Brevet FR2631348A1 — publié le 19891117

La présente invention a trait à. un procédé pour la préparation en contirnu de lubrifiants en poudre à utiliser dans l'étirage & sec de fils métalliques et/ou dans le laminage & froid de métaux:, une installation S pour la mise en oeuvre du procédé et les lubrifiants en poudre ainsi obtenus. Par étirage on entend normale'ment le procédé par- lequel un matériau en cours de travail est déformé à f ioid sans enlèvement de riblons en 1 'étirant 'à travers des matrices spéciales appelées filières de manière & réduire sa section jusqu'au diarmèt.re désit-ré ou à la profiler selon les formes désirées, Le laminage à& froid est. au contraire le procédé. par lequel le matériau en cours de travail est déformé à froid sans enlèvement de riblons, à travers des rouleaux. spéciaux appelés de laminage. Logiquerment le frottement du fil à travers la filière ou]es rouleau.:: est toujours très fort, En vue d'éliminer ou réduire ce frottement on a eu recours à la lubrification qui consiste à interposer entre les surfaces de coulissement des substances qui peuvent être onctueuses, liquides ou solides, justement appelées lubrifiants. Dans l'usage courant, pour l'étirage & sec et/ou la lamination à froid on utilise toujours davantage les lubrifiants en poudre, qui se composent généralement de sels métalliques d'acides gras avec l'adjonction de charges minérales inertes et d'additifs. La première procédure de large diffusion pour la préparation de lubrifiants en poudre consistait à malaxer les composants dans un mélangeur jusqu'à avoir une masse homogène; le produit était ensuite répart.i dans des conteneurs appropriés en forme de plateaux lesquels étaient enfin rangés dans un four dans' lequel avait lieu la cuisson, Le produit fini ainsi obtenu était en dernier lieu broyé et porté à la granulométrie désirée, Evidemment une procédure de ce genre prévoyait des temps de travail très longs, le rendement était limité et demandait une importar,te dépense de main d'oeuvre et d'énergie tout en offrant peu de sécurité pour les personnes préposées A l'installationr. Une autre méthode de production, sensiblement plus rapide et moins difficile que la précédente, est celle prévoyant l'emploi. d'un mélangeur & - lartes', chauffé & une température de 100 & 300: C, dans lequel les composants sont simultanément mélangés et cuits pendant une période de temps allant de 60 & 90 minutes. Le mélange cuit est ensuite extrait et après broyé, Bien que cet.t.e procédure soit meilleure que la 1. précedente, elle a le désavantage qu'& la fin du mélange et de la cuisson le cycle de production doit étre interro",mpu en vue de permettlre le déchargement du produit. cuit et le chargement des matières premières nécessaires au subséquent cycle de travail, La présente invention avait donc pour but de mettre en oeuvre une instal lation et un procédé capables d'assurer un travail en continu sans interruption du cycle de rproduction, mais également capables de permettre 1 ' obtention d'un produit égal 2.5 &, sinon meilleur que, celui déjà ex.ist.ant sur le marché, Ce but a été atteint de manière. surtprenante, selon la présente invention, par une procédure en continue qui utilise l'installation illustrée sur la figure annexée, grâce à laquelle on évite les temps morts d'attente pour le déchargement du matériau et donc on est en mesure d ' augmenter de ImIarVIi êe remarquable le rendement de la production, Et, ce qui est encore plus surprenant, ont a pu 3.S également constater que, bien que l'invention eût pour but principal l'élimination des désavantages liés aux -3- procédés discontinus prévoyant l'arrêt. du cycle de production pour permettre le déchargement du matériau et le nouveau chargement des matières premières, onr a également réussi & obtenir un produit bien meilleur S que les précédents en ce qui concerne aspect morphologique, dureté et adhésion au substrat. Sans vouloir bâtir des théories, on peut supposer que grâce au procédé de] la présente invention 1 'humidité, les produi ts ayan t un bas point d'ébullition et ceux qui sont foormés par des. réart.ionrs de condensation et d'oxydation sont tous.élirminlis ou en tout. cas réduits et ne sont pas englobês dans le lubrifiant, ce qui se produit, au contraire, avec les autres méthodes de production. La présente invention a donc pour but un procédé pour la préparation continue de lubrifiants ei, po-udre & utiliser surtout dans l'étirage & sec et/ou le laminage & froid de métaux.:, les lubri ifiarnts ailsi obLtenrus et ure installation pour la mise en oeuvre dudit procédS. Dans la forme d'exécution pr-éférée de 1 'iivelti.oi, l'installation pour la préparation continue des lubrifiants en poudre, qui est représerntée ' sur- le dessin, comporte: un silo 1 pour la distribution de la matière grasse (hui]e), unr conduit 2 pour 2S l'alimentation de la chaux et d'éventuels additifs inertes, un malax.eur 3 pour-vu d'agitateur, au moirns un pot de chargemnent 4, une cuve S faisant fonction de poumon de stockage, une trémie munie de lame de distribution 6, une bande transporteuse 7 opérant en continu à l'intérieur du four de cuisson, ur 'four de cuisson 8, une bande transporteuse en treillis 9, un premier broyeur 10 et un moulin 11. En se référant & la figure, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention on amène du silo 1 et du conduit 2 dans le malaxeur 3 la matière grasse, la chaux, les éventuelles charges irnertes et les add'it. i, La température du malaxeur est réglée sur la valeur d'environ 60-70 C moyennant une huile ou un autre moyen de chauffage circulant dans une chemise extérieure. Après environ 30-90 mirnutes, le produit horfocgène est déchargé du malaxeur et il arrive dans le pot de chargement 4, puis à la cuve-poumon S et ensuite dans la trémie 6, Entretemps le malaxeur 3 recoit une nouvelle charge de matières premières. A l'aide de la lame de distribution 6 le mélange est réparti sur la bande transporteuse 7 de maniAre & former une couche mince d'épaisseur uniforme, Cette épaisseur peut varier de 0,5 é 3 cm. Le produit arrive ainsi au four de cuisson 8 qui, suivant le type de produit en cours de travail, est maintenu à urne 1. température comprise entre 180 et S C. S..elon une forme d'exécution préférée mais non limitative, dans' le four 8 la bande transport.euse 7 a une vi tesse variant entre 0,01 et 0,08 mètres par seconde. En tout. cas]a t.empérature du four de cuisson et la vitesse de passage de la bande transporteuse é travers le four de cuJ ssorn ne sont pas limitatives aux. effet.s de l'invelntion. Quand le produit sort du four de cuisson 8, il coulisse sur une bande transporteuse en treillis 9 qui favorise le refroidissement du matériau. Le procduit atteint ensuite un premier broyeur 10 et après un moulin 11 qui fournira au produit la granu]omêtrje dési rée. En tant que produits de départ à utiliser darns le procédé et dans l'installation de l'invention on peut notamment mentionner: les matières grasses (huiles ou graisses industrielles d'origine animale et/ou végétale), l'hydroxyde de calcium, les charges minérales inertes, les addit.ifs de lubrification (graphite, talc, bisulfure de molybdène, etc.), les 36 pigments colorants. On sait que la décomposition des matières grasses en glycérine et acides gras est une lydrlrolyse qui est exécutée en utilisant des hlyd-atés alcalins légèrement en exc s sur la quantité stoechiormétrique. Etarnt donné que la plupart des acides giras était et est S utilisée pour la préparation de leurs sels alcalins appelés savons, cette hydrolyse des matières gr.asses, et des esters en général, est appelée saponification, On sait également que la saponification peut avoir lieu par pyrolyse avec ou sans des catalyseurs; par décomposition en milieu aqueu>-- par une base inorganique ou par décomposition par hydrolyse à température élevée. Dans le procédé de la pé-sente invention la saponification a lieu eni utilisant en excès l'hydroxyde die calcium. à température élevée 1S et en milieu non aqueu::, Cette procédure offre l'avantage d'obtenir immédiatemLert le savon de calcium. - Cornme dièj& dit précéderrmmlelnt., il faut remarquer que le lubrifiant obtenu selon la présente invention se différentie des lubrifiants connus par son meilleur aspect morpl-hologique, sa dureté et son adl,ésinro au substrat. On peut donc en déduire que la réaction à températ-ure élevée sur unre couche mince et unJforme fait que l'humidité, la glycérine qui se dégage dans la réaction de saponificat.ioun, les produJit.s ayanrt unr bas 2.S point d'ébullition et les produits qui se forment par les réactions de Condensation et d'oxydation, sont éliminés ou réduits et non englobés dans le produit fini. L'élimination desdites subst.ances qui est due à la. particulière réaction sur couche mince de l'invention ent.rane l'élévation du point de fusion du produit et la réduction de la présence de matières nuisables & la lubrification. A ce propos il faut rappeler- que les substances éliminées et qui pourraient polluer l'a'mbiance extérieure, sont acheminées par aspiration forcée vers un four de combustion o elles sont complètement 263 1 348 brûlêes, en assurant ainsi]. 'équilibre écologique demandé par les lois en vigueur, La présente invention représente donc une amélioration par rapport. 3 'art. connu, du fait que non seulement elle permet d'opérer S "en continu", sans aucune i 'ter'urtic, dans le cycle de production, avec tous les avantages qui en résultent, mais elle donne également un pr oduit. qui se distingue de ceux. connus par un aspect morph,::logique amélioré, une dureté plus élevée et une plus grande adhésion au substrat à lubrifier, L'exemrple qui suit sert. illustrer davantaqe l'invention sans toutefois la liîmiter aucunemenu't. Danrs un mala::eur chauffé. 60-70oC on am'tne, du 15. silo 1, 25. kg de graisse et, du conduit 2, 370 kg d'hydroxydei de calcum, 20 kg de c.abonate de calcium et kg de graplite, On effectue le mélange jusqu'à obtenir une masse,or,'ogène (envr iron.50 ni, nutes) ensuite, après avoir versé cette masse.dans le. pot de chargement 4 et après son transvasenment dans la cuve-poumoin 5 et dans la trémie E',. l'aide de la lame de distributicon on applique sur là bande transpo'-teuse 7 une couche de matériau ayant une épaisseur de -1,20 cm. La couche mince ainsi obtenue parcourt ensuite tout 2S le four de cuisson 8 dans lequel la température est maintenue entre 300 et 320- & une vitesse de 0,05 mètres par seconde. Le malax:eur 3, une fois que sa masse a été vidée dans le pot de chargement 4, est prêt & recevoir une nouvelle charge de graisse, hydroxyde de calcium, et éventuellement additifs et substances inertes, de manière & assurer la procédure continue faisant l'objet de 1 'invention, Depuis le four de cuisson 8 le produit arrive 3.S ensuite sur une bande transporteuse en treillis 9 sur laquelle il se refroidit et d'o il est transféré dans le premier broyeur 10 et après dans un moulin Il qui le moud jusqu'& la granulométrie-désirée. Les - opr-ations suivantes sont en succession l'ensilage et l'emballage. On obtient 812,25 kg de produit correspondant & un rendement de 9S%. 263 3 4 8 -8 R FE V E N D I C A T T 0 N s;. 1, Procédé pour la prêpa.r at ion coil ti nue de lubrifiants en poudre à' employer dans l'étirage à sec des fils métalliques et/ou da.ts]e lamina,e & froid des S métaux, caractérisé en ce qu'on porte daris un mala:xeur chauffé (3) la rmatière grasse, 1'Iydroxydie de ca]cium, éventuellement des additifs et des charges minérales inertes et on effectue le mlarnqe jusqu'& obtenir un produit très homogène, on transfére le produit obtBenu dans un pot de chargement (4) et de ce dernier dalns ure cuvepoumon (.) el. ensuite dans une trémie pourvue de lame de distribution (E. ) et enf inr sur ure baride transporteuse (7:) passant par].e four de cuisson (8), d'oC le produit est tranrsfêié sue4 une auti-e bande transporteuse en treillis (9) qui].e refroidit et 1 ' achemine vers un premiiel-. broyeur ( 10) puis vers un moulin 1:11) et en dernier.lieu vers un sys Lt.me d 'emba 1l age, 2. Frocédé selon la revendicat.in 1, caractérisé en ce que dans le malaxeur (3) on mai'ntient une température de 60-70 C moyernnant la c i rculation d'un fluide ou d'un autre ramoyen de ci-hauffage dans une chemise extérieure, 3, Procédé selon 1 es revendicattions 1 et 2, caractérisé en ce que dans le four de cuisson (8) on établit une température variant entre 180 et 3350, 4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'& la sortie de la trémie unrie lamie de distribution (6) forme sur la bande transporteuse (7) une couche mince et uniforme de produit dont l'épaisseur est de l'ordre de 0,5 & 3 cm. S. Installation pour la préparation co'ntinue de lubrifiants en poudre & utiliser dans l'étirage & sec de fils métalliques et/ou dans le laminage & fr-'oid des métau::, caractérisé en ce qu'il comporte: un silo (1) pour la distribution' de la matiat.e grasse (huile), un -0 - conduit. (2) pour l'aliment-ation de la chaux et d'éventuels additifs inertes, un h'ala:eur -(3.) pourvu d'agitateur, au moins un pot de chargement (4), une cuvepoumon (S), une trémie pourvue de lame de S distribution (6), une bande transporL.euse (7) opérant *en continu & l'intérieur du four de cuisson, un four de cuisson (8), une bande transporteuse en treillis (9), un prenmier broyeur (10) et un moulin ( 11). 6. Installation selon la revendication -; caract.érisée en ce que dans le. malaxeury (3) orn maintient une tenmpérature de E60-70 C moyennant la circulation d'un fluide sou d'un autre moyen de chauffage dans une chemise ex.térieure. 7. Installation selon les revendications S et 6, 1.5 caractérisée en ce que dans le four,de cuisson (8) la bande transporteuse (7) a une vitesse variant ent.i-e 0,01 et 0,08 métres par seconde. 8: Installationl selon les àrevedi catiors 5 - 7 caractérisée en ce que dans le four de cuisson (S) on établit une température comprise entre 180 et 3S0OC. 9, Installation selon les revendications S à. 8, caractérisée en ce qu'à la sortie de la trémi'e (6) une lame de distribution étend sur la bande transporteuse (7) une couche mince et unilorme de produit dont l'épaisseur varie entre 0,S et 3 cm. 10. Lubrifiant en poudre pour l'étirage & sec de fils métalliques et/ou pour le laminage &. froid des métaux obtenu en utilisant le procédé des revendications 1 & 4 et l'installation des revendications S à 9.