CH669129A5

CH669129A5 - Schmierstoffsystem fuer blech- und profilwalzwerke.

Info

Publication number: CH669129A5
Application number: CH1322/86A
Authority: CH
Inventors: Jacques Dr Periard; Hans Rudolf Staub; Marco Lanini
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1986-04-04
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1989-02-28
Also published as: ZA872115B; EP0240825A3; SU1574179A3; EP0240825A2; AU7102087A; US4808324A; CN87102555A; JPS62250099A; KR870010169A; AU594754B2; BR8701496A; CA1273002A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Schmierstoffsystem für Blech-und Profilwalzwerke.

Es ist aus den CH-PS 596 294 und 609 728 bekannt, 5 Schmierstoffe, enthaltend Graphit, Alkylenpolymere oder -copolymere, Filmstabilisatoren und Suspensionshilfsmittel, für die Schmierung von Dornen in Walzstrasse für die Herstellung von nahtlosen Rohren anzuwenden. Die Schmierstoffe werden in Form einer wässrigen Suspension auf den 10 heissen Dorn aufgesprüht, wobei das Wasser verdampft und ein Schmierfilm zurückbleibt, in dem die Graphitpartikel im Alkylenpolymer in gleichmässiger Verteilung vorliegen.

Wird der Dorn im Walzgerüst in die Luppe eingeführt, bildet die Schmelze des Alkylenpolymeres einen hydrodynami-15 sehen Schmierfilm, während des Walzens brennt das Alkylenpolymer ab und die entstehenden Gase vermögen trennend zu wirken. Der zurückbleibende Graphit kann momentane und lokale Belastungsspitzen auffangen und wirkt generell als Trockenschmierstoff.

20 Der Versuch, den genannten Schmierstoff speziell auf die Blech- und Profilwalzverfahren zu übertragen schlug fehl. In Anbetracht der wesentlich längeren zur Verfügung stehenden Zeit für das Auftragen der Schmierstoffsuspension, das Verdampfen des Trägermediums und das Ausbilden einer 25 gleichmässig dicken, wasserfesten, schmierenden Schicht konnten die bekannten Schmierstoffe nicht mehr genügen.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Schmierstoffsystem zur Verfügung zu stellen, das einfach anzuwenden ist und einen Schmierstoff in Form eines Filmes zurücklässt, der eine 30 einwandfreie Schmierung zwischen Blechen und Profilen und den Walzen einer Walzstrasse gewährleistet.

Erfindungsgemäss wird dies mit einem Schmierstoffsystem nach Patentanspruch 1 erreicht.

Das Schmierstoffsystem wird in Blech- und Profilwalz-35 werken eingesetzt, wobei die Brammen beispielsweise aus einem Stossofen in hocherhitztem Zustand in der Regel einer mechanischen Entzunderung zugeführt werden. Unmittelbar daran laufen die Brammen beispielsweise in eine kontinuierliche Fertigstaffel mit üblicherweise 6 bis 7 Walzgerüsten. 40 Das ausgewalzte Blech oder Profil wird dann gekühlt und aufgewickelt.

Ein Walzgerüst besteht im wesentlichen aus zwei sich gegenüber liegenden Arbeitszylindern, wobei das Blech oder Profil durch den Walzenspalt geführt wird. Die Brammen 45 weisen eine Temperatur von ca. 1200 °C auf, wenn sie in das erste Walzgerüst eintreten und das daraus geformte Blech oder Profil hat immer noch eine Temperatur von rund 1000 °C im 3. Gerüst. Deshalb müssen die Walzzylinder mit erheblichen Mengen Wasser gekühlt werden.

50 Nach der Erfindung wird zweckmässig ein Schmierstoffsystem angewendet, das 25 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis 75 Gew.% der Komponenten b) und c) enthält und mit d) eine Suspension mit einem Gehalt an a), b) und c) von 5 bis 30 Gew.% in d) bildet.

55 Zu den der Komponente a) zugehörigen Stoffen gehören Festschmierstoffe, zweckmässig aus der Reihe Graphit, M0S2, CaF2 und BN. Gemische davon können gegebenenfalls auch angewendet werden. Vorzugsweise wird synthetischer Graphit mit einer Korngrösse von kleiner als 100 Mi-60 krometer eingesetzt.

Zur Komponente b) zählen Stoffe aus der Reihe der organischen, wasserunlöslichen, gegebenenfalls wasserquellba-ren Klebstoffe, die bei Temperaturen bis 300 °C zerfallen und einen Erweichungspunkt von 20 bis 180 °C aufweisen. 65 Aus dieser Reihe sind als zweckmässig Kohlenwasserstoffharze aus der Reihe Cumaron-Inden-Harze mit Erweichungspunkt von 105 bis 145 °C, aliphatische und/oder aromatische Petrolharzegemische mit 4 bis 10 C-Atomen in den

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Basis-Molekülen, Terpenharze, Kolophoniumderivate, Poly-isobutylen, Polyamid-Harze mit einem mittleren Molekulargewicht von 6000 bis 9000, und Mischungen davon zu nennen.

Klebende Komponenten aus Kohlenwasserstoffharzen sind beispielsweise thermoplastische, aus aromatischen Erdölschnitten hergestellte Harze.

Zu den Polyamidharzen mit einem Molekulargewicht von 6000—9000 und mit klebenden Eigenschaften gehören die reaktiven Polyamidharze.

Ferner können zur Komponente b) Kolophonium, sowie die Derivate polymerisierten Kolophoniums oder modifizierter Ester des Kolophoniums zugezählt werden.

Mischungen aus den genannten Verbindungen können gegebenenfalls auch zur Anwendung gelangen.

Im Rahmen vorliegender Erfindung muss in der Reihe der klebenden Komponenten b) auch Bitumen, wie Graha-mite und Gilsonite genannt werden. Alle Vorteile lassen sich damit aber nicht erreichen, insbesondere fehlt der Übertragungseffekt. Vorteilhaft kann die Komponente b) auch eine Mischung wenigstens einer der genannten Verbindungen mit Paraffinen oder Wachsen sein. Dabei sollen die Paraffine oder Wachse aber nicht mehr als 50 Gew.% der Gesamtharzmenge betragen.

Die Komponente c) umfasst die Reihe der Verdickungsmittel, wie sie für die Herstellung wässriger Suspensionen verwendet werden. Es können die Alginate, Cellulosen, wie Alkyl- und Hydroxyalkylcellulosen, Carboxymethylcellulo-sen, Hydroxyethylcellulosen und Hydroxypropylcellulosen, Gummen, wie Guar-Gummi, Agar-Gummi, Gummi-arabi-cum, Ghatti-Gummi, Karaya-Gummi, Tragacanth-Gummi, Karoben-Johannisbrot-Gummi, Tamarind-Gummi und Xanthan-Gummi, Pectine, Polyacrylamide, Polyacrylsäuren und deren Homologen, Polyethylenglykol, Polyethylenoxid, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Stärke und deren Modifikationen, Kleister, wie Stärke- und Cellulosekleister, Carrageen, Polysaccharide, Tone, insbesondere die hochplastischen Tone, Montmorrillonit, Bento-nit, Kaolin, modifizierter Montmorrillonit, Hectorit, Atta-pulgit und die Derivate genannter Stoffgruppen und Mischungen genannter Substanzen untereinander, wobei die Tone als anorganische Substanzen nicht mehr als 20 Gew.% der genannten Komponente c) ausmachen sollen, angewendet werden.

Weitere zweckmässige Zusammensetzungen von Schmierstoffsystemen enthalten 30 bis 90 Gew.%, bevorzugt 40 bis 90 Gew.%, der Komponente a).

Die Komponenten b) und c) sollen 5 bis 75 Gew.% aller drei Komponenten a), b) und c) betragen und können aus 0 bis 75 Gew.% der Komponente b) und 0 bis 75 Gew.% der Komponente c) bestehen.

Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten 25 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis 75 Gew.% der Komponente b).

Derartige Schmierstoffsysteme weisen nicht dadurch aus, dass der Trockenschmierstoff rasch und sicher auf der Walzenoberfläche haftet.

Weitere bevorzugte Zusammensetzungen enthalten 25 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis 75 Gew.% der Komponente c). Mit dem hohen Anteil an Verdickungsmit-teln wird erreicht, dass eine stabile, wässrige Suspension vorliegt und sich auch nach dem Verdampfen des Trägermediums eine gute Schichtbildung und Haftung des Trok-kenschmierstoffes auf den Walzen beobachten lässt.

Ausgezeichnete Resultate können mit einem System erreicht werden, das 40 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis 60 Gew.% der Komponente c) enthält.

Die Komponente d) stellt das Trägermedium für die genannten Komponenten dar. Als Trägermedium kann bevorzugt Wasser angewendet werden. Wasser verflüchtigt sich leicht bei den Verarbeitungs- und Anwendungstemperaturen s des Schmierstoffsystems, ohne schädliche Abgase oder Zersetzungsprodukte zu hinterlassen oder zu entwickeln.

Ein Trägermedium ist notwendig, um die verschiedenen Komponenten in eine verarbeitbare, d.h. aufstreichbare und bevorzugt aufsprühbare Form zu bringen. Mit Hilfe des Trä-io germediums wird eine homogene Suspension hergestellt. Auch während des Transportes der Suspension zum Verarbeitungsort und nach dem Versprühen wird durch die erfin-dungsgemässe Zusammensetzung die Homogenität gewahrt. Schon während des Versprühens und spätestens beim Auf-15 treffen des Schmierstoffsystems auf den Walzzylindern verdampft das Trägermedium, während die verbleibenden Komponenten, nach wie vor in homogener Verteilung, einen festhaftenden, nunmehr wasserfesten Film bilden. Sobald die Walzzylinder mit dem Blech oder Profil in Berührung kom-20 men, beginnen die organischen Bestandteile abzubrennen und erzeugen so ein Gastrennpolster. Die Graphitteilchen werden, so lange noch organische Bestandteile vorliegen, klebend festgehalten und vermögen ihre schmierende Wirkung gleichmässig verteilt zu entfalten. Darüber hinaus 25 bleibt der Graphit auch nach dem Abbrennen aller organischen Bestandteile in seiner Schmierwirksamkeit voll erhalten.

Es kann vorteilhaft sein, dem Schmierstoffsystem bis zu 5 Gew.% Wasserglas zuzusetzen. Das Wasserglas hat einer-30 seits eine schmierende Wirkung bei hohen Temperaturen und stellt andererseits einen Filmbildner für die Schmierstoffe dar.

Um einem bakteriellen Angriff, insbesondere bei Anwesenheit von Stärke oder Kleistern, vorzubeugen, werden dem 35 Schmierstoff vorteilhaft Mengen von 0,1 bis 3 Gew.% eines Bakterizides oder Biocids beigemischt.

Suspensionshilfsmittel und Tenside sind auch für die Suspensionsstabilität nicht zwingend und teilweise auch unerwünscht. Die Stabilität der Suspension wird in erster Linie 40 über die Viskosität mit Hilfe der Verdickungsmittel angestrebt.

Es ist davon auszugehen, dass sich der hydrodynamische Schmierfilm, wie er im Stand der Technik, beispielsweise in der CH-PS 596 294 beschrieben wird, bei vorliegender An-45 wendung nicht ausbilden kann, da die Verweilzeit des Schmierstoffes auf der Walzenoberfläche bis zur Verarbeitung des Bleches oder Profils zu kurz ist. Es wurde nun gefunden, dass die spezifischen Erfordernisse bezüglich des Schmierens und Trennens beim Blech- und Profilwalzen mit so dem erfindungsgemässen Schmierstoff erfüllt werden.

Darüberhinaus wurde festgestellt, dass sich mit dem Schmierstoffsystem nach vorliegender Erfindung ein Übertragungseffekt einstellt. Dem mit einem Schmierstoff nach vorliegender Erfindung geschmierten Gerüst nachfolgenden 55 Gerüste weisen ebenfalls erhebliche Energieeinsparungen und Verschleissverminderung auf. Dies, ohne dass die nachfolgenden Gerüste geschmiert werden.

Die erfindungsgemässen Schmierstoffe können derart hergestellt werden, dass die einzelnen Komponenten, ohne 6o das Trägermedium, vorgemischt werden. Diese Bestandteile liegen in der Regel in trockener, pulverisierter Form vor, wobei sich die Korngrösse der Pulver vorbestimmen und entsprechend den Erfordernissen auswählen und zusammenmischen lässt. Das trockene Pulvergemisch kann dann auch 65 leicht verpackt und transportiert werden. Im Bereich des Walzwerkes kann das trockene Schmierstoffpulver in einem geeigneten Mischer mit dem Trägermedium, in der Regel Wasser, zum erforderlichen Schmierstoffsystem in Form ei

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ner stabilen homogenen Suspension vermischt und aufgeschlossen werden. Diese Suspension bleibt über lange Zeiträume stabil und wird dann vorteilhaft über Sprühdüsen bei 20 bis 150 bar und in Mengen von 0,5 bis 51/min. pro Sprühdüse auf die Walzzylinder aufgebracht..

Beispiel 1 Durch trockenes Vormischen von 35 Gew.% Graphit (Korngrösse kleiner als 100 Mikrometer)

40 Gew.% Kohlenwasserstoffharz gemahlen, mit Erweichungspunkt von 100 °C 10 Gew.% Stärkekleister 5 Gew.% Carboxymethylcellulose 10 Gew.% Bentonit wurde ein Festschmierstoff hergestellt, der mit Wasser in einem Intensivmischer zu einem Festschmierstoffsystem mit 10 Gew.% Feststoffgehalt suspendiert wurde.

Die Suspension wurde mit 60 bar über 8 Düsen mit jeweils 1,21/min. auf die beiden Arbeitszylinder des 1. Gerüstes einer Fertigstaffel innerhalb eines Blechwalzwerkes über die ganze Walzenbreite aufgesprüht.

Die gewalzten Bleche wiesen eine wesentlich verbesserte Qualität auf, die sich durch eine verbesserte Rauhigkeit, also eine hervorragende Oberflächenqualität, bemerkbar machte.

Wesentliches Merkmal darüber hinaus war eine Verminderung der Energieaufnahme des Walzgerüstes um durchschnittlich 15% und eine Verminderung des Walzenver-schleisses von 35% . Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass sich ein Übertragungseffekt einstellte, so dass das 2. Gerüst noch eine um 10% verminderte Energieaufnahme und und um 8% verminderten Walzenverschleiss und das 3.

Gerüst immer noch eine 8% verminderte Energieaufnahme zeigte.

Beispiel 2

s Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, wiederum wurde ein Festschmierstoffsystem mit 10 Gew.% Feststoffgehalt in einer wässrigen Suspension hergestellt, wobei der Festschmierstoff

88 Gew.% Graphit (Korngrösse kleiner als 100 Mikro-lo meter)

1 Gew.% Wasserglas und 11 Gew.% Alkylcellulose enthielt. Diese Suspension wurde mittels 8 Düsen in einer Menge von 0,71/min. und Düse auf die Arbeitszylinder des ls 1. Gerüstes aufgesprüht. Das Ergebnis ergibt sich auf der Tabelle.

Verminderung der Verschleiss-20 Energieaufnahme Verminderung

Gerüst 1 10% 25%

Gerüst 2 8% 5%

Gerüst 3 6%

Beispiel 3

30 Es wurden folgende Festschmierstoffsysteme, jeweils als wässrige Suspensionen, mit 5 Gew.% Feststoffgehalt hergestellt:

Festschmierstoff klebende Komponenten

Verdicker andere a)

34% Graphit

59% Kohlenw.stoffharz

4% Wasserglas

1% Biocid

kl. als 100 (im gemahlen, m. Erweichungspunkt 100 °C

2% Polysaccharid

b)

31% Graphit

20% Stärkekleister

17% Bentonit

2% Biocid

kl. als 100 (xm

16% Kohlenw.stoffharz gemahlen, m. Erweichungspunkt 100 °C

12% Carboxymethylcellulose 2% Wasserglas

c)

40% Graphit

39% Kohlenw.stoffharz

8% Bentonit

1% Biocid

kl. als 100 um gemahlen, m. Erweichungspunkt 100 °C 10% Stärkekleister

1% Wasserglas 1% Carboxymethylcellulose

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Bei der Anwendung beim Blechwalzen im 1. Gerüst der aufnähme und des Walzenverschleisses, die vergleichbar wa-Walzstrasse ergaben sich Resultate bezüglich der Energie- ren mit den Resultaten aus Beispielen 1 und 2.

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Claims

669129 PATENTANSPRÜCHE

1. Schmierstoffsystem für Blech- und Profilwalzwerke, dadurch gekennzeichnet, dass es eine schmierende Komponente a) aus der Reihe der Festschmierstoffe und wenigstens eine der Komponenten b) und c) enthält, wobei die Komponenten b) eine klebende Komponente aus der Reihe der organischen wasserünlöslichen Klebstoffe, die bei Temperaturen bis 300 °C zerfallen und einen Erweichungspunkt von 20 bis 180 °C aufweisen, und c) ein Verdickungsmittel für wässrige Suspensionen aus der Reihe der Alginate, der Cellulosen, der Stärken, der Gummen, der Tone, allein oder im Gemisch untereinander, bedeuten und eine Komponente d) in Form einer Flüssigkeit, als Trägermedium, enthält.

2. Schmierstoffsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 25 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis.75 Gew.% der Komponenten b) und c) enthält und mit Komponente d) eine Suspension mit einem Gehalt an a), b) und c) von 5 bis 30 Gew.% in d) bildet.

3. Schmierstoffsystem nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es 30 bis 90 Gew.%, vorzugsweise 40 bis 90 Gew.%, der Komponente a) enthält.

4. Schmierstoffsystem nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die 5 bis 75 Gew.% der Komponenten b) und c) aus 0 bis 75 Gew.% der Komponente b) und 0 bis 75 Gew.% der Komponente c) bestehen.

5. Schmierstoffsystem nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es 25 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis 75 Gew.% der Komponente b) enthält.

6. Schmierstoffsystem nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es 25 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 5 bis 75 Gew.% der Komponente c) enthält.

7. Schmierstoffsystem nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es 40 bis 95 Gew.% der Komponente a) und 6 bis 60 Gew.% der Komponente c) enthält.

8. Schmierstoffsystem nach Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente a) Graphit, M0S2, CaF2 und BN umfasst, die Komponente b) Kohlenwasserstoffharze aus der Reihe Cumaron-Inden-Harze, aliphatische und/oder aromatische Petrolharzegemische mit 4 bis 10 C-Atomen in den Basis-Molekülen, Terpenharze, Kolophoniumderivate, Polyisobutylen, Polyamid-Harze mit einem mittleren Molekulargewicht von 6000 bis 9000 und Mischungen davon und Mischungen der genannten Substanzen mit Wachsen und Paraffinen, wobei die Wachse und Paraffine nicht mehr als 50 Gew.% der Gesamtharzmenge ausmachen, umfasst, die Komponente c) Alginate, Celluloseether, Gummen, Pectine, Polyacrylamide, Polyacrylsäuren, Poly-ethylenglykol, Polyethylenoxide, Polyvinylalkohole, Polyvi-nylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Kleister, Tone und deren Mischungen umfasst, wobei Tone als anorganische Substanzen nicht mehr als 15 Gew.% der genannten Komponente c) ausmachen, umfasst, und die Komponente d) als Trägermedium Wasser umfasst.

9. Verfahren zum Schmieren von Walzen bei der Herstellung von Blechen und Profilen in Blech- oder Profilwalzwerken mittels eines Schmierstoffsystems nach Patentansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suspension mit 5 bis 30 Gew.% Gehalt an den Komponenten a) und wenigstens eine der Komponenten b) und c) in einem Trägermedium d) auf die beiden Arbeitszylinder wenigstens eines Walzgerüstes aufgebracht wird, wobei während des Auftragens das Trägermedium gasförmig entweicht und sich eine fest haftende, wasserfeste schmierende und trennende Schicht auf den Arbeitszylindern bildet.

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