DE2044571C3 - Electrical resistance heating for keeping warm and overheating molten metal baths, in particular molten metal baths - Google Patents
Electrical resistance heating for keeping warm and overheating molten metal baths, in particular molten metal bathsInfo
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- DE2044571C3 DE2044571C3 DE19702044571 DE2044571A DE2044571C3 DE 2044571 C3 DE2044571 C3 DE 2044571C3 DE 19702044571 DE19702044571 DE 19702044571 DE 2044571 A DE2044571 A DE 2044571A DE 2044571 C3 DE2044571 C3 DE 2044571C3
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- H05B11/00—Heating by combined application of processes covered by two or more of groups H05B3/00 - H05B7/00
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Widerslands beheizung /um Warmhalten und Überhitzen von Metallschmel/bädern, insbesondere l.eiehtmetallschmel/bädern, bestehend aus (!rafitstab-1 leizelcmenten, die mit einer Umhüllung umgeben sind.The invention relates to an electrical contradiction heating / to keep warm and overheating of molten metal / baths, in particular molten metal / baths, consisting of (! rafitstab-1 leizelcmenten, which are surrounded by a cover.
Für die elektrische Widerstandsbehei/iing von Schmel/bädern ist die Verwendung von Grafitstablleizelementen bekannt, die entweder oberhalb des .Schmelzbades horizontal angeordnet oder in dieses in hängender Anordnung eingetaucht sind. Um einen zu raschen Abbrand des unmittelbar widerslandsbehei/.ten Grafitsiahcs zu verhindern, ist es in beiden lallen bekannt, das eigentliche (irafitstab-Heizelement mit einer dieses gasdicht umschließenden Umhüllung zu versehen, die im KaIIe der Verwendung des (jrafitstab-Heizelementes als 'rauchheizkörper aus gegenüber der Schmelze zugleich ausreichend widerstandsfähigem und genügend temperaturbeständigem Werkstoff bestehen muß.For the electrical resistance heating of Schmel / bathing is the use of graphite steel elements known, which are either arranged horizontally above the .Sschmelzbad or in this in hanging arrangement are immersed. In order to quickly burn off the directly contradicting land To prevent grafitsiahcs, it is in both lallen known, the actual (irafitstab heating element with to provide a casing that encloses it in a gas-tight manner, which in the event of the use of the (graphite rod heating element as a 'smoke heater made of at the same time sufficiently resistant to the melt and sufficient temperature-resistant material must exist.
Dient die äußere gasdichte Umhüllung des Grafitstab-Heizelementes zugleich der Stromrückleitung, ist es ferner notwendig, sie auch aus elektrisch leitendem Material herzustellen. Diese Bedingung entfällt, wenn der als Widerslandsheizkörper dienende Grafitstab geschlitzt oder haarnadelförmig ausgebildet ist und die Stromzu- bzw. -abführung unter Zwischenschaltung geeigneter Kontaktkörper über die beiden Schenkelenden am oberen aus dem Schmelzbad herausragenden Ende der Tauchheizkörper erfolgt. In diesem Falle dient die äußere Umhüllung nur dem Schutz des Grafitstab-Heizelementes, so daß sie zweckmäßig aus gegenüber der Schmelze ausreichend widerstandsfähigem und genügend temperaturbeständigem keramischem Material besteht.Serves as the outer, gas-tight covering of the graphite rod heating element at the same time the current return, it is also necessary to make it electrically conductive To manufacture material. This condition does not apply if the graphite rod serving as the opposing heating element is slotted or hairpin-shaped and the power supply or discharge with the interposition suitable contact body protruding from the weld pool over the two leg ends at the top The end of the immersion heater takes place. In this case the outer covering only serves to protect the graphite rod heating element, so that they are expediently made of sufficiently resistant to the melt and there is sufficient temperature-resistant ceramic material.
Derartige Tauchneizkörper mit unmittelbar widerstandsbeheizten Grafitstab-Heizelementen werden in der Regel einzeln verwendet und auch dort mit Erfolg benutzt, wo es sich lediglich um das Warmhalten oder Überhitzen von Metallschmelzbädern, insbesondere Leicht me 'allschmelzbädern, handelt.Such immersion heaters with directly resistance-heated graphite rod heating elements are in Usually used individually and also used with success where it is merely a matter of keeping warm or Overheating of molten metal baths, in particular lightly molten metal baths.
Es hat sich gezeigt, daß es mit solchen unmittelbar widerstandsbeheizten Tauchheizkörpern, zumal bei größeren Ofenabmessungen, schwierig ist, eine genügend gleichmäßige Warmhalte- bzw. Überhitzungstemperatur innerhalb des Schmelzbades aufrechtzuerhalten, so daß es auch bei Verwendung tiegelförmiger Schmelzgutbehälter mit im Verhältnis zum Durchmesser größerer Badtiefe notwendig sein kann, mehrere solcher voneinander unabhängiger Tauchheizkörper mit Grafitstab-Hei/elementen nebeneinander einzuset-It has been shown that it keep up with such a direct resistance heated immersion heaters, especially in larger furnace dimensions, is difficult r a sufficiently uniform Warming or Überhitzungstemperatu within the molten bath, so that even when using pan-shaped Schmelzgutbehälter with greater relative to the diameter bath depth It may be necessary to use several such immersion heaters with graphite rod heating elements next to one another, independent of each other.
J'3 zen und gegebenenfalls zusätzliche Mittel für eine hinreichende Rührbewegung des Schmcl/bades vorzusehen. J ' 3 zen and, if necessary, provide additional means for a sufficient stirring movement of the Schmcl / bath.
Dadurch wird der Aufwand für die bloße Warmhaltung und Überhitzung von Metallschmelzen aber relativ hoch und unter Umständen unwirtschaftlich.As a result, the effort for the mere warming and overheating of molten metal becomes relative high and possibly uneconomical.
Für die elektrische Widerstandsbeheizung von Metallschmelzöfen, bei denen es in Verbindung mit einer ausgeprägten Schlackenschicht über der Metallschmelze zudem auf eine metallurgische BehandlungFor the electrical resistance heating of metal melting furnaces in which it is in connection with a pronounced layer of slag over the molten metal also requires a metallurgical treatment
··"' der Schmelze ankommt, ist es bereits bekannt (DE-PS 8 08 737), mit aus Grafit bestehenden Elektroden zu arbeiten, die zwar nicht in die Metallschmelze, wohl aber in die darüber befindliche Schlackenschicht ganz eingetaucht werden. Die dabei jeder für sich an die Pole·· "'the melt arrives, it is already known (DE-PS 8 08 737) to work with electrodes made of graphite, which, although not in the molten metal, probably but are completely immersed in the slag layer above. Everyone for himself on the pole
''" der Stromquelle angeschlossenen Grafit-Tauchkörper werden dabei zwar, wenn auch in geringem Maße, ebenfalls unmittelbar widerstandsbeheizt, doch kommt es dabei in erster Linie darauf an, die über der Metallschmelze befindliche Schlackenschicht selbst'' "the graphite immersion body connected to the power source are directly resistance-heated, albeit to a lesser extent, but it comes it is primarily a matter of removing the slag layer located above the molten metal itself
r" durch ilen direkten .Stromübergang zwischen den beiden in diese eingetauchten Grafit-F.lektroden unter Ausnutzung deren hohen spezifischen elektrischen Widerstandes zu beheizen und die in der Schlackenschieht auf diese Weise erzeugte Wärme auf das r "by means of a direct current transfer between the two graphite electrodes immersed in them, utilizing their high specific electrical resistance, and the heat generated in the slag layer is transferred to the
''" darunter befindliche Metallbad zu übertragen.'' "to transfer the metal bath located underneath.
Diese Art der direkten elektrischen Widerstandsbeheizung ist /um Zwecke des bloßen Warmhaltens und Überhitzens von Metallschmelzen ungeeignet, weil sie keine ausgeprägte .Schlackenschicht auf ihrer Oberflä-This type of direct electrical resistance heating is / is unsuitable for purposes of mere keeping warm and superheating of molten metals because it no pronounced slag layer on their surface
11' ehe aufweisen und die elektrische Leitfähigkeit der leinen Metallschmelze, insbesondere im Falle von Lcichimctall.schmciz.cn, /ti hoch ist, um über den direkten Stromfluß /wischen den Tauchelektrode» 11 'before and the electrical conductivity of the linen molten metal, especially in the case of Lcichimctall.schmciz.cn, / ti is high in order to be able to use the direct current flow / wipe the immersion electrode »
innerhalb der Metallschmelze, allein aufgrund deren spezifischen elektrischen Widerstandes, ausreichend hohe Badtemperaturen erzeugen bzw. aufrechterhalten zu können.within the molten metal, solely due to its specific electrical resistance, is sufficient to be able to generate or maintain high bath temperatures.
Für einen anderen Zweck, nämlich für die Beheizung von Salzbädern oder ähnlicher Flüssigkeitsbäder, ist es schließlich auch bereits bekannt (DE-AS 10 27 819), mit mehreren Tauchelektroden zu arbeiten, und zwar in der Weise, daß diese in der Anheizphase des Bades als reine Widerstandsheizkörper wirken, nach dem Aufschmelzen des Saizes, d. h. in der eigentlichen Betriebsphase, dagegen in Verbindung mit einer entsprechenden Umschaltung als reine Elektroden, die lediglich der Stromübertragung auf das Schmelzbad dienen und auf diese Weise zu einer unmittelbaren Widerstandsbeheizung des Schmelzbades selbst führen.For another purpose, namely for heating salt baths or similar liquid baths, it is finally also already known (DE-AS 10 27 819) to work with several immersion electrodes, namely in the Way that these act as pure resistance heating elements in the heating phase of the bath, after melting of the Saize, d. H. in the actual operating phase, on the other hand, in connection with a corresponding switchover as pure electrodes, which are only the Electricity transmission to the weld pool is used and in this way for direct resistance heating of the weld pool itself.
Auch in diesem Falle wird vorausgesetzt, daß die Schmelze einen genügend hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der es ermöglicht, sie im Wege des direkten Stromdurchgangs zwischen den beiden Elektroden unmittelbar zu erhitzen, und die Elektroden nur in der Anheizphase als reine Widerstandsheizkörper dienen, bis das Salz aufgeschmolzen ist.In this case, too, it is assumed that the melt has a sufficiently high specific electrical Has resistance that allows it by way of the direct passage of current between the to heat both electrodes immediately, and the electrodes only in the heating-up phase as pure resistance heating elements serve until the salt has melted.
Die danach bekannten Tauchelektroden sind so ausgebildet, daß ihre äußeren Umhüllungen, die in der Betriebsphase als Elektroden dienen, während der Anheizphase zugleich die eigentlichen Widerstandsheizkörper bilden, die mit ihrem oberen Ende elektrisch leitend an dem einen Pol des Stromkreises angeschlossen sind, während die stromleitende Verbindung mit dem anderen Pol über einen im Inneren der äußeren Umhüllung längsgeführten Stromleiter erfolgt, wobei sowohl der innere Stromleiter als auch die äußere elektrisch leitende Umhüllung an ihrem unteren Ende leitend miteinander verbunden sind.The then known immersion electrodes are designed so that their outer sheaths in the The operating phase serves as electrodes, while the heating phase also forms the actual resistance heating element, the upper end of which is electrical are conductively connected to one pole of the circuit, while the conductive connection with the other pole takes place via a longitudinally guided current conductor in the interior of the outer casing, wherein both the inner conductor and the outer electrically conductive sheath at their lower end are conductively connected to each other.
Auch dieses Prinzip läßt sich auf die elektrische Widerstandsbeheizung lediglich zum Warmhalten und Überhitzen von Metallschmelzen, insbesondere Leichtmetallschmelzen, nicht ohne weiteres übertragen. Abgesehen davon, daß es dabei nicht darum geht, das Metall in einer ersten Anheizphase erst zu schmelzen, fehlt es auch an der weiteren \ ■ ; .»ussetzung, daß die Metalischmelze, insbesondere im Falle von Leichtmetallschmelzen, einen genügend hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der es wirtschaftlich möglich machte, sie im Wege des direkten Stromdurchgangs auf genügend hohe Temperaturen zu erwärmen und diese über eine ausreichend lange Zeit aufrechtzuerhalten. This principle can also be applied to electrical resistance heating only for keeping warm and Overheating of molten metals, especially light metal melts, is not easily transferred. Apart from the fact that it is not about melting the metal in the first heating phase, there is also no further \ ■; . »Suspension that the Metal melt, especially in the case of light metal melts, a sufficiently high specific Has electrical resistance that made it economically possible to use it by direct current passage to warm to sufficiently high temperatures and to maintain them for a sufficiently long time.
Auf der anderen Seite wäre es in Anwendung auf reine Eisen- b/w. Stahlschmelzen nicht möglich, mit Widerstands-Tauchhei/körpern zu arbeiten, bei denen die äußere Umhüllung aus Grafit od. dgl. zugleich den eigentlichen Widerstandsheizkörper bildet, weil dies allzu hohe Abbrandverlusle mit sich brächte. Dies ist der Grund, weshalb bei den bekannten, eingangs beschriebenen Widerstands-Tauchheizkörpern die äußere gasdichte Umhüllung in erster Linie nur dem Schutz des innenliegenden, als Widerstandsheizkörper dienenden Grafitstab-Heizelementes, u. a. vor Abbrand,dient.On the other hand, it would apply to pure iron b / w. Melting steel not possible with Resistance immersion heaters to work in which the outer coating of graphite od. Like. At the same time the actual resistance heating element forms because this would result in excessive burn-off losses. this is the Reason why in the known resistance immersion heaters described above, the outer gas-tight Wrapping primarily just protecting the internal graphite rod heating element serving as resistance heater, including before burning, serves.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die galtungsgcinäßc elektrische Widerstandsbeheizung nur zum Warmhallen und Überhitzen von Metallschmelz.bädern, insbesondere l.eichimetallsehmclzbädern, die aus Grafitstab-Ileizclcmcntcn besteht, die mit einer Umhüllung umgeben sind, dahingehend /u verbessern, daß sie es mit einfachem baulichem und schaltungstechnischem Aufwand ermöglicht, eine sowohl gleichmäßigere als auch zugleich wirkungsvollere Beheizung des Schmelzbades zu gewährleisten.The invention is based on the object of providing electrical resistance heating only for warming and overheating of molten metal baths, in particular l.eichimetallsehmclzbäder, which are made of Grafitstab-Ileizclcmcntcn consists, with a wrapping are surrounded to the effect / u improve it, that it is simple structural and circuitry Effort enables both a more uniform and at the same time more effective heating of the weld pool to ensure.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß mindestens zwei Grafitstab-Heizelemente in das Metallschmelzbad eingetaucht sind, wobei die Umhüllung jedes Grafitstab-Heizelementes elektrisch leitend ist, und nur mit dem einen Ende des Grafitstabes elektrisch verbunden, gegenüber to dem das andere Ende des Grafitstabes mit der Stromquelle verbindenden, an sich bekannten oberen Kontaktkörper dagegen elektrisch isoliert ist.To solve this problem, the invention is characterized in that at least two graphite rod heating elements are immersed in the molten metal bath, with the envelope of each graphite rod heating element is electrically conductive, and only electrically connected to one end of the graphite rod, opposite to the known upper one that connects the other end of the graphite rod to the power source Contact body, however, is electrically isolated.
Auf diese Weise dienen die im Inneren unmittelbar elektrisch widerstandsbeheizten und durch ihre äußere Umhüllung gleichwohl gegen Abbrand geschützten Taischheizkörper mit Hilfe ihrer äußeren Umhüllung gleichzeitig während der ganzen Dauer ihres Einsatzes auch als Elektroden, wobei sie mit ihrem oberen Ende nur an jeweils einen der verschiedenen Pole der Stromquelle angeschlossen zu sein brauchen, während die Metallschmelze als elektrischer Leiter zwischen den Tauchheizkörpern dient. Abgesehen von der sich daraus ergebenden baulichen und schaltungstechnischen Vereinfachung besteht der weitere Vorteil, daß neben der ständigen Funktion der Grafitstab-Heiielemente als Widerstandsheizkörper zusätzlich der wenn auch schwächere spezifische elektrische Widerstand der Metallschmelze selbst zur unmittelbaren Widerstandsbeheizung des Schmelzbades ausgenutzt wird, was aufIn this way, they are directly electrically resistance-heated on the inside and on the outside Enclosure nevertheless protected against burn-out Taisch heaters with the help of their outer envelope at the same time during the whole duration of their use also as electrodes, whereby they with their upper end only need to be connected to one of the different poles of the power source while the molten metal as an electrical conductor between the Immersion heater is used. Apart from the resulting structural and circuit simplification there is the further advantage that in addition to the constant function of the graphite rod heating elements as Resistance heating elements also have the, albeit weaker, specific electrical resistance of the Molten metal itself is used for direct resistance heating of the weld pool, which is based on
ίο diese Weise sowohl zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung innerhalb des Schmelzbades als auch zu dessen intensiverer Beheizung beiträgt.ίο this way both result in a more even heat distribution inside the weld pool as well as contributing to its more intensive heating.
Die äußere Umhüllung der Grafititab Heizelemente kann aus Grafit bestehen.The outer casing of the Grafititab heating elements can consist of graphite.
)5 Wird die erfindungsgemäße Widerstandsbeheizung in Verbindung mit einem Dreiphasennetz betrieben, so ist es zum Zwecke einer symmetrischen Belastung des Netzes gemäß einer /weckmäßigen Weiterbildung vorteilhaft, in an sich bekannter Weise drei Grafitstab-Heizelemente in das Schmelzbad einzutauchen und die Schaltung zugleich so zu wählen, daß das Schmelzbad den elektrischen Sternpunkt für die drei Grafitstab-Heizelemente bildet.) 5 If the resistance heating according to the invention is operated in connection with a three-phase network, then it for the purpose of a symmetrical loading of the network according to a / wake-up development advantageous to immerse three graphite rod heating elements in the molten bath in a manner known per se and the At the same time, the circuit must be selected so that the weld pool is the electrical star point for the three graphite rod heating elements forms.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind im einzelnen den Ansprüchen 2 bis 8 zu entnehmen.Further expedient developments of the invention are in detail to claims 2 to 8 remove.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben:An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing:
Abb. 1 zeigt ein Schmelzgefäß 1 mit dem Deckel la und der Aluminium-Schmelze 2. In den Schmelzbehälter und in die Schmelze ragen von oben her zwei Grafitstab-Heizelemente 3, die über die Stromleiter 4 und 5 an eine Stromquelle 6 angeschlossen sind. Als Stromleiter zwischen den beiden Grafitstab-Heizelementen I dient das zu beheizende Metallschmelzbad 2.Fig. 1 shows a melting vessel 1 with the lid 1 a and the aluminum melt 2. Two graphite rod heating elements 3, which are connected to a power source 6 via the conductors 4 and 5, protrude from above into the melting container and into the melt. The molten metal bath 2 to be heated serves as a conductor between the two graphite rod heating elements I.
Jedes Grafitstab-Heizelement I besitzt gemäß Abb. 2 einen Grafitstab 7, der mit einer elektrisch leitenden Umhüllung 8, vorzugsweise ,ms Grafit, umgeben ist. Der untere Kontaktkörper 9 stellt dieAccording to FIG. 2, each graphite rod heating element I has a graphite rod 7 which is surrounded by an electrically conductive covering 8, preferably made of graphite. The lower contact body 9 represents the
du elektrische Verbindung zwischen dem Grafitstab 7 und der Umhüllung 8 her. Auf das andere Ende des Grafitstabes ist ein oberer Kontaktkörper 10 aufgesetzt. Er besteht aus dem metallischen Kontaktstück 11 und dem Kiipplungsstück 12 aus Grafit. Das Kupplungsstückyou electrical connection between the graphite rod 7 and the envelope 8 ago. An upper contact body 10 is placed on the other end of the graphite rod. It consists of the metallic contact piece 11 and the coupling piece 12 made of graphite. The coupling piece
i" 12 ist durch die Isolierschicht Π ^ügcnüber der elektrisch leitenden Umhüllung 8 elektrisch isoliert. Die Isolierschicht IJ soll gleichzeitig den Grafitstab vor dem Angriff des l.uftsaiierstoffs schlitzen. D;is an diei "12 is through the insulating layer Π ^ ügcnüber the electrically conductive sheath 8 electrically insulated. The insulating layer IJ should at the same time the graphite rod in front of the Slit attack of airborne material. D; is to the
Stromquelle aii.sdilieübare Kontaktstück 11 wird mittels Luft gekühlt. Hierfür ist ein Luftkanalgehäuse 14 vorgesehen, welches das Kontaktstück 11 umgibt und mehrere seitlich angcf'ansehle Druck- und Absaugkanäle besitzen kann. Um eine intensive Kühlung des KontaV'-.tuck^s <2 /■: gewährleisten, ist sdnc Oberflä "iic lamelliert.Power source aii.sdilieübaren contact piece 11 is by means of Air cooled. For this purpose, an air duct housing 14 is provided which surrounds the contact piece 11 and several lateral pressure and suction channels can own. In order to ensure intensive cooling of the contaV '-. Tuck ^ s <2 / ■: sdnc surface is "iic laminated.
I im einr-n guten elektrischen Kontakt zu erhalten.I im ar-n to get good electrical contact.
wird der obere Kontaktkörper 10 mittels einer oder mehrerer sich gegen das Luftkanalgehäuse 14 abv.üt zenden Spannvorrichtungen IS gegen den Grafitstab 7 gedrückt. Im oberen Teil der Umhüllung 8 ist eine Nut 16 vorgesehen, in die ein Spannring 17 aus hitzbeständigem Materia! eingelegt ist, der mit dem Luftkarmigehäusc K über die Schrauben 18 verbunden ist.is the upper contact body 10 by means of an or a plurality of clamping devices IS that press against the air duct housing 14 against the graphite rod 7 pressed. In the upper part of the envelope 8 a groove 16 is provided in which a clamping ring 17 made of heat-resistant Materia! is inserted, the with the Luftkarmigehäusc K is connected via the screws 18.
Hierzu 2 BIaU Zci-j'.iiinnFor this 2 BIaU Zci-j'.iiinn
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702044571 DE2044571C3 (en) | 1970-09-09 | 1970-09-09 | Electrical resistance heating for keeping warm and overheating molten metal baths, in particular molten metal baths |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19702044571 DE2044571C3 (en) | 1970-09-09 | 1970-09-09 | Electrical resistance heating for keeping warm and overheating molten metal baths, in particular molten metal baths |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2044571A1 DE2044571A1 (en) | 1972-03-16 |
| DE2044571B2 DE2044571B2 (en) | 1978-09-21 |
| DE2044571C3 true DE2044571C3 (en) | 1979-05-23 |
Family
ID=5781952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702044571 Expired DE2044571C3 (en) | 1970-09-09 | 1970-09-09 | Electrical resistance heating for keeping warm and overheating molten metal baths, in particular molten metal baths |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE2044571C3 (en) |
-
1970
- 1970-09-09 DE DE19702044571 patent/DE2044571C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2044571B2 (en) | 1978-09-21 |
| DE2044571A1 (en) | 1972-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |