CN116140379A - 一种无头轧制卷取温度控制方法 - Google Patents
一种无头轧制卷取温度控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请的实施例提供了一种无头轧制卷取温度控制方法,涉及热轧带钢生产技术领域,所述方法包括确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态;将每卷带钢在长度方向上划分为多个样本段,所述多个样本段包括带钢前端的封闭样本段;以当前冷却集管的开启状态为调节基础,当带钢样本段经过精轧出口高温计后,调节前馈集管,并基于带钢样本段速度变化情况判断是否需要调节控速集管,若是,则确定调节控速集管的临界位置,调节控速集管;在带钢的封闭样本段经过卷取高温计后,获取卷取高温计的实测温度,调节反馈集管。该方法可以保障卷取温度稳定在控制区间,提高了卷取温度命中率,促进带钢全长性能一致性。
Description
技术领域
本申请涉及热轧带钢生产技术领域,具体而言,涉及一种无头轧制卷取温度控制方法。
背景技术
薄板坯连铸连轧技术因其在薄材生产中所具备的连续化、低成本、高效率的技术优势,在国内快速兴起发展。无头轧制中,多模式连续铸轧生产线(简称MCCR)首创多模式连铸连轧形式,实现了单块、半无头和全无头切换的多模式铸轧形式,生产节奏和产品成材率大幅提高。在薄板坯连铸连轧生产过程中,层流冷却的控制精度与带钢最终的产品性能密切相关。带钢经过精轧末机架出口后,进入层冷输出辊道。层流冷却区包含若干个冷却段,每个冷却段配置若干数量的上、下喷水集管,通过层冷控制模型计算需开启的冷却集管阀门,带钢经过冷却集管层冷水的冷却,在到达卷取机前实现目标卷取温度控制。
无头轧制模式下,同一辊期连续轧制的带钢根据卷取切分卷分成不同虚拟卷,进行二级过程控制模型和一级基础自动化控制。区别于传统热连轧,无头轧制模式下对每卷带钢的轧制不存在穿带、提速和降速阶段、以及抛尾阶段,在整个辊期内连续轧制。在产品规格变化不大的情况下,不同虚拟卷间的冷却集管开启状态变化造成了卷取温度的波动,最终影响带钢在全长方向上的性能一致性。此外,无头轧制模式下,带钢运行速度受铸坯拉速、卷-卷间厚差等因素限制,常伴随厚度波动、动态变规格等情况而变化,带钢运行速度影响了通过层冷区的时间,从而最终影响卷取温度控制精度。
发明内容
本申请的实施例提供了一种无头轧制卷取温度控制方法,该方法通过继承冷却集管的开启状态以及设置控速集管的方式,消除无头轧制模式非FGC时两卷衔接处的冷却集管开启状态突变引起的卷取温度波动,并抑制因带钢运行速度波动造成的卷取温度不稳定问题,提高带钢全长卷取温度命中率。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种无头轧制卷取温度控制方法,包括:
确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态,所述冷却集管包括前馈集管、控速集管和反馈集管;
将每卷带钢在长度方向上划分为多个样本段,所述多个样本段包括带钢前端的封闭样本段;
以当前冷却集管的开启状态为调节基础,当带钢样本段经过精轧出口高温计后,调节前馈集管,并基于带钢样本段速度变化情况判断是否需要调节控速集管,若是,则确定调节控速集管的临界位置,调节控速集管;
在封闭样本段经过卷取高温计后,获取卷取高温计的实测温度,调节反馈集管。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态,包括:
基于带钢的钢种、厚度和目标卷取温度判断相邻两卷带钢是否为同一层别的带钢,若为同一层别的带钢,则在后的带钢沿用在前的带钢的冷却集管的开启状态,否则重新确认在后的带钢的冷却集管的开启状态。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述调节前馈集管,包括:
精轧出口高温计测量当前带钢样本段的实测温度;
在当前冷却集管开启状态的基础上,根据精轧出口高温计测得的实测温度,调整前馈集管的开启状态。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,本方法还包括:当带钢样本段经过精轧出口高温计后,根据带钢样本段的实测速度对当前TVD曲线进行修正。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述基于带钢样本段速度变化情况判断是否需要调节控速集管,包括:
调用速度变化判定函数对当前带钢样本段进行速度变化判定,包括:
计算当前带钢样本段到达控速集管处时的速度V1;
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述确定调节控速集管的临界位置,包括:
基于当前带钢样本段的速度与控速集管的水阀延迟响应时间计算调节控速集管的延迟距离;
基于延迟距离以及控速集管的位置确定调节控速集管的临界位置。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述调节控速集管,包括:
预测控速集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到当前带钢样本段的控速预测卷取温度;
在当前控速集管开启状态的基础上,根据控速预测卷取温度和目标卷取温度之间的温差,调整控速集管的开启状态。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述调节反馈集管,包括:
获取当前带钢样本段的第一反馈预测卷取温度,以及此时到达卷取高温计的带钢样本段的第二反馈预测卷取温度;
在当前反馈集管开启状态的基础上,根据卷取高温计的实测温度和目标卷取温度之间的温差、以及第一反馈预测卷取温度和第二反馈预测卷取温度之间的温差,调整反馈集管的开启状态。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述精轧出口高温计选用光学高温计或者辐射高温计。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述卷取高温计选用光学高温计或者辐射高温计。
本申请的技术方案针对薄板坯连铸连轧的无头轧制模式提供了一种卷取温度控制方法,保障卷取温度稳定在控制区间,提高了卷取温度命中率,促进带钢全长性能一致性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1示出了根据本申请一个实施例提供的一种无头轧制卷取温度控制方法的流程示意图;
图2示出了根据本申请一个实施实例提供的1#带钢和2#带钢的卷取温度随冷却集管开启状态变化情况示意图;
图3示出了根据本申请一个实施实例提供的3#带钢和4#带钢的卷取温度随冷却集管开启状态变化情况示意图;
图4示出了根据本申请一个实施实例提供的5#带钢速度变化情况示意图;
图5示出了根据本申请一个实施实例提供的5#带钢的卷取温度随冷却集管开启状态变化情况示意图;
图6示出了根据本申请一个实施实例提供的6#带钢速度与控速集管开启数关系示意图;
图7示出了根据本申请一个实施实例提供的6#带钢的卷取温度随冷却集管的开启状态变化情况示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的流程图仅是示例性说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解,而有的操作/步骤可以合并或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
需要说明的是:在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面将结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1,示出了根据本申请一个实施例的提供的一种无头轧制卷取温度控制方法的流程示意图。
如图1所示,本实施例提供一种无头轧制卷取温度控制方法,具体包括步骤S100至步骤S600。
步骤S100,确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态,所述冷却集管包括前馈集管、控速集管和反馈集管。
需要说明的是,对于不同来料状态和不同卷取温度的带钢,冷却集管的开启状态是不同的,所以在本实施例中,需要确认每一卷带钢对应的冷却集管的开启状态。
可以理解的是,本实施例所述的冷却集管是指带钢经过精轧机组轧制后,进入层流冷却区域时用于输出冷却水的集合管。冷却集管包括前馈集管、控速集管和反馈集管,这些集管按照对带钢的冷却顺序,依次为前馈集管-控速集管-反馈集管。
示例性的,冷却集管总共有X组,其中,前馈集管有m组,控速集管有n组,反馈集管y组,其中X=m+n+y;当带钢进入层流冷却区域后,先经过前馈集管,再经过控速集管,最后经过反馈集管。
在一些可行的实施例中,所述确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态,具体包括:
基于带钢的钢种、厚度和目标卷取温度判断相邻两卷带钢是否为同一层别的带钢,若为同一层别的带钢,则在后的带钢沿用在前的带钢的冷却集管的开启状态,否则重新确认在后的带钢的冷却集管的开启状态。
通过沿用冷却集管的方式,可以很好的解决以前相邻两卷带钢在衔接处因为冷却集管开启状态的变化引起的卷取温度波动等难题。
可以理解的是,本实施例中,需要同时比较带钢的钢种、厚度和目标卷取温度,来判断相邻两卷带钢是否为同一层别。
需要说明的是,目标卷取温度为设定的一个温度值,每卷带钢所有样本段的卷取温度都以该值为目标进行控制。
示例性的,带钢A和带钢B为相邻两卷带钢,带钢A的钢种为Q195钢,厚度为α,对应厚度层别a(对应厚度范围是[gi,gi+1)),目标卷取温度为β,对应温度层别是b(对应温度范围是[Tj,Tj+1));在判断带钢B是否与带钢A为同一层别的带钢时,需要同时判断带钢B是否为Q195钢,带钢B的厚度是否在[gi,gi+1)范围内,温度是否在[Tj,Tj+1)范围内;只有当带钢B为Q195钢,同时带钢B的厚度层别为a,且温度层别为b时,带钢B才与带钢A属于同一层别。
需要说明的是,本实施例中所述的相邻两卷带钢指的是经过精轧机组轧制后,按照先后顺序依次进入层流冷却区域的两卷带钢。
继续参照图1,步骤S200,将每卷带钢在长度方向上划分为多个样本段,所述多个样本段包括带钢前端的封闭样本段。
需要说明的是,当带钢前端的封闭样本段经过反馈集管时,不进行反馈集管的调节,带钢前端的封闭样本段主要用于卷取高温计实测温度,当封闭样本段后面的样本段经过反馈集管处时,可以根据卷取高温计获取到的实测温度调整反馈集管。
继续参照图1,步骤S300,以当前冷却集管的开启状态为基础,当带钢样本段经过精轧出口高温计后,调节前馈集管。
可以理解的是,当新的带钢从精轧出口进入到层流冷却区域后,需要利用前馈集管对其进行冷却,而当前的冷却集管(包括前馈集管、控速集管和反馈集管)保持的是冷却上一卷带钢时的开启状态,因此在此步骤中,需要以当前的冷却集管的开启状态为基础,重新调整前馈集管的开启状态,以适用于当前带钢。
需要说明的是,本实施例所述的冷却集管的开启状态包括前馈集管的开启状态、控速集管的开启状态和反馈集管的开启状态,后续步骤中前馈集管、控速集管和反馈集管的调节都是基于当前前馈集管的开启状态、控速集管的开启状态和反馈集管的开启状态进行调节的;本实施例所述的开启状态具体是指冷却集管的阀门开启数,所以本实施例所述的调节前馈集管具体是指调节前馈集管的阀门开启数。
在一些可行的实施例中,所述调节前馈集管,具体包括步骤S310至步骤S320。
步骤S310,精轧出口高温计测量当前带钢样本段的实测温度。
步骤S320,在当前冷却集管开启状态的基础上,根据精轧出口高温计测得的实测温度,调整前馈集管的开启状态。
可以理解的是,当精轧出口高温计测得的实测温度比预设的值偏高时,就多开启一些前馈集管阀门;若偏低,则相应的关闭一些前馈集管阀门,具体的温度预设值根据现场实际情况确定。
在一些可行的实施例中,所述精轧出口高温计选用光学高温计或者辐射高温计。
光学高温计是非接触式测量高温的仪表,当被测量的温度高於热电偶所能使用的范围,以及热电偶不可能装置或不适宜装置的场所,用光学高温计一般可以满足这个要求。它广泛地用来测量冶练、浇铸、轧钢、政璃熔害、锻打、热处理等温度,是冶金、化工和机械等工业生产过程中不可缺少的温度测量仪表之一。
辐射高温计是根据物体在整个波长范围内的辐射能量与其温度之间的函数关系设计制造的,用辐射感温器作为一次仪表,电子电位差计作为二次仪表,它属于透镜聚焦式感温器,具有铝合金外壳,前部是物镜,壳体内装有热电堆补偿光栏,在靠紧热电堆的视场光栏上有一块调档板,档板的作用是调节照射到热电堆上的辐射能量,使产品具有统一的分度值,在可拆卸的后盖板上装有目镜,借以观察被测物体的影像。
继续参照图1,步骤S400,当带钢样本段经过精轧出口高温计后,根据带钢样本段的实测速度对当前TVD曲线进行修正。
可以理解的是,本实施例所述的TVD曲线是指时间-速度-距离曲线,带钢样本段的实测速度可以通过速度测量仪表等专用的速度测量仪器进行测量。
继续参照图1,步骤S500,基于带钢样本段速度变化情况判断是否需要调节控速集管,若是,则确定调节控速集管的临界位置,调节控速集管。
在一些可行的实施例中,所述基于带钢样本段速度变化情况判断是否需要调节控速集管,具体包括步骤S510。
步骤S510,调用速度变化判定函数对当前带钢样本段进行速度变化判定,包括:
计算当前带钢样本段到达控速集管处时的速度V1;
可以理解的是,常数C根据具体的情况确定,通常情况C取值范围为0-0.4。
需要说明的是,在本实施例中,预测速度V2根据TVD曲线计算得到。
在一些可行的实施例中,所述确定调节控速集管的临界位置,具体包括步骤S520至步骤S530。
步骤S520,基于当前带钢样本段的速度与控速集管的水阀延迟响应时间计算调节控速集管的延迟距离,具体为:延迟距离=带钢样本段速度*水阀延迟响应时间。
步骤S530,基于延迟距离以及控速集管的位置确定调节控速集管的临界位置,具体为:控速集管的临界位置=控速集管位置+延迟距离。
可以理解的是,控速集管位置是指控速集管在冷却集管中所处的位置,示例性的,参照前述示例,控速集管位置是指首个控速集管在X组冷却集管中所处的位置。
在一些可行的实施例中,所述调节控速集管,具体包括步骤S540至步骤S550。
步骤S540,预测控速集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到当前带钢样本段的控速预测卷取温度。
需要说明的是,本实施中所述的控速预测卷取温度是指带钢样本段到达控速集管时,预测此时控速集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到的预测温度。
可以理解的是,在获取控速预测卷取温度时,当前带钢样本段处于控速集管处,因此,需要预测控速集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况。
步骤S550,在当前控速集管开启状态的基础上,根据控速预测卷取温度和目标卷取温度之间的温差,调整控速集管的开启状态。
可以理解的是,在本实施例中,根据温差的大小相应的开启控速集管阀门或者关闭控速集管阀门,以达到调整温度保证温差符合设定值的目的,具体的调整根据实际情况确定。
在一些可行的实施例中,所述卷取高温计选用光学高温计或者辐射高温计。
光学高温计和辐射高温计属于常见的高温计,二者非常适用于测量带钢温度。
继续参照图1,步骤S600,在带钢的封闭样本段经过卷取高温计后,获取卷取高温计的实测温度,调节反馈集管。
需要说明的是,带钢样本段先经过反馈集管,再经过卷取高温计。每一卷带钢的封闭样本段经过反馈集管时都不调节反馈集管,因为调节反馈集管需要在获得卷取高温计的实测温度后才能进行,而由于封闭样本段处于带钢的前端,其通过反馈集管时,并未有带钢样本段到达卷取高温计。
示例性的,例如封闭样本段为n,当带钢样本段n+1经过反馈集管,此时卷取高温计处有带钢通过,测量实测温度,后续根据实测温度就可开始调节反馈集管。对于前n个样本段,通过反馈集管时,本卷带钢可能尚未到达卷取高温计,无实测卷取温度,不进行反馈调节。
在一些可行的实施例中,所述调节反馈集管,具体包括步骤S610至步骤S620。
步骤S610,获取当前带钢样本段的第一反馈预测卷取温度,以及此时到达卷取高温计处的带钢样本段的第二反馈预测卷取温度。
需要说明的是,反馈预测卷取温度的获取过程如下:
当带钢样本段到达反馈集管时,预测此时反馈集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,即可得到该带钢样本段的反馈预测卷取温度。
需要说明的是,本实施中所述的反馈预测卷取温度是指带钢样本段到达反馈集管时,预测此时反馈集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到的预测温度。
示例性的,例如在同一时刻,带钢样本段n处于反馈集管处,带钢样本段m处于卷取高温计处;带钢样本段m比带钢样本段n先进行冷却处理,在带钢样本段m到达反馈集管处时,预测此时反馈集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到第二预测卷取温度;在带钢样本段n到达反馈集管处时,预测此时反馈集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到第一预测卷取温度。
步骤S620,在当前反馈集管开启状态的基础上,根据卷取高温计的实测温度和目标卷取温度之间的温差、以及第一反馈预测卷取温度和第二反馈预测卷取温度之间的温差,调整反馈集管的开启状态。
需要说明的是,当前卷取高温计实测的卷取温度是指当前卷取高温计测得的带钢样本段的温度,此时测量的带钢样本段是已经经过控速集管、反馈集管的样本段,它可能与当前带钢样本段属于同一卷带钢,也可能属于上一卷带钢,若卷取高温计上并未测得有卷取温度,那么当前就不调节反馈集管。
可以理解的是,在本实施例中,根据温差的大小相应的开启反馈集管阀门或者关闭反馈集管阀门,具体的调整情况根据实际需求确定。
下面,提供一个具体的实施实例。
以轧制某钢种SMZG为例,无头轧制模式下带钢成品厚度在1.0-3.5mm范围内,卷取目标温度550-580℃。从无头轧制第二卷开始,在带头到达F1机架带载时确定冷却集管的开启状态;到达精轧出口高温计后调节前馈集管,根据精轧出口高温计处的实测温度调节前馈集管阀门,同时调用函数判定速度波动情况,满足条件时调节控速集管,并计算开启控速集管的临界位置。当封闭样本段到达卷取高温计处后触发反馈集管调节,根据前带钢当样本段在前面经历的前馈+控速集管冷却下的预测卷取温度和当前卷取高温计测量到的卷取温度测量值,结合上一样本段反馈集管阀门开启数,进行当前样本段反馈集管阀门的调节。
未采用本方法优化前,相邻两卷带钢(1#和2#)卷取温度随冷却集管开启状态的变化情况如图2所示;在应用本方法优化后,相邻两卷带钢(3#和4#)卷取温度随冷却集管开启状态的变化情况如图3所示,带刚头部样本段的冷却集管开启状态继承上卷带刚尾部样本段的集管开启状态,相邻带钢在过渡处的卷取温度保持平稳。
参照图4至图7,其中,5#带钢为未设置控速集管,6#带钢为已设置控速集管,通过图示可以看出,通过设置调节控速集管,抑制卷取温度随速度变化出现波动的情况。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的步骤,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种无头轧制卷取温度控制方法,其特征在于,包括:
确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态,所述冷却集管包括前馈集管、控速集管和反馈集管;
将每卷带钢在长度方向上划分为多个样本段,所述多个样本段包括带钢前端的封闭样本段;
以当前冷却集管的开启状态为调节基础,当带钢样本段经过精轧出口高温计后,调节前馈集管,并基于带钢样本段速度变化情况判断是否需要调节控速集管,若是,则确定调节控速集管的临界位置,调节控速集管;
在带钢的封闭样本段经过卷取高温计后,获取卷取高温计的实测温度,调节反馈集管。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确认用于冷却带钢的冷却集管的开启状态,包括:
基于带钢的钢种、厚度和目标卷取温度判断相邻两卷带钢是否为同一层别的带钢,若为同一层别的带钢,则在后的带钢沿用在前的带钢的冷却集管的开启状态,否则重新确认在后的带钢的冷却集管的开启状态。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调节前馈集管,包括:
精轧出口高温计测量当前带钢样本段的实测温度;
在当前前馈集管开启状态的基础上,根据精轧出口高温计测得的实测温度,调整前馈集管的开启状态。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:当带钢样本段经过精轧出口高温计后,根据带钢样本段的实测速度对当前TVD曲线进行修正。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定调节控速集管的临界位置,包括:
基于当前带钢样本段的速度与控速集管的水阀延迟响应时间计算调节控速集管的延迟距离;
基于延迟距离以及控速集管的位置确定调节控速集管的临界位置。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调节控速集管,包括:
预测控速集管到卷取高温计之间的带钢的温度分布情况,得到当前带钢样本段的控速预测卷取温度;
在当前控速集管开启状态的基础上,根据控速预测卷取温度和目标卷取温度之间的温差,调整控速集管的开启状态。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调节反馈集管,包括:
获取当前带钢样本段的第一反馈预测卷取温度,以及此时到达卷取高温计的带钢样本段的第二反馈预测卷取温度;
在当前反馈集管开启状态的基础上,根据卷取高温计的实测温度和目标卷取温度之间的温差、以及第一反馈预测卷取温度和第二反馈预测卷取温度之间的温差,调整反馈集管的开启状态。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述精轧出口高温计选用光学高温计或者辐射高温计。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述卷取高温计选用光学高温计或者辐射高温计。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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