DE1608186A1 - Process for the production of medium and low carbon iron alloys - Google Patents
Process for the production of medium and low carbon iron alloysInfo
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Description
KOBE STEEL, LTD., Kobe, JapanKOBE STEEL, LTD., Kobe, Japan
Verfahren zum Herstellen von mittel- und niedriggekohltenMethod of making medium and low carbon
EisenlegierungenIron alloys
■Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mittel- und niedriggekohlten. Eisenlegierungen.The invention relates to a method for producing medium and low carbon. Iron alloys.
Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von mittel- und niedriggekohlten Eisenlegierungen von Metallen, wie Mangan, die schwer reduzierbar und leicht carbonisierbar sind, bekannt. Bei diesen Verfahren wird Silicomangan als Zwischenlegierung mit großem Siliciumgehalt hergestellt und diese Zwischenlegierung anschließend mit einem Manganerz und einem Flußmitel entsiliconisierti, da eine Reduktion unter Verwendung von Kohlenstoff nicht direkt ausgeführt werden kann« Die zweite Stufe bei diesem Verfahren wurde gewöhnlich ausgeführt 9 indem man das in der ersten Stufe als Zwischenprodukt erhaltene SilicomanganA method is already known for producing medium and low carbon iron alloys of metals such as manganese, which are difficult to reduce and easy to carbonize. In these methods, silicomanganese is produced as an intermediate alloy with a large content of silicon and said intermediate alloy then entsiliconisierti with a manganese ore and a Flußmitel, since a reduction using carbon can not be executed directly "The second step in this process was carried out usually 9 by the in Silicomanganese obtained as an intermediate in the first stage
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sowie Manganerz und Flußmittel in kaltem Zustand in einen elektrischen Ofen einbrachte und durch Schmelzen raffinierte. Die Entsiliconisierung in der zweiten Stufe erfolgt gemäß der im folgenden angegebenen Reaktionsgleichung, aus der sich ergibt, daß das Manganerz durch das in dem als Zwischenprodukt erhaltenen Silicomangan vorhandene Silicium reduziert wird; bei dieser Umsetzung wird Wärme entwickelt, die sich vorteilhaft bei dem Raffinierungsverfahren auswirkt.and manganese ore and flux in a cold state into an electric one Furnished and refined by melting. The desiliconization in the second stage takes place according to the im The following reaction equation given, from which it follows that the manganese ore by the in obtained as an intermediate Silicon manganese present is reduced; in this reaction heat is developed, which is advantageous in the Refining process affects.
2 MnO + Si 2 Mn + SiO2 + 25,3 kcal2 MnO + Si 2 Mn + SiO 2 + 25.3 kcal
Da die Entsiliconisierung bei dem obigen bekannten Verfahren als Zvi:· i jhenf läciienreaktion zwischen den einzelnen Schichten der Schlacke und des Metalls erfolgt, besteht der Nachteil, daß die Umsetzungszeit unvermeidbar lang wird, wodurch ein großer Teil der gebildeten Reaktionswärme aufgrund der Wärmeableitung durch den Ofenkörper verlorengeht; dadurch kann man die Wärme nicht wirksam für die Raffinierung ausnutzen.Since the desiliconization in the above known process is called Zvi: · i jhenfläciienreaktion between the individual layers the slag and the metal takes place, there is a disadvantage that the reaction time becomes inevitably long, making a large one Part of the heat of reaction formed is lost due to the heat dissipation through the furnace body; through this you can get the warmth not exploit effectively for refining.
Bei dem bekannten Verfahren wird zwar Wärme bei der Entsiliconisierung entwickelt, diese Wärme ist aber geringer als die bis zur Beendigung der Raffinierung abgeleitete Wärme, so daß man zum Ausgleich Wärme durch den elektrischen Ofen zuführen muß.In the known process, heat is used during the desiliconization developed, but this heat is less than the heat dissipated up to the end of the refining process, so that one must supply heat through the electric furnace to compensate.
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Ferner muß die bei dem bekannten Verfahren als Zwischenprodukt in der ersten Stufe erhaltene Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt zur Ausführung der zweiten Reaktionsstufe aus dem schmelzflüssigen Zustand in den festen Zustand abgekühlt werden, wobei die in der schmelzflüssigen Siliciumlegierung mit hohem Siliciumgehalt enthaltene Wärmemenge verlorengeht.Furthermore, the silicon alloy obtained in the known method as an intermediate product in the first stage must have a large Silicon content cooled from the molten state to the solid state in order to carry out the second reaction stage the amount of heat contained in the molten high silicon alloy is lost.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen von mittel- und niedriggekohlten Eisenlegierungen von Metallen, wie Mangan und Chrom, die eine starke Affinität zu Kohlenstoff aufweiserThe invention provides a method of making medium and low carbon iron alloys of metals such as Manganese and chromium, which have a strong affinity for carbon
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist (1) die wirksame Ausnutzung der während der Bildung der als Zwischenprodukt erhaltenen Siliciumlegierung mit hohem Siliciumgehalt gebildeten Wärme möglich, (2) die Umsetzung zwischen einem Erz undder als Zwischenprodukt erhaltenen Siliciumlegierung, also die Entsiliconisierung, kann in flüssigem Zustand in ausreichender Weise mit dem rasch schmelzenden Erz ausgeführt werden, (3) die während des Verfahrens gebildete Reaktionswärme kann weitgehend ausgenutzt werden und man erhält hierbei (4) eine entsprechende mittel- oder niedriggekohlte Eisenlegierung bei gleichzeitig niedrigen Kosten.In the method of the present invention, (1) is the effective utilization the heat generated during the formation of the intermediate high silicon alloy possible, (2) the conversion between an ore and the silicon alloy obtained as an intermediate product, i.e. the desiliconization, can be carried out in the liquid state sufficiently with the rapidly melting ore, (3) those during the process The heat of reaction that is formed can be used to a large extent and one obtains (4) a corresponding medium or low carbon Iron alloy at low cost.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen von mittel- und niedriggekohlten Eisenlegierungen, bei dem ein in der ersten Stufe gebildetes Zwischenprodukt einer geschmolzenen Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt in einem Gefäß, z.B. einer Gießpfanne, hergestellt und dieses geschmolzene Zwischenprodukt mit einem vorher auf 7000C oder darüber erhitzten Erz oder Flußmittel unter Rühren vermischt wird; dabei wird das Erz geschmolzen und es tritt eine rasche Entsiliconisierung der als Zwischenprodukt erhaltenen Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt ein, wodurch die starke Wärmeentwicklung während der Umsetzung ausgenutzt werden kann.The invention provides a method for producing medium- and low-carbon iron alloys, in which an intermediate product of a molten silicon alloy with a high silicon content formed in the first stage is produced in a vessel, for example a ladle, and this molten intermediate product is previously heated to 700 0 C or ore or flux heated over it is mixed with stirring; in the process, the ore is melted and the silicon alloy obtained as an intermediate product with a high silicon content is rapidly desiliconized, so that the strong heat generated during the reaction can be used.
Die Erfindung eignet sich zur Herstellung von Ferrolegierungen und insbesondere mittel- und niedriggekohlten Ferrolegierungen, beispielsweise von Mangan und Chrom, die eine starke Affinität zu Kohlenstoff aufweisen.The invention is suitable for the production of ferro alloys and in particular medium and low carbon ferro alloys, for example manganese and chromium, which have a strong affinity for carbon.
Die bei der Erfindung als Zwischenprodukt verwendete Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt kann aus einer gewöhnlicher Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt bestehen, die beispielsweise Mangan oder Chrom enthält, je nach dem,ob man als Ferrolegierung Ferromangan oder Ferrochrom herstellen will.The silicon alloy used as an intermediate in the invention high silicon may consist of an ordinary high silicon alloy such as Contains manganese or chromium, depending on whether you are Ferroalloy wants to produce ferro-manganese or ferrochrome.
