited to residual contents less than 0.5%.
  • the short path distillation was at a pressure of 5 mbar at

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Description

Verfahren zum Ab rennen von Kühlschmierstoff aus
LagerSchmiermittel
Die Erfindung betrifft ein Trennverfahren zur Aufarbeitung von in Vorrichtungen zur Metallumformung verwendetem
Lagerschmiermittel. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Lagerschmiermittel, das in Lagern an Anlagen zur
Metallumformung einsetzbar ist.
In Anlagen zur Metallumformung, beispielsweise in Aluminium- Kaltwalzwerken, werden als Kühlschmierstoff für den
Formungsprozess in der Regel nichtwassermischbare
Kühlschmierstoffe in Form aromatenarmer
Kohlenwasserstoffgemische eingesetzt. Je nach Anwendungsfall können den Kühlschmierstoffen geeignete Schmieradditive, beispielsweise Fettalkohole, Fettsäuren oder Fettsäureester, zugesetzt werden.
In Aluminium-Kaltwalzwerken sind neben Kühlschmierstoffen auch weitere Schmiermittel, beispielsweise
Lagerschmiermittel, in geschlossenen Kreisläufen und an
Verbrauchsschmierstellen im Einsatz . Als Lagerschmiermittel werden üblicherweise hochsiedende und hochviskose Schmieröle auf Mineralölbasis verwendet.
Eine Leckage aus diesen Schmierkreisläufen in den
Kühlschmierstoff kann nach dem gegenwärtigen Stand der
Technik nicht vollständig verhindert werden. Derartige
Leckagen sind insbesondere bei Verwendung hochsiedender und hochviskoser Lagerschmiermittel kritisch für den Walzprozess, da verschiedene Eigenschaften des Kühlschmierstoffs,
beispielsweise seine Viskosität und Reinheit beeinträchtigt werden. Besonders kritisch sind die oben genannten Leckagen für die weiteren Fertigungsprozesse der Metallumformung, die eine thermische Behandlung des Walzbandes zur Einstellung der metallurgischen Eigenschaften und/oder zum Abdampfen der Ölauflage beinhalten. Die hohe Siedelage und die chemische Zusammensetzung des Lagerschmiermittels bedingt nämlich, dass das Lagerschmiermittel bei hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise bei der thermischen Entfettung auftreten, unvollständig abdampft. Hierdurch bilden sich unerwünschte Ablagerungen auf dem Walzband. Die Bildung derartiger
Ablagerungen wird auf Grund der damit einhergehenden
Farbänderung des Walzbands als Braunfleckigkeit bezeichnet.
Um Qualitätseinbußen zu verhindern, ist es üblich den Gehalt an Lagerschmiermittel-Verunreinigungen im Kühlschmierstoff durch den regelmäßigen Austausch der Kühlschmierstofffüllung zu verringern. Diese Vorgehensweise ist jedoch nachteilig, da mit ihr Kosten für die Neubeschaffung, Aufarbeitung und
Entsorgung des verunreinigten Kühlschmierstoffs entstehen. Weiterhin muss die thermische Behandlung des Walzbandes dem gegebenenfalls aufwändig zu ermittelnden Gehalt an
Lagerschmiermittel-Verunreinigungen im Kühlschmierstoff angepasst werden. Hieraus resultieren insbesondere bei der thermischen Entfettung von Aluminium-Walzprodukten zeit-, energie- und investitionsintensive Prozesse.
In Ölflutlagern für Walzenzapfen an Aluminium-Kaltwalzwerken, werden üblicherweise hochsiedende Mineralöle als
Lagerschmiermittel eingesetzt. Wie bereits diskutiert, können mit der aktuellen Dichtungstechnik Leckagen von Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff nicht verhindert werden. Leckagen von Lagerschmiermittel aus Ölfilmlagern für Walzenzapfen in den Kühlschmierstoff sind besonders
prozesskritisch, da derartige Lagerschmiermittel
üblicherweise deutlich viskoser als Kühlschmierstoffe sind und darüber hinaus eine deutlich höhere Siedelage aufweisen. Somit werden durch Leckagen derartiger Lagerschmiermittel Viskosität und Siedelage der Kühlschmierstoffe besonders stark beeinträchtigt.
Das Ausmaß der Verunreinigung des Kühlschmierstoffs durch Lagerschmiermittel hängt unter anderem von der Leckagerate aus den Lagerschmiersystemen ab. Bei einer hohen Leckagerate können die Anteile von Lagerschmiermittel im Kühlschmierstoff den Hauptanteil der prozesskritischen Kühlschmierstoff- Verunreinigungen ausmachen.
Erschwerend kommt hinzu, dass es mit der aktuellen
Dichtungstechnik derzeit nicht möglich ist Leckagen von
Kühlschmierstoff in das Lagerschmiersystem - also den
umgekehrten Vorgang - auszuschließen. Derartige Leckagen tragen zur Verschlechterung der oben genannten Situation bei. Durch das Eindringen des Kühlschmierstoffs in das
Lagerschmiersystem kann es zu einem Viskositätsabfall des Lagerschiermittels kommen, der die Schmierfähigkeit des
Lagerschmierstoffs stark herabsetzt und somit zu Lagerschäden führen kann. Um zu verhindern, dass eine Kühlschmierstoff- Kontamination im Lagerschmiersystem zu einem
Viskositätsabfall führt, werden dem Lagerschmiermittel nämlich besonders hochviskose und hochsiedende Mineralöle zugesetzt. Ein derartig modifiziertes Lagerschmiermittel ist dann - bei einer Leckage in den Kühlschmierstoff - noch kritischer für den Fertigungsprozess als das unmodifizierte Lagerschmiermittel .
Üblicherweise wächst mit zunehmender Standzeit der Befüllung des Lagerschmiersystems die Beeinträchtigung des
Fertigungsprozesses bei einer Leckage aus dem Lagerkreislauf in den Kühlschmierstoffkreislauf .
Es ist bekannt Kühlschmierstoff aufzuarbeiten um
Verunreinigungen wie Lagerschmiermittel aus dem
Kühlschmierstoff zu entfernen. So beschreibt die
Offenlegungsschrift 1 594 535 ein Verfahren zur Reinigung gebrauchten Walzwerköls, welches als Verunreinigungen Wasser, Feststoffe und Trampöle enthält. In diesem Verfahren werden die Verunreinigungen durch Absetzten und Abzentrifugieren aus dem Walzwerköl entfernt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der bekannten Trennverfahren zu überwinden.
Insbesondere soll ein Verfahren bereit gestellt werden, mit dem Gemische von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoffen mit geringem Aufwand wirksam getrennt werden können wobei es die besondere Aufgabe des Trennverfahrens ist, Leckagen von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiermittel aus dem
Lagerschmiermittel zu entfernen und über diese Regeneration des Lagerschmiermittels die Viskosität und somit die
Schmierfähigkeit des Lagerschmiermittels beizubehalten.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Lagerschmiermittel, insbesondere zum Einsatz in Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung anzugeben, welches mit Kühlschmierstoff hinreichend verträglich ist und in
vorteilhafter Weise in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann und darüber hinaus gegenüber den üblicherweise eingesetzten Lagerschmiermitteln den Vorteil aufweist, dass sich Leckagen von Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration, aus dem Kühlschmierstoff
entfernen lassen. Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Lagerschmiermittel, insbesondere zum Einsatz in Ölflutlagern in Vorrichtungen zur Metallumformung
anzugeben, welches mit Kühlschmierstoff besonders verträglich ist, welches in vorteilhafter Weise in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, welches sich bei Leckage in den Kühlschmierstoff auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration, aus dem Kühlschmierstoff
entfernen lässt, und welches bei Leckage in den
Kühlschmierstoff bei einer thermischen Entfettung des mit dem Kühlschmierstoff gefertigten lalzbandes keine unerwünschten Ablagerungen auf dem Walzband bildet.
Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Aufarbeiten von in
Vorrichtungen zur Metallumformung einsetzbarem
Lagerschmiermittel gelöst, in dem Kühlschmierstoff, der in Vorrichtungen zur Metallumformung einsetzbar ist, aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt wird.
Es wurde erkannt, dass das Abtrennen von Kühlschmierstoff aus Vermengungen von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff ein besonders prozesskompatibles Trennverfahren darstellt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Entfernung von Walzöl-Leckagen aus Ölflutlagern für Walzenzapfen an Aluminium-Kaltwalzgerüsten bzw. deren
LagerschmierSystemen .
Die Abtrennung des Kühlschmierstoffs aus dem
Ölflutlagerschmiermittel kann auf verschiedene dem Fachmann bekannte Weisen, beispielsweise mittels Separatoren,
bewerkstelligt werden. Die Abtrennung mittels Separatoren ist möglich, wenn Kühlschmierstoff und Lagerschmiermittel nicht miteinander mischbar sind bzw. sich der Kühlschmierstoff nicht oder nur sehr eingeschränkt im Lagerschmiermittel löst, bzw. sofern sich durch Zusatz von die Trennung fördernden Adsorbentien oder Lösungsmitteln mehrphasige Systeme
einstellen lassen. Damit ergeben sich erhebliche
Einschränkungen bei der Auswahl und bei dem Einsatz der an einer Anlage zur Metallumformung eingesetzten
Kühl Schmierstoffe und Lagerschmiermittel.
Praktische Versuche haben ergeben, dass mit Trennverfahren, die die voneinander abweichenden thermischen Eigenschaften von Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff ausnutzen, besonders gute Ergebnisse erzielt werden können. So lassen sich mit thermischen Trennverfahren aufwändige
Prozessschritte wie beispielsweise die Zugabe von die
Trennung fördernden Adsorbentien oder Lösungsmitteln
vermeiden. Vorteilhaft an einer thermischen Trennung ist ferner, dass sie sowohl bei einer guten als auch bei einer schlechten Mischbarkeit von Kühlschmierstoff und
Lagerschmiermittel durchgeführt werden kann. Darüber hinaus zeichnet sich eine thermische Trennung durch eine hohe
Trennschärfe aus. Weiter vorteilhaft an einer thermischen Trennung ist, dass weitere niedrigsiedende Verunreinigungen des Lagerschmiermittels, wie beispielsweise Wasser, automatisch mitabgetrennt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich prinzipiell zur Abtrennung aller üblicherweise verwendeten Kühlschmierstoffe aus den üblicherweise eingesetzten Lagerschmiermitteln.
Besonders hohe Trennwirkungen erhält man bei der Abtrennung von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen gemäß DIN 51385, insbesondere Kühlschmierstoffen, die Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise in einem Anteil von mindestens 50 Gew.%, vorzugsweise von mindestens 70 Gew.% und insbesondere von mindestens 90 Gew.% enthalten. Vorteilhaft ist es, wenn die Siedelage des Kühlschmierstoffs im Bereich von 180 bis 320°C liegt. Hervorragend eignen sich ferner Kühlschmierstoffe, die bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-T1 von höchstens 10 mm2/s, vorzugsweise 1 bis 5 mm2/s, noch
bevorzugter von 1,5 bis 3,5 mm2/s und insbesondere von höchstens 3 mm2/s aufweisen. Bevorzugt wird die Abtrennung des Kühlschmierstoffs aus dem Lagerschmiermittel mit einem destillativen Verfahren
durchgeführt. Destillative Verfahren nutzten bekanntermaßen die unterschiedlich hohen Siedelagen der beteiligten
Substanzen aus . Bei einer bestimmten Temperatur ist der
Dampfdruck der Substanz mit der niedrigeren Siedelage, beispielsweise des Kühlschmierstoffs, höher als der
Dampfdruck der Substanz mit der höheren Siedelage,
beispielsweise des Lagerschmiermittels. Die Substanz mit der niedrigeren Siedelage reichert sich somit in der Gasphase an bzw. wird aus der flüssigen Phase abgereichert . Durch eine gezielt durchgeführte Kondensation der Gasphase wird - vorzugsweise räumlich von der Ursprungsflüssigkeit getrennt - eine Flüssigkeit erhalten, deren Zusammensetzung der Gasphase entspricht. In einem kontinuierlichen Destillationsprozess können so die verschiedenen Substanzen effektiv separiert werden .
Um eine hohe Trennschärfe zu erhalten ist es günstig ein Lagerschmiermittel einzusetzen, dessen Flammpunkt mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 70°C und insbesondere
mindestens 90 °C, höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei reduziertem Druck (Vakuum) , insbesondere bei einem Druck von weniger als 1 atm, und/oder bei einer erhöhten Temperatur, insbesondere bei einer
Temperatur von mehr als 25°C, durchgeführt. Gute Ergebnisse erhält man üblicherweise bei Einstellung der
Destillationstemperatur auf Werte zwischen 25°C und 180°C, vorzugsweise zwischen 50°C und 160°C. Hervorragend eignen sich Destillationstemperaturen von höchstens 150°C,
vorzugsweise von 50°C bis 130°C und insbesondere von 70°C bis 110°C. Wie es dem Fachmann bekannt ist, können die Siedelagen der zu trennenden Substanzen gemäß ihrer Dampfdruckkurve durch eine Verringerung des Drucks herabgesetzt werden. Vorzugsweise wird die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei einem Druck von weniger als 5 mbar, vorzugsweise von 0,1 mbar bis 3 mbar, insbesondere von 0,5 mbar bis 2 mbar
durchgeführt . Die Verwendung niedriger Destillationstemperaturen ist deshalb vorteilhaft, weil der für die destillative Trennung erforderliche thermische Energieaufwand reduziert wird.
Darüber hinaus werden die zu trennenden Produkte geschont. So können bei tiefen Temperaturen durch die Wärmeeinwirkung initiierte unerwünschte oxidative und/oder thermische
Prozesse, die die chemische Zusammensetzung und die
physikalischen Eigenschaften, insbesondere die
Schmierfähigkeit des Lagerschmiermittels beeinträchtigen, wie beispielsweise Öloxidation, Ölschlammbildung (Polymerisation) oder Zersetzung, vermindert oder sogar ganz vermieden werden. Der schonende Charakter der destillativen Trennung kann ferner durch kurze Verweilzeiten der Schmiermittel im
Trennapparat begünstigt werden.
Es ist möglich, die destillative Abtrennung des
Kühlschmierstoffs vom Lagerschmiermittel in Form einer
Blasendestillation durchzuführen . Vorzugsweise wird zur destillativen Abtrennung des
Kühlschmierstoffs ein Fallfilmverdampfer eingesetzt.
Fallfilmverdampfer bestehen vorzugsweise aus einem stehenden Bündel langer Rohre, in denen die zu destillierende
Flüssigkeit oben aufgegeben wird und als Film hinunterströmt. Im Mantelraum erfolgt die Beheizung beispielsweise durch Dampf. In den Rohren bilden sich Dampfblasen, die mit der Flüssigkeit abwärts strömen und für turbulente Bedingungen sorgen. Dampf und Flüssigkeit trennen sich am unteren Ende üblicherweise in einem Abscheidegefäß.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird zur destillativen Abtrennung des Kühlschmierstoffs ein Verfahren basierend auf
Dünnschichtdestillation oder Kurzwegdestillation
durchgeführt . Bei diesen Verfahren erfolgt die Verdampfung des
Kühlschmierstoffs im Inneren eines vorzugsweise zylindrischen Rohres aus einem dünnen Film. Dieser Film weist das
Lagerschmiermittel als Hauptkomponente auf und wird über ein Wischersystem ständig durchmischt. Die Heizung der
Verdampferwand erfolgt zweckmäßigerweise von außen über einen Doppelmantel .
Die oben genannten Verfahren haben, beispielsweise gegenüber der Blasendestillationen, unter anderem den Vorteil, dass sie bei sehr niedrigem Druck und damit auch bei niedrigen
Temperaturen durchgeführt werden können. Darüber hinaus können die Produkte sehr schnell aus dem Trennapparat
entfernt und somit der weiteren Verwendung zügig zugeführt werden. Aus diesem Grund sind diese Verfahren für die zu trennenden Produkte besonders schonend. Darüber hinaus eignen sich Verfahren der Dünnschicht- und Kurzwegdestillationen auch hervorragend für hochviskose Medien und somit besonders für die an Anlagen zur Metallumformung eingesetzten
Lagerschmiermittel, die üblicherweise bei 40°C eine
kinematische Viskosität nach DIN 51526-T1 von über 30mm2/s aufweisen .
Das erfindungsgemäße Trennverfahren kann im Nebenstrom oder im Vollstrom des Lagerschmiermittelkreislaufs durchgeführt werden. Vorteilhaft bei einer Aufreinigung im Nebenstrom ist, dass der Kreislauf des Lagerschmiermittels keine
Beeinträchtigung erfährt und somit der Betrieb der Anlagen zur Metallumformung kontinuierlich aufrechterhalten werden kann. Somit können bei der Aufreinigung im Nebenstrom
konstante Prozessbedingungen eingehalten werden. Darüber hinaus ist der apparative Aufwand aufgrund der
vergleichsweise geringen Durchsatzmenge an Lagerschmiermittel gering. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass
Verunreinigungen im Lagerschmiermittelkreislauf zeitnah entfernt werden können. Eine Aufreinigung im Nebenstrom ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein eher geringer Grad an Verunreinigung zu erwarten ist.
Wenn mit einem erhöhten Grad an Verunreinigung zu rechnen ist, ist es verfahrenstechnisch günstig eine Aufreinigung im Vollstrom einzusetzen.
Ebenfalls möglich ist es das erfindungsgemäße Verfahren in Form einer satzweise Aufreinigung durchzuführen. Mit einer satzweisen Aufreinigung kann eine definierte Menge des
Lagerschmiermittels in einem sehr gründlichen Verfahren, gereinigt werden. Darüber hinaus ist es möglich die
Aufreinigung räumlich von Anlagen, an denen das
Lagerschmiermittel zum Einsatz kommt, getrennt durchzuführen. Dies erlaubt eine erhöhte Flexibilität für die bauliche
Ausgestaltung der Anlagen zur Metallumformung.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bereits mit den üblicherweise als
Lagerschmiermittel eingesetzten Produkten, beispielsweise Mineralölen bzw. mineralölbasierten Produkten eine gute
Trennleistung erzielt werden kann. Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kontinuität zu den bislang im Stand der Technik verwendeten Schmierstoffen und den damit verbundenen Erfahrungswerten aufrechterhalten werden .
Um bei einer Leckage von Lagerschmiermittel in den
Kühlschmierstoff die Ausbildung mehrer Phasen zu vermeiden ist es günstig, ein Lagerschmiermittel einzusetzen, das zu mindestens 5%, vorzugsweise zu mindestens 10% in dem
Kühlschmierstoff löslich ist. Ebenfalls günstig ist es einen Kühlschmierstoff einzusetzen, der zu mindestens 5% in dem Lagerschmiermittel löslich ist, um nämlich bei einer Leckage von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiermittel eine
Ausbildung mehrerer Phasen und die damit verbundene
Beeinträchtigung der Schmierfähigkeit des Lagerschmiermittels zu vermeiden.
Eine gute Trennleistung wird auch mit synthetischen
Schmierstoffen als Lagerschmiermittel erzielt. Als für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignete synthetische Lagerschmiermittel haben sich Produkte erwiesen, die
Polyisobutylen und/oder Polyalphaolefin enthalten. Diese Produkte können auch gemeinsam mit Mineralölen und/oder weiteren üblicherweise in Lagerschmiermitteln verwendeten Komponenten eingesetzt werden. Vorteilhaft am Einsatz von Polyisobutylen als
Lagerschmiermittel ist insbesondere, dass diese Verbindungen durch eine thermische Behandlung rückstands frei zersetzt werden können. Dies ist im Fall von Leckagen von
Lagerschmiermitteln in den Kühlschmierstoff insbesondere bei einer gegebenenfalls vorgesehenen thermischen Nachbehandlung des Walzbandes von Vorteil. Darüber hinaus zeichnen sich Lagerschmiermittel auf Polyisobutylen-Basis durch eine gute Mischbarkeit mit
Mineralölen aus. Hierdurch wird das Verwendungsspektrum dieser Lagerschmiermittel erhöht. Darüber hinaus zeigen
Lagerschmiermittel auf Polyisobutylen-Basis eine ebenfalls gute Mischbarkeit mit den üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten. Dies ist insbesondere deshalb
vorteilhaft, weil hierdurch das Risiko ausgeschaltet werden kann, dass sich bei der Leckage von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiersystem zwei Phasen ausbilden. Ferner kann auch ein durch die Phasentrennung bedingtes Reißen des
Schmierfilms sicher verhindert werden.
Allerdings hat der Einsatz von Lagerschmiermitteln auf
Polyisobutylen-Basis am Aluminium-Kaltwalzwerk folgende
Nachteile :
- bei zu hohen Polyisobutylen-Verunreinigungen des
Kühlschmierstoffs beispielsweise durch eine Leckage im Lagerschmiersystem und/oder bei zu niedrigen Temperaturen bei der thermischen Behandlung des Walzbandes kann es zur Bildung von Rückständen kommen, wodurch die
Oberflächenqualität des Walzbandes beeinträchtigt werden kann;
- Polyisobutylen-Rückstände auf Oberflächen weisen die
Konsistenz einer klebrigen Masse auf, so kann die Anwendung von Produkten auf Polyisobutylen-Basis im Bereich von
Aluminium-Kaltwalzwerken einen erhöhten Handling-Aufwand bedingen; - Polyisobutylen-Verunreinigungen im Kühlschmierstoff können wie die üblicherweise eingesetzten Lagerschmiermittel auf Basis von Mineralölen nicht über die
Kühlschmierstofffiltration entfernt werden.
Es besteht somit der Bedarf nach weiteren
Lagerschmiermitteln, insbesondere Lagerschmiermitteln für Ölflutlager in Vorrichtungen zur Metallumformumg, die eine hinreichende Verträglichkeit mit den üblicherweise als
Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten zeigen. Darüber hinaus sollen sich eventuelle Verunreinigungen des
Lagerschmiermittels mit Kühlschmierstoff über das
erfindungsgemäße Verfahren gut entfernen lassen. Vor allem aber sollten sich Verunreinigungen des Kühlschmierstoffs durch Lagerschmiermittel, beispielsweise Leckagen von
Lagerschmiermittel in den Kühlschmierstoff, auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration entfernen lassen. Diese Aufgabe wird gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung durch das Bereitstellen eines Lagerschmiermittels gelöst, das mindestens ein Kohlenstoff und Sauerstoff aufweisendes
Syntheseöl mit einer kinematischen Viskosität von 60 bis 220mm2/s, vorzugsweise von 70 bis 150mm2/s, bei 40°C gemessen nach DIN 51562-1, einem Verhältnis von Sauerstoff zu
Kohlenstoff von mindestens 1 zu 12, vorzugsweise von
mindestens 1 zu 10, und einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500 g/mol sowie mindestens einen
Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 170°C und insbesondere von mindestens 190°C enthält. Das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel weist eine hinreichende Verträglichkeit mit den üblicherweise als
Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten, beispielsweise
Kohlenwassestoffgemischten, auf, was insbesondere bei einer Leckage von Lagerschmiermittel- und Kühlschmierstoffkreislauf von Vorteil ist.
Darüber hinaus lassen sich die üblicherweise als
Kühlschmierstoff eingesetzten Produkte mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren in einfacher Weise von diesem Lagerschmiermittel abtrennen.
Das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel eignet sich
insbesondere hervorragend für eine thermische Abtrennung von Kühlschmierstoff aus dem Lagerschmiermittel. Vor allem aber lässt sich das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel im Fall von Verunreinigungen des Kühlschmierstoffs durch Leckagen von Lagerschmiermittel auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration aus dem Kühlschmierstoff
entfernen. Diese Möglichkeit ergibt sich, sofern zur
Kühlschmierstofffiltration Filterhilfsmittel eingesetzt werden, an denen die erfindungsgemäßen Lagerschmiermittel adsorbiert werden. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von Filterhilfsmittel-Mischungen, die u. a. auch
Filterhilfsmittel auf Basis von Bleicherden enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel ein
Korrosionsschutzmittel .
Als Korrosionsschutzmittel eignen sich herkömmliche
Korrosionsschutzmittel. Bevorzugterweise weisen die Korrosionsschutzmittel einen Siedebeginn bei 1 atm von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 150°C auf. So eignen sich beispielsweise Stickstoff-Verbindungen,
vorzugsweise basische Stickstoff-Verbindungen wie tertiäre Amine bzw. deren Salze von Benzoe-, Salicyl- oder
Naphthensäuren, Ester von Fett-, Naphthen- oder
Dicarbonsäuren mit Triethanolamin,
Erdalkaliphthalylalkylamide, Amino-dicarbonsäuren,
Dicyclohexylamin sowie Diamide heterocyclischer Hydroxyamine und Iminoester, Amide, Amidoxime und Diaminomethanderivate .
Ebenfalls geeignet sind Fettsäureamide, insbesondere Amide von gesättigten Fettsäuren mit Alkanolaminen, Alkylaminen, Sarkosin oder Imidazoline .
Ebenfalls geeignet sind Phosphorsäure-Derivate, insbesondere Diarylphosphate und Thiophosphorsäureester oder neutrale Salze primärer n-Alkylamine (C8-C18) oder von Cycloalkylaminen mit Dialkylphosphaten .
Ebenfalls geeignet sind Sulfonsäuren oder andere
Schwefelverbindungen. Auch geeignet sind Kombinationen von Ba-Sulfonaten und polyoxäthylierten Alkylphenolen,
Reaktionsprodukte von Dipenten mit Schwefel in Gegenwart von aktiviertem Aluminium, Kombinationen von Ba- octylphenolsulfid, Ca- und Na-Petroleumsulfonat ,
Alkylmercapto- und -sulfinylessigsäuren, sowie Gemische aus öllöslichen Alkali- oder Erdalkalisulfonaten, Fettsäuren mit Ethylendiamin (Sarkosine) oder Diethylentriamin .
Ebenfalls geeignet sind Carbonsäure-Derivate, insbesondere Naphthensäuren, Calciumnaphthenate, Zinksalze, Hydroxy- und Ketocarbonsäuren, Dicarbonsäuren, Maleinsäure, ungesättigte Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren sowie Ester aller dieser
Säuren, Pentaerythrit- und Sorbitan-monooleate und 0- Stearoyl-alkylolamine , Polyisobutenyl-bernsteinsäure- Derivate, Mischungen der Dicarbonsäure und deren Mono-2- hydroxyisopropylester, p-Alkyl-phenoxycarbonsäure,
insbesondere -essigsäuren .
Die Menge des eingesetzten Korrosionsschutzmittels kann variieren. Besonders günstig sind Mengen von weniger als 5 Gew.%, und insbesondere Mengen von 0,1 bis 2 Gew.%.
Darüber hinaus kann das Lagerschmiermittel übliche
Zusatzstoffe wie Hochdruckadditive/Hochdruckzusätze,
Verschleißschutzadditive, Reibwertverminderer, Haftmittel, Viskositäts-Indes-Verbesserer, Detergentien, Demulgatoren, Emulgatoren, Buntmetallinhibitoren und/oder
Schaumverhütungsmittel, vorzugsweise in einer Menge von weniger als 5 Gew.%, und insbesondere in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.%, enthalten. Besonders günstig ist die Verwendung von Zusatzstoffen, die einen Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 170°C und insbesondere von mindestens 190°C aufweisen. Auf diese Weise wird die thermische Trennbarkeit des Lagerschmiermittels und des Kühlschmierstoffs von den Zusatzstoffen nicht negativ beeinflusst .
Das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel enthält mindestens einen Oxidationsinhibitor . Als Oxidationsinhibitoren eignen sich die bekannten Oxidationsinhibitoren sofern sie einen
Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150 °C, vorzugsweise von mindestens 170°C und insbesondere von mindestens 190°C aufweisen .
So eignen sich beispielsweise Schwefel-Verbindungen,
insbesondere Dialkylsulfide , -polysulfide , Diarylsulfide , modifizierte Mercaptane, Mercaptobenzimidazole , Thiophen- Derivate, Xanthogenate, Zink-dialkyl-dithiocarbamate ,
Thioglykole und -aldehyde. Von den alkylaromatischen S- Verbindungen ist Dibenzyldisulfid zu erwähnen. Ebenfalls geeignet sind Alkylphenolsulfide . Besonders geeignet ist
4 , ' Thio-bis ( 2-tert-butyl ) -5-methylphenol . Ebenfalls geeignet sind 2-Mercaptobenzimidazol , Mercaptotriazine,
Umsetzungsprodukte von Benzotriazol-alkyl-vinyläthern oder - ester, 10H-Phenothiazin und dessen Alkylderivate sowie 3,3'- Thio-bis- (propionsäuredodecylester ) und Bis- ( 3, 5-di-tert- butyl-4-hydroxybenzyl) -malonsäure-bis- ( 3-thiapentadecyl ) - ester. Ebenfalls geeignet sind Sulfoxide, vorzugsweise in Kombination mit aromatischen Aminen. Geeignet sind auch Phosphor-Verbindungen wie vorzugsweise
Triaryl- und Trialkylphosphite , Phosphorsäure-Phenol-Derivate wie 3, 5-Di-tert-butyl- -hydroxybenzyl-phosphonsäure- dialkylester oder auch Phosphonsäuredipiperazide . Ebenso geeignet sind Schwefel-Phosphor-Verbindungen wie
Metallsalze von Thiophosphorsäure-Verbindungen, insbesondere Zinkdialkyldithiophosphate . Ebenfalls geeignet sind Zn- und Ba-Dialkyldithiophosphate Auch geeignet sind
Umsetzungsprodukte von P2S5 mit Terpenen (Dipenten-, α-Pinen) , Polybutenen, Olefinen und ungesättigten Estern, von denen vor allem die Terpen- und Polybuten-Reaktionsprodukte . Ebenso geeignet sind Phenol-Derivate, insbesondere sterisch gehinderte einwertige sowie zwei- und dreiwertige Phenole, sterisch gehinderte zwei- und dreikernige sowie mehrkernige Phenole. Besonders geeignet sind Polyalkylphenole ,
insbesondere Methylen- 4 , 4 ' -bis- (2 , 6-di-tert-butylphenol ) .
Hervorragende Ergebnisse ergaben 2 , 6-Di-tert-butyl-4- methylphenol . Bei höheren Temperaturen werden Bis- oder
Trisphenole, sowie Ester der 3- (3, 5-Di-tert-butyl-4~
hydroxyphenyl ) -Propionsäure sowie 2 , 6-Di-tert-butyl- - (dimethylamino-methyl ) -phenol bevorzugt. Ebenfalls geeignet ist das Reaktionsprodukt aus Alkylthiohydrochinon und
Butylamin .
Auch geeignet sind Amine, insbesondere öllösliche Amine wie Diphenylamin, Phenyl- -naphthylamin, ρ,ρ'-
Tetramethyldiaminodiphenylmethan . Insbesondere bei höheren Temperaturen eignen sich alkylierte (C8, C9) Diphenylamine und N, N ' -Diphenyl-p-phenylendiamin . Praktische Versuche haben ergeben, dass mit hochsiedenden phenolischen Oxidationsinhibitoren mit einem Flammpunkt von mindestens 150°C sowohl was den Schutz des
Lagerschmiermittels vor Alterung durch thermische Belastung im Lager und bei der thermischen Trennung von
Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff angeht, als auch bei der Effizienz der thermischen Trennung von Lagerschmiermittel und Lagerschmiermittel-Zusatzstoffe von dem Kühlschmierstoff besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Darüber hinaus haben praktische Versuche ergeben, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, was den Schutz des Lagerschmiermittels vor Alterung durch thermische Belastung im Lager und bei der thermischen Trennung von
Lagerschmiermittel und Kühlschmierstoff betrifft, wenn zusätzlich zu einem phenolischen Oxidationsinhibitor ein hochsiedender aminischer Oxidationsinhibitor mit einem
Flammpunkt von mindestens 150°C eingesetzt wird. Vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 3 Gew.%, insbesondere 0,5 bis 1,5 Gew.%. Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung eines alkylierten Diphenylamins in einer Konzentration von 0,5 bis 1,5 Gew.%.
Die Konzentration des Oxidationsinhibitors im
Lagerschmiermittel beträgt vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 1,5%. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Lagerschmiermittel ein Syntheseöl mit einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von 1 zu 12 bis 1 zu 1, vorzugsweise von 1 zu 5 bis 1 zu 2 und insbesondere von 1 zu 4 bis 1 zu 2,5 auf. Ein derartiges Lagerschmiermittel zeigt eine noch hinreichende Verträglichkeit mit den üblicherweise als Kühlschmierstoff eingesetzten Produkten, beispielsweise Mineralölen. Darüber hinaus lassen sich Kühlschmierstoffe besonders leicht von einem derartigen Lagerschmiermittel abtrennen. Vor allem aber lässt sich das derartige
Lagerschmiermittel im Fall von Verunreinigung des
Kühlschmierstoffs durch Lagerschmiermittel auf einfache Weise, bevorzugt durch eine Kühlschmierstofffiltration unter Einsatz von Filterhilfsmitteln entfernen. Dies gilt
insbesondere für den Einsatz von Filterhilfsmittel- Mischungen, die u. a. auch Filterhilfsmittel auf Basis von Bleicherden enthalten. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs form der
Erfindung weist das Lagerschmiermittel bei 40°C eine
kinematische Viskosität von 60 bis 220 mm2/s, vorzugsweise von 70 bis 150 mm2/s, auf.
Praktische Versuche haben ergeben, dass mit
Polyalkylenglycol , Carbonsäureestern, vorzugsweise Diestern und/oder Polyolestern, insbesondere Estern eines C4-C2o
Alkohols mit einer C6-C22 Dicarbonsäure und/oder Estern eines C2-Cio Polyhdroxyalkohols mit einer C6~C3S Mono- und/oder
Dicarbonsäure besonders gute Ergebnisse erzielt werden.
Vorteilhaft am Einsatz von Polyalkylenglykol , für das in der Literatur häufig die Kurzbezeichnung "Polyglykol" verwendet wird, ist, dass Leckagen des Kühlschmierstoffs in das
Lagerschmiermittel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einfache Weise abgetrennt werden. Besonders vorteilhaft ist, dass bei Leckagen des Lagerschmiermittels in den
Kühlschmierstoff die Viskosität des Kühlschmierstoffs, sowie seine Kompatibilität mit einer gegebenenfalls vorgesehenen nachfolgenden thermischen Behandlungen des Walzbandes, beispielsweise eines Aluminiumwalzbandes, kaum beeinträchtigt wird . Dies ist darin begründet, dass sich durch eine Leckage von Lagerschmierstoff entstandene
Polyalkylenglykolverunreinigungen im Kühlschmierstoff in besonders einfacher und effektiver Weise über eine
Kühlschmierstofffiltration aus dem Kühlschmierstoff entfernen lassen. Besonders geeignet ist zu diesem Zweck die
Durchführung einer Vollstromfiltration als
Anschwemmfiltration, vorzugsweise unter Einsatz von Filterhilfsmitteln, vorzugsweise unter teilweiser oder vollständiger Verwendung von Filtrationshilfsmitteln auf Basis von Bleicherden. Darüber hinaus bietet
Polyalkylenglykol den Vorteil, sich bei der thermischen
Behandlung des Walzbandes zu zersetzen, d.h.
Polyalkylenglykol gilt als "glühfreundlich" .
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Polyalkylenglycol ist, dass Polyalkylenglykol einen im Vergleich zu Mineralölen besonders hohen Viskositätsindex aufweist. Somit kann durch den Einsatz von Polyalkylenglycol eine hohe Viskosität des Lagerschmierstoffs eingestellt werden, was sich positiv auf das in einem Lagerschmiersystem verwendbare
Temperaturintervall auswirkt.
Darüber hinaus lässt sich durch den Einsatz von
Polyalkylenglykol eine Beeinträchtigung des Betriebs von Anlagen zur Metallumformung, insbesondere der Fertigung von Aluminium-Walzprodukten in Aluminium-Kaltwalzwerken durch die Leckage von Lagerschmiermitteln, insbesondere Lagerölen aus den Ölfiutlagern für Walzenzapfen, in den Kühlschmierstoff verringern. Insbesondere erhöht Polyalkylenglykol die
Prozesssicherheit von Walzprozessen, da mit ihm eine
leckagebedingte Viskositätserhöhung gering gehalten oder sogar vollständig vermieden werden kann. Weiterhin lässt sich durch ihren Einsatz die Reinheit des Kühlschmierstoffs verbessern, was den von den Kunden gestellten Anforderungen entspricht. Schließlich werden auch die Kosten für Austausch oder Aufarbeitung der Kühlschmierstofffüllung gesenkt, und es wird vor allem bei der Fertigung von Aluminiumfolien das
Potential zur Verkürzung der nachfolgenden Wärmebehandlung, beispielsweise mittels eines Entfettungsglühens, eröffnet. Besonders gute Ergebnisse werden mit Polyalkylenglykol erzielt, wenn als Lagerschmiermittel in Schmierkreisläufen an Anlagen zur Metallumformung, beispielsweise in Ölflutlagern für Walzenzapfen in Aluminiumkaltwalzwerken, eingesetzt wird. Insbesondere bei diesen Schmierkreisläufen kann eine Leckage aus dem Schmierkreislauf in den Kühlschmierstoff sowie eine Leckage von Kühlschmierstoff in das Lagerschmiermittel nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht vollständig
verhindert werden.
Wird ein Polyalkylenglycol enthaltendes Lagerschmiermittel eingesetzt, so hat sich die Verwendung von Polyalkylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500, bevorzugter von 1000 bis 3000 g/mol, und insbesondere von 1200 bis 2500 g/mol als besonders günstig erwiesen.
Hervorragende Ergebnisse werden mit Polyethylenglycol,
Polypropylenglycol , Polybutylenglycol , insbesondere Butanol initiiertem Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol und/oder Blockpolymeren und/oder Copolymeren hiervon erzielt.
Für die Herstellung des Polyalkylenglycols eignet sich insbesondere die Polymerisation von Ethylen- und Propylenoxid in einem Verhältnis von 0:1 bis 4:1, vorzugsweise von 0:1 bis 2:1, noch bevorzugter von 0:1 bis 1:1 und insbesondere von 0:1.
Über die Einstellung des Ethylenoxid-zu-Propylenoxid (EO : PO ) - Verhältnisses, kann die Mischbarkeit mit dem Kühlschmierstoff verbessert und damit das Risiko der Ausbildung von zwei
Phasen reduziert werden. Weiterhin kann über die Wahl des EO : PO-Verhältnisses die Mischbarkeit mit dem jeweils
eingesetzten Kühlschmierstoff gezielt eingestellt werden.
Hervorragende Ergebnisse werden auch mit Syntheseölen
erzielt, die einen Gehalt an Ethergruppen, gemessen als Masse des C-O-C gebundenen Sauerstoffs bezogen auf die Molmasse, von 20 bis 40%, vorzugsweise von 20 bis 30%, aufweisen.
Gute Ergebnisse erhält man auch mit Syntheseölen, die
Carbonsäureester, vorzugsweise Diester und/oder Polyolester, insbesondere Ester eines C4-C2o Alkohols mit einer C6~C22 Dicarbonsäure und/oder Estern eines C2-C10 Polyhdroxyalkohols mit einer C6-C36 Mono- und/oder Dicarbonsäure enthalten. Derartige Syntheseöle verfügen im Gegensatz zu Mineralölen, Polyalphaolefinen oder Polyisobutylenen über "polare", sauerstoffhaltige Molekül-Gruppen und somit über das
Potential, im Fall einer Leckage in den Kühlschmierstoff über die Kühlschmierstofffiltration entfernbar zu sein. Darüber hinaus weisen die synthetischen Erdöle, welche Polyester enthalten, ebenfalls die Eigenschaft auf, sich bei einer thermischen Behandlung rückstandsarm zu zersetzten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Lagerschmierstoffs besteht dieser bevorzugt zu mehr als 5% aus synthetischen Carbonsäureestern wie Diestern, Polyolestern oder
Komplexestern, in denen ihrerseits der Kühlschmierstoff zu mehr als 5% löslich ist. Das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel kann grundsätzlich die verschiedensten Flammpunkte aufweisen. Durch die Wahl des Flammpunkts des Lagerschmiermittels kann ein für ein thermisches Trennverfahren günstiges Abtrennverhalten von möglichen Kühlschmierstoff-Verunreinigungen eingestellt werden. Die Siedelage des Lagerschmiermittels sowie die
Siedelagen gegebenenfalls beigegebener Additive und weiterer Inhaltsstoffe werden vorzugsweise so gewählt, dass sie keinen Temperaturüberlappungsbereich mit der Siedelage des
Kühlschmierstoffs aufweisen.
Vorzugsweise wird ein Lagerschmiermittel mit einem
Siedebeginn gewählt, welcher möglichst deutlich über dem Siedeende des Kühlschmierstoffs und der gegebenenfalls vorhandenen Kühlschmierstoffadditive liegt. Ebenfalls ist es bevorzugt, dass die dem Lagerschmierstoff gegebenenfalls zugesetzten Additive und weiteren Inhaltsstoffe mit ihrer Siedelage bzw. ihrem Siedebeginn deutlich über dem Siedeende des Kühlschmierstoffs und der Kühlschmierstoffadditive liegen .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Flammpunkt des
Lagerschmiermittels bei 1 atm mindestens 150 °C, vorzugsweise mindestens 170°C und insbesondere mindestens 190°C, beträgt. Auf diese Weise kann das thermische Trennverfahren besonders wirksam durchgeführt werden. Der Anteil des Syntheseöls in dem Lagerschmiermittel kann in weiten Bereichen variieren. Praktische Versuche haben
ergeben, dass der Anteil des Syntheseöls in dem
Lagerschmiermittel vorteilhafterweise mindestens 5 Gew.%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.%, noch bevorzugter mindestens 90 Gew.% und insbesondere mindestens 95 Gew.% bis 99,5 Gew.%, beträgt . Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn sich das
Lagerschmiermittel bei Temperaturen von 250 °C bis 350 °C im Wesentlichen rückstandsfrei zersetzt. Das erfindungsgemäße Lagerschmiermittel eignet sich
hervorragend als Ölflutlagerschmiermittel in Vorrichtungen zur Metallumformung, insbesondere in Kaltwalzwerken.
Besonders vorteilhaft ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf besonders einfache Weise Kühlschmierstoff aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt werden kann und dass erfindungsgemäße Lagerschmiermittel auf besonders einfache Weise über die Kühlschmierstofffiltration aus dem
Kühlschmierstoff abgetrennt werden kann. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen oder vorteilhafter Wirkungen des erfindungsgemäßen
Lagerschmierstoffs wird auf die Ausführungen zu dem
erfindungsgemäßen Trennverfahren verwiesen. Versuchsreihen des beispielhaften, nicht als beschränkend anzusehenden Einsatzes von Lagerschmiermittel auf
Polyalkylenglykol-Basis in Aluminium-Kaltwalzwerken mit Lagern mit Ölfilmlager-Schmiersystemen haben gezeigt, dass bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine
Verunreinigung des Lagerschmiermittels durch Kühlschmierstoff auf weniger als 1% beschränkt werden konnte. Gleichzeitig konnten die Lagerschmiermittel aus dem Kühlschmierstoff durch Einsatz der Kühlschmierstofffiltration auf Basis von
Filterhilfsmitteln auf Restgehalte kleiner 0,5% beschränkt werden. So war es in beispielhaften Laborversuchen möglich, mit dem Verfahren der Kurzwegdestillation Kühlschmierstoff aus Lagerschmiermittel auf Polyalkylenglykol-Basis bis auf Restanteile von weniger als 0,5% zu entfernen. Bei der Kurzwegdestillation wurde bei einem Druck von 5 mbar bei
Temperaturen kleiner/gleich 120°C, insbesondere zwischen 25 und 120°C, bzw. bei einem Druck von 1 mbar bei Temperaturen kleiner/gleich 100°C, insbesondere zwischen 25 und 100°C, gearbeitet .

Claims

Pa te n tan sp rü ch e
Verfahren zum Aufarbeiten von in Vorrichtungen zur
Metallumformung einsetzbarem Lagerschmiermittel,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Kühlschmierstoff, der in Vorrichtungen zur Metaliumformung einsetzbar ist, aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt wird .
Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kühlschmierstoff aus dem Lagerschmiermittel über ein thermisches Trennverfahren abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kühlschmierstoff mittels eines destillati en
Verfahrens aus dem Lagerschmiermittel abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei einer Temperatur von höchstens 150°C, vorzugsweise von 50°C bis 130°C und insbesondere von 70°C bis 110°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs bei einem Druck von weniger als 5 mbar, vorzugsweise von 0,1 mbar bis 3 mbar, insbesondere von 0,5 mbar bis 2 mbar durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die destillative Abtrennung des Kühlschmierstoffs mittels Dünnschichtdestillation, Kurzwegdestillation und/oder mittels eines Fallfilmverdampfers durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Lagerschmiermittel ein Lagerschmiermittel eingesetzt wird, dessen Flammpunkt mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 70°C und insbesondere mindestens 90°C, höher als der Flammpunkt des eingesetzten Kühlschmierstoffs liegt .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Kühlschmierstoff eingesetzt wird, der zu mindestens 5% in dem Lagerschmiermittel löslich ist und/oder dass ein Lagerschmiermittel eingesetzt wird, das zu mindestens 5% in dem Kühlschmierstoff löslich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abtrennung des Kühlschmierstoffs im Nebenstrom durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Lagerschmiermittel Mineralöl und/oder mindestens ein Syntheseöl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyisobutylen, Polyalpaholefin, Polyalkylenglycol , vorzugsweise Polypropylenglycol, insbesondere Butanol initiertes Polypropylenglycol und Carbonsäureestern eingesetzt wird. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein gemäß DIN 51385 nicht wassermischbarer
Kühlschmierstoff abgetrennt wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Kühlschmierstoff, der zu mindestens 80%, vorzugsweise zu mindestens 85%, und insbesondere zu mindestens 90% aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen besteht, abgetrennt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Kühischmierstoff, der bei 40°C eine kinematische Viskosität nach DIN 51562-Tl von höchstens 10 mm2/s, vorzugsweise von höchstens 5 mm2/s und insbesondere von höchstens 3 mm2/s aufweist, abgetrennt wird.
14. Lagerschmiermittel, insbesondere zur Anwendung in
Ölflutlagern an Anlagen zur Metallumformung, enthaltend mindestens einen Oxidationsinhibitor mit einem Flammpunkt bei 1 atm von mindestens 150°C, sowie mindestens ein Kohlenstoff und Sauerstoff aufweisendes Syntheseöl mit einer kinematischen Viskosität von 60 bis 220 mm2/s, vorzugsweise von 70 bis 150 mm2/s, bei 40°C, gemessen nach DIN 51562-1, einem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von mindestens 1 zu 12, vorzugsweise von mindestens 1 zu 10 und einem mittleren Molekulargewicht von 1200 bis 3500 g/mol.
Lagerschmiermittel nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s das Lagerschmiermittel bei 40°C eine kinematische
Viskosität von 60 bis 220 mm2/s, vorzugsweise von
150 mm2/s, aufweist.
Lagerschmiermittel nach Anspruch 14 oder 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Syntheseöl ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyalkylenglycol , Carbonsäureestern, vorzugsweise Diestern und/oder Polyestern, insbesondere Estern eines C4-C20 Alkohols mit einer C6-C22 Dicarbonsäure und/oder Estern eines C2-C10 Polyhydroyalkohols mit einer 06-036 Mono- und/oder Dicarbonsäure.
Lagerschmiermittel nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Syntheseöl aus Polyalkylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 600 bis 6000, vorzugsweise von 800 bis 4000 g/mol, noch bevorzugter von 1000 bis 3000 g/mol, und insbesondere von 1200 bis 2500 g/mol besteht.
Lagerschmiermittel nach einem der Ansprüche 14 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Syntheseöl aus Polyethylenglycol , Polypropylenglycol , Polybutylenglycol , Polytetramethylenglycol und/oder
Blockpolymeren und/oder Copolymeren hiervon besteht.
19. Lagerschmiermittel nach einem der Ansprüche 14 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s sich das Lagerschmiermittel bei Temperaturen von 250°C bis 350°C im Wesentlichen rückstandsfrei zersetzt.
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