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Gewchnlich enthält die als Zwischenprodukt verwendete SiIiciumlegierung mit großem Siliciumgehalt 4 bis 40$ Silicium im Fall von Silicomangan und 40$ oder mehr Silicium im Fall von Silicochrom, wobei die Herstellung nach dem bekannten Raffinierungsverfahren erfolgen kann. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Zwischenprodukt verwendete Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt im geschmolzenen Zustand, ohne Abkühlen zu einer Festsubstanz, zur Reduktion eines Erzes verwendet wird, nachdem ihre Raffinierung beendigt ist.Usually the intermediate used contains silicon alloy high silicon, $ 4 to $ 40 silicon in the case of silicon manganese and $ 40 or more silicon in the case of Silicochrome, which can be produced by the known refining process. But be on it pointed out that in the method according to the invention silicon alloy used as an intermediate product with a large silicon content in the molten state without cooling a solid substance, is used to reduce an ore after its refining is completed.
Das verwendete Erz und Flußmittel werden vor der Umsetzung mit der als Zwischenprodukt erhaltenen Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt auf 7000C oder darüber erhitzt. Dieses Vorerhitzen des Erzes und des Flußmittels kann in einem geeigneten OfBn, wie einem Trommelofen oder Schachtofen, erfolgen. Das Vorerhitzen des Erzes und des Flußmittels ist zur wirksamen Raffinierung der als Zwischenprodukt erhaltenen geschmolzenen Siliciumlegierung mit großem Silioiumgehalt durch Umsetzung mit dem Erz und dem Flußmittel erforderlich; ferner erzielt man hierbei vorteilhafterwe'iseThe ore and flux used are heated prior to the reaction with the compound obtained as an intermediate silicon alloy with a large silicon content at 700 0 C or above. This preheating of the ore and flux can be done in a suitable furnace, such as a drum furnace or shaft furnace. The preheating of the ore and the flux is necessary for the efficient refining of the intermediate molten silicon alloy having a high silicon content by reaction with the ore and the flux; furthermore, this is advantageously achieved
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eine Calcinierung des Erzes. Beispielsweise werden die in einem Manganerz vorhandenen Manganoxide beim Vorerhitzen in Trimangantetraoxid (Μη,Ο,) überführt, wodurch das in der Siliciumlegierung mit hohem Siliciumgehalt vorhandene Silicium wirksam zur Raffinierung, ohne durch Oxydation verbraucht zu werden, angewandt werden kann.a calcination of the ore. For example, the manganese oxides present in a manganese ore become tri-manganese tetraoxide when preheated (Μη, Ο,) transferred, which in the silicon alloy high silicon existing silicon effective for refining, can be used without being consumed by oxidation.
Die Temperatur, auf die das Erz und das Flußmittel vorerhitzt werden,liegt zwischen 7000C bis zu den Erweichungspunkten des Erzes und des Flußmittels. Eine Temperatur unter 7000C ist unbefriedigend, da hierbei die Raffinierungsreaktion infolge des mangelnden Wärmegleichgewichts kaum glatt verläuft; andererseits hat eine Temperatur über den Erweichungspunkten des Erzes und des Flußmittels Schwierigkeiten bei der Handhabung des Erzes und des Flußmittels zur Folge.The temperature to which the ore and flux are preheated is between 700 0 C up to the softening points of the ore and the flux. A temperature below 700 ° C. is unsatisfactory, since here the refining reaction hardly runs smoothly due to the lack of thermal equilibrium; on the other hand, a temperature above the softening points of the ore and flux creates difficulties in handling the ore and flux.
Als Erz wird ein Mangan- oder Chromerz, je nach dem, ob als Ferrolegierung Ferromangan oder Ferrochrom erhalten werden soll, verwendet. Als Flußmittel kann man Kalkstein, z.B. gelöschten Kalk, wiegewöhnlich verwenden. Das Mengenverhältnis zwischen dem Erz und dem Flußmittel kann gemäß den Standardwerten bei dem bekannten Verfahren geregelt werden.Manganese or chrome ore is used as the ore, depending on whether the ferro-alloy is to be obtained as ferro-manganese or ferrochrome, used. Limestone, e.g. slaked lime, can be used as a flux as usual. The quantity ratio between the ore and the flux can be used according to the standard values in the known one Procedures are regulated.
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Die Umsetzung zwischen der als Zwischenprodukt erhaltenen Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt und dem vorerhitzten Erz besteht in einer Entsiliconisierung der Siliciumlegierung und einer Reduktion des Erzes; dabei bildet sich eine hauptsächlich aus Siliciumoxid bestehende Schlacke. Bei der Erfindung wird diese Raffinierung in einem Gefäß, wie einer Gießpfanne, unter Rühren der Reaktionspartner ausgeführt. Dieses Rühren erfolgt zum gründlichen Vermischen der Reaktionspartner und zur Ausführung eines glatten Reaktionsverlaufs. Das vorerhitzte Erz und das Flußmittel schmelzen unmittelbar bei Berührung mit der geschmolzenen Zwischenproduktlegierung mit. großem Siliciumgehalt und es erfolgt eine sogenannte homogene Reaktion zwischen den Reaktionspartnern in flüssigem Zustand.The reaction between the obtained as an intermediate Silicon alloy with high silicon content and the preheated ore consists of desiliconization of the silicon alloy and a reduction in ore; a slag consisting mainly of silicon oxide is formed in the process. In the invention, this Refining is carried out in a vessel such as a pouring ladle while stirring the reactants. This stirring is done for thorough Mix the reactants and run the reaction smoothly. The preheated ore and the flux melt immediately upon contact with the molten intermediate alloy with. high silicon content and there is a so-called homogeneous reaction between the reactants in liquid State.
Die Raffinierungsreaktion kann in befriedigender Weise durch mechanisches oder elektrisches Rühren des Reaktionsgemisches erfolgen; die Umsetzung läßt sich jedoch besser gemäß dem im folgenden noch beschriebenen Gießpfannen-Schüttelverfahren ausführen.The refining reaction can be carried out satisfactorily mechanical or electrical stirring of the reaction mixture takes place; however, the reaction can be carried out better according to the pouring ladle shaking method described below.
Hierzu wird die in einem Gefäß, wie einer Gießpfannet befindliche geschmolzene Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt wechselweise einer exzentrischen Rotation unterworfen, wodurch das Erz und das Flußmittel in das Innere der geschmolzenen LegierungFor this purpose, in a vessel such as a ladle t located molten silicon alloy with a large silicon content is alternately subjected to eccentric rotation, whereby the ore and the flux in the I n nere the molten alloy
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gezogen und sofort mit dieser gründlich vermischt werden; auf diese Weise kann die durch Berührung stattfindende Reaktion mit großem Wirkungsgrad ausgeführt werden. Dadurch kann die Ausbeute der als Endprodukt erhaltenen Ferrolegierung, bezogen auf das zugesetzte Erz und Flußmittel, beträchtlich verbessert und die Raffinierungsreaktion rasch innerhalb sehr kurzer Zeit ausgeführt werden. Das oben kurz erwähnte Gießpfannen-Schüttelverfahren ist im einzelnen in der USA-Patentschrift Nr. 3 251 beschrieben.pulled and immediately mixed with this thoroughly; In this way, the reaction that takes place through touch can be carried out with great efficiency. As a result, the yield of the ferroalloy obtained as the end product can be related on the ore and flux added, improved considerably and the refining reaction was rapid in a very short time are executed. The ladle shaking method briefly mentioned above is detailed in U.S. Patent No. 3,251 described.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die in der ersten Stufe erhaltene geschmolzene Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt direkt, ohne vorheriges Abkühlen zu einer Festsubstanz, zum Herstellen der gewünschten Ferrolegierung weiterverwendet, indem eine rasche Sntsiliconisierung mit dem vorerhitzen Srz und dam Flußmittel unter Bühren erfolgt, Das Sonmelsej des Srzes und das !affinieren der Siliciumlegierung mit großem Siliciumgehalt erfolgt durch die starke Wärmeentwicklung wftarend dsT Reaktion, so dal keinerlei Wärmezufuhr von außen erforderlich ist· Ba die- in der ersten Stufe gebildete geschsoliseiie legierung mit großem Silisiuagelialt ansehlledesdIn the process according to the invention, the molten silicon alloy with a high silicon content obtained in the first stage is used directly, without prior cooling to a solid substance, for the production of the desired ferro-alloy, in that a rapid siliconization with the preheated mineral and the flux is carried out with charging, the Sonmelsej The mineral and the refining of the silicon alloy with a high silicon content takes place through the strong development of heat, resulting in the reaction, so that no external heat is required
und ihre Eaffinierung auf einfache Weise und innerhalb sehr kurzer
Zeit erfolgt, werden hierdurch der Wirkungsgrad des Verfahrens
beträchtlich erhöht und die Herstellungskosten beträchtlich gesenkt.
and their refinement takes place in a simple manner and in a very short time, this increases the efficiency of the process
considerably increased and the manufacturing cost considerably reduced.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Gießpfannen-Schüttelvorrichtung dargestellt, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 3 251 681 beschrieben und bei dem erfindungsgemäßen"Verfahren verwendet wird.In the drawing, a ladle shaker is shown, for example, as described in U.S. Pat. No. 3,251,681 and employed in the inventive "process.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden die Herstellung von mittel- und niedriggekohlten Ferromanganlegierungen nach dem Gießpfannen-Schüttelverfahren und die hierbei erzielten Ergebnisse näher beschrieben. Die verwendete Gießpfanne, deren Konstruktion sich aus der beigefügten Zeichnung ergibt, besaß ein Fassungsvermögen von 500 kg und wurde exzentrisch mit 92 Upm in Umdrehung versetzt, d.h. 8 Sekunden in der normalen Richtung in Umdrehung versetzt, 2 Sekunden lang stehengelassen und 8 Sekunden in der Gegenrichtung in Umdrehung versetzt, wobei ein Exzenterradius von 45 mm angewandt wurde. Die Zusammensetzung der angewandten Erze und Flußmittel sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt... _: To further explain the invention, the production of medium-carbon and low-carbon ferro-manganese alloys by the ladle shaking process and the results achieved are described in more detail. The ladle used, the construction of which is shown in the accompanying drawing, had a capacity of 500 kg and was rotated eccentrically at 92 rpm, i.e. rotated for 8 seconds in the normal direction, left for 2 seconds and 8 seconds in the opposite direction in rotation using an eccentric radius of 45 mm . The composition of the ores and fluxes used are listed in the following table I ... _ :
- 10 -- 10 -
.009846/0255.009846 / 0255
- ίο -- ίο -
In die vorher mit einem Ölbrenner auf etwa 8000C erhitzte oben beschriebene Gießpfanne mit einem Inhalt von 30 kg gelöschtem Kalk wurden 500 kg Manganerz und 180 kg gelöschter Kalk, die vorher auf etwa 950 C in einem Trommelofen erhitzt worden waren, zugegeben. Dann wurden 400 kg geschmolzenes Silicomangan der in Tabelle II (1) aufgeführten Zusammensetzung in die Gießpfanne bei einer Temperatur von 143O0C eingegossen und die Gießpfanne wurde 20 Minuten lang kontinuierlich gerührt. Dabei wurden 570 kg Ferrolegierung der in Tabelle III (1) aufgeführten Zusammensetzung sowie 600 kg Schlacke erhalten.500 kg of manganese ore and 180 kg of slaked lime, which had previously been heated to about 950 ° C. in a drum furnace, were added to the pouring ladle described above with a content of 30 kg of slaked lime, which was previously heated to about 800 ° C. Then, 400 kg of molten silicomanganese the composition listed in Table II (1) was poured into the ladle at a temperature of 143o C 0 and the ladle was stirred for 20 minutes continuously. This gave 570 kg of ferroalloy of the composition listed in Table III (1) and 600 kg of slag.
560 kg Manganerz und 190 kg gelöschter Kalk wurden in einem Koks-Schachtofen auf etwa 700 C erhitzt und in die noch unmittelbar nach Beendigung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens auf hoher Temperatur befindliche Gießpfanne gegossen. Dann wurden 400 kg geschmolzenes Silicomangan der in Tabelle II (2) aufgeführten Zusammensetzung bei 14000C in die Gießpfanne gegossen und letztere anschließend kontinuierlich 24 Minuten lang geschüttelt, 560 kg of manganese ore and 190 kg of slaked lime were heated to about 700 ° C. in a coke shaft furnace and poured into the ladle, which was still at a high temperature immediately after the process described in Example 1 had been completed. Then 400 kg of molten silicon manganese of the composition listed in Table II (2) were poured into the ladle at 1400 ° C. and the ladle was then shaken continuously for 24 minutes,
- 11 009846/Ö2SB - > - 11 009846 / Ö2SB ->
Dabei wurden 450 Gramm Ferrolegierung der in Tabelle III (2) aufgeführten Zusammensetzung sowie 690 kg Schlacke erhalten.450 grams of ferroalloy of the type shown in Table III (2) listed composition as well as 690 kg of slag obtained.
500 kg Manganerz und 200 kg gelöschter Kalk wurden in einem Trommelofen auf etwa TOO0G erhitzt und in die, in demselben Zustand wie in dem vorhergehenden Beispiel befindliche Gießpfanne eingebracht. Dann wurden 400 kg geschmolzenes Silicomangan der in Tabelle II (3) aufgeführten Zusammensetzung in die Gießpfanne bei 136O0C eingegossen und das erhaltene Gemisch wurde 12 Minuten lang kontinuierlich geschüttelt. Dabei wurden 57Ö kg Ferrolegierung der in Tabelle III (3) aufgeführten Zusammensetzung sowie 490 kg Schlacke erhalten.500 kg of manganese ore and 200 kg of slaked lime were heated to about TOO 0 G in a drum furnace and placed in the ladle, which was in the same condition as in the previous example. Then, 400 kg of molten silicomanganese the composition listed in Table II (3) was poured into the ladle at 136O 0 C and the resulting mixture was shaken for 12 minutes continuously. 57Ö kg of ferroalloy of the composition listed in Table III (3) and 490 kg of slag were obtained.
setzung,Together
setting,
009846/0255009846/0255
I ι
I.
Tabelle III- 13 -
Table III
2,7
1,91.2
2.7
1.9
1,9
2,01.6
1.9
2.0
0,10
0,120.10
0.10
0.12
24,9
26,834.2
24.9
26.8
24,5
28,728.1
24.5
28.7
1,02
0,931.20
1.02
0.93
2
31
2
3
(Ferromangan), i<> Composition of the product
(Ferromanganese), i <>
1° Composition of slag,
1 °
76,7
75,278.6
76.7
75.2
28,5
22,823.0
28.5
22.8
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5800866 | 1966-09-01 | ||
| JP5800866 | 1966-09-01 | ||
| DEK0063237 | 1967-08-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1608186A1 true DE1608186A1 (en) | 1970-11-12 |
| DE1608186B2 DE1608186B2 (en) | 1976-01-22 |
| DE1608186C3 DE1608186C3 (en) | 1976-09-02 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1608186B2 (en) | 1976-01-22 |
| US3551141A (en) | 1970-12-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |