DE4321478C2 - Plant for continuous casting between movable walls and casting process using this plant - Google Patents
Plant for continuous casting between movable walls and casting process using this plantInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das kontinuierliche Gießen dünner Gegenstände zwischen beweglichen Wänden und insbesondere zwischen Rollen.The present invention relates to continuous casting thin objects between movable walls and in particular between roles.
Insbesondere betrifft sie eine Anlage für diese Art des Gießens und ein Gießverfahren, welches eine derartige Anlage verwendet.In particular, it relates to a plant for this type of casting and a casting method using such a plant.
Eine derartige Anlage weist zwei bewegliche gekühlte, kontinu ierlich angetriebene Wände auf, wie z. B. innengekühlte Rollen, die gegenläufig in Drehungen versetzt werden und die zwischen sich einen Gießraum begrenzen, in welchen das flüssige Metall eingefüllt wird, wobei dieses Metall bei Berührung mit den ge kühlten Wänden erstarrt und nach unten aus der Anlage während der Bewegung dieser beweglichen Wände abgezogen wird.Such a system has two movable cooled, continuous orally driven walls such. B. internally cooled rolls, which are rotated in opposite directions and which between limit a casting room in which the liquid metal is filled, this metal in contact with the ge chilled walls solidified and down from the plant during is subtracted from the movement of these movable walls.
Der Gießraum wird außerdem durch zwei seitliche feststehende Verschlußwände begrenzt, die an den Rändern der beweglichen Wände anliegen, um das flüssige Metall seitlich zurückzuhalten und ggf. durch einen Deckel, welcher den Gießraum von der umge benden Atmosphäre isoliert, und der sich auf den seitlichen Wänden abstützt, bei gleichzeitigem Gleitkontakt zu den beweg lichen Wänden.The casting room is also fixed by two lateral Locking walls bounded on the edges of the movable Walls rest to hold the liquid metal on the side and if necessary through a cover, which keeps the casting room from the opposite isolated atmosphere, and that on the side Walls supported, with simultaneous sliding contact to the moving walls.
Ein seit langem bekannter Nachteil bei dieser Art von Anlage ist in der Neigung des gegossenen Metalls zu sehen, bei Berüh rung der feststehenden seitlichen Verschlußwände zu erstarren und dadurch einen Keil aus vorzeitig erstarrtem Metall zu bilden, der nicht nach unten abgezogen werden kann, aufgrund der Annäherung der beweglichen Wände auf Höhe der Engstelle aneinander, d. h. in dem Bereich, in dem der Abstand zwischen den beweglichen Wänden minimal ist, so daß die Funktion der Anlage beeinträchtigt wird.A long-known disadvantage with this type of system can be seen in the inclination of the cast metal tion of the fixed side closure walls to solidify and thereby a wedge made of prematurely solidified metal form that can not be pulled down due to the approach of the movable walls at the narrow point to each other, d. H. in the area where the distance between the movable walls is minimal, so that the function of the Plant is affected.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, während des Gießens die seitlichen Verschlußwände vorzuheizen und/oder während des Gießvorgangs zu beheizen, damit das zu gießende Metall nicht bei Berührung mit ihnen erstarrt. Das Dokument FR 2628993 beschreibt z. B. eine Anlage, in welcher diese seitlichen Wände die Wand eines Ofens bilden, der mit Brennern versehen ist. Eine derartige Anordnung weist jedoch einen erheblichen Platzbedarf auf und die Platte aus hartem feuerfesten Material, welche die seitliche Wand bildet, wird insbesondere bei einer Vorheizung vor dem Einfüllen des flüssigen Metalls in den Gießraum starken differentiellen Ausdehnungskräften unterworfen, die sich schädlich auf die Lebensdauer auswirken.In order to avoid these disadvantages, it has already been proposed preheat the side closure walls during casting and / or to heat during the casting process, so that too pouring metal does not solidify on contact with them. The Document FR 2628993 describes e.g. B. a plant in which these side walls form the wall of an oven that with Burners is provided. However, such an arrangement a considerable amount of space and the plate made of hard refractory material that forms the side wall especially with preheating before filling the liquid metal in the casting room strong differential Expansion forces that are harmful to the Impact lifespan.
Ein weiterer Nachteil bei dieser Art von Gießvorgang besteht im starken Wärmeverlust des flüssigen Metalls, aufgrund der großen Metalloberfläche, welche der Umgebung ausgesetzt ist.Another disadvantage of this type of casting process is strong heat loss of the liquid metal, due to the large Metal surface that is exposed to the environment.
Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde z. B. in Dokument FR 2654657 vorgeschlagen, den Gießraum durch einen Deckel aus feuerfestem Material abzudecken, welcher die thermische Abstrahlung des in Richtung des Meniskus eingefüllten Materials reflektiert und damit eine Erstarrung des Metalls auf seiner Oberfläche begrenzt. Der Effekt dieser Wiedererwärmung ist jedoch nicht immer befriedigend.To eliminate this disadvantage, z. B. in document FR 2654657 suggested the casting room through a lid cover refractory material, which the thermal Radiation of the material filled in towards the meniscus reflected and thus a solidification of the metal on it Limited surface. The effect of this reheating is but not always satisfactory.
Außerdem hat es sich als notwendig herausgestellt, eine Verunreinigung des flüssigen Metalls durch die Umgebungsluft zu verhindern und demzufolge diese soweit wie möglich aus dem Gießraum zu entfernen.It also turned out to be necessary Contamination of the liquid metal by the ambient air prevent and consequently this as far as possible from the To remove the casting chamber.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verschiedenen oben aufgeführten Nachteile zu vermeiden und eine Erwärmung oder Vorerwärmung der feststehenden Wände des Gießraums, d. h. der seitlichen Verschlußwände oder der oberen Abdeckungswand zu gewährleisten, um eine unerwünschte Erstarrung des flüssigen Metalls bei Berührung mit ihnen oder auf dessen Oberfläche zu vermeiden und zugleich den Gießraum so weit wie möglich zu isolieren.The present invention is based on the object to avoid various disadvantages listed above and one Heating or preheating the fixed walls of the Casting room, d. H. the side closure walls or the top Cover wall to ensure an unwanted Solidification of the liquid metal upon contact with them or to avoid on its surface and at the same time the casting room like this isolate as much as possible.
Im Hinblick auf diese Aufgabe schafft die Erfindung eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen von Metallen mit zwei beweglichen gekühlten Wänden, die kontinuierlich angetrieben werden, und mit zwei feststehenden Wänden, die sich unmittelbar an die beweglichen Wände anschließen und zusammen mit diesen einen Gießraum für ein flüssiges Metall begrenzen, wobei sie dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens eine der feststehenden Wände eine Platte aus einem feuerfesten faserigen Material aufweist, die mit dem Gießraum in Verbindung steht, sowie eine Anordnung in dieser Platte aufweist zum Einblasen eines gasförmigen Fluids in den Gießraum. Das gasförmige Fluid kann ein Neutralgas sein, welches den Gießraum isoliert.In view of this task, the invention creates a system for the continuous casting of metals with two movable cooled walls that are continuously driven, and with two fixed walls that directly adjoin the connect movable walls and together with these Limit casting space for a liquid metal, thereby doing so is characterized in that at least one of the fixed walls has a plate made of a refractory fibrous material, which is connected to the casting room, as well as an arrangement has in this plate for blowing a gaseous Fluids in the casting room. The gaseous fluid can be a Be neutral gas, which isolates the casting room.
Das gasförmige Fluid kann auch ein brennbares Gemisch sein, welches aufgrund der Porosität der Platte durch diese diffundiert, so daß die Verbrennung auf der freien Oberfläche der Platte stattfindet, welche der Oberfläche gegenüberliegt, die auf der Seite angeordnet ist, welche die Einblasanordnung enthält. Der besondere Vorteil bei der Verwendung eines faserigen Materials besteht darin, daß sich das brennbare Gemisch über die gesamte Platte verteilt und die Verbrennung demzufolge auf ihrer gesamten freien Oberfläche erfolgt, ähnlich der Verbrennung, die durch Verbrennung von hervorspringenden Teilen in sog. katalytischen Heizapparaten durchgeführt wird.The gaseous fluid can also be a combustible mixture, which due to the porosity of the plate diffuses so that the combustion on the free surface the plate takes place, which is opposite the surface, which is arranged on the side which the blowing arrangement contains. The particular advantage of using a fibrous material is that the combustible Mixture spread over the entire plate and the combustion consequently takes place on their entire free surface, similar to the combustion caused by combustion of protruding parts in so-called catalytic heating devices is carried out.
Gemäß einer besonderen erfindungsgemäßen Anordnung ist die Platte oberhalb des Gießraums angeordnet und bildet eine Abdeckung. Durch dieselbe Platte kann gemäß dem momentanen Verfahrenszustand ein Neutralgas eingeblasen werden, um den Gießraum zu isolieren, oder ein brennbares Gemisch, um eine Abkühlung des Meniskus zu vermeiden.According to a special arrangement according to the invention Plate arranged above the casting room and forms one Cover. Through the same plate, according to the current Process state, a neutral gas to be blown in to the To isolate the casting room, or a combustible mixture to a Avoid cooling the meniscus.
Gemäß einer anderen Anordnung weist jede seitliche Verschlußwand eine derartige Platte auf. In diesem Fall ermöglicht neben den oben erwähnten Funktionen des Erwärmens und des Isolierens das Einblasen eines gasförmigen Fluids und seine Verteilung über die Plattenoberfläche den Aufbau eines Gegendrucks, der dem ferrostatischen Druck entgegenwirkt, den das Metall auf die seitlichen Verschlußwände ausübt, wodurch die Reibung des Metalls an dieser Wand verringert wird. So kann z. B. die Platte als hervorspringendes Teil eingesetzt werden, wobei durch Zuführen eines brennbaren Gemisches eine Vorerwärmung vor Beginn des Gießvorganges oder zu dessen Beginn gewährleistet wird und anschließend während des Gießvorgangs ein gleichmäßiger Zustand aufrechterhalten wird, indem das brennbare Gemisch durch ein Neutralgas ersetzt wird, welches den oben erwähnten Gegendruck erzeugt sowie den Gießraum isoliert, d. h. unempfindlich gegen athmosphärische Einflüsse macht.According to another arrangement, each side has Closure wall on such a plate. In this case enables in addition to the above-mentioned functions of heating and isolating blowing a gaseous fluid and its distribution over the surface of the slab building a Back pressure that counteracts the ferrostatic pressure exerts the metal on the side closure walls, thereby the friction of the metal on this wall is reduced. So can z. B. the plate can be used as a protruding part, wherein by adding a combustible mixture Preheating before or at the start of the casting process is guaranteed and then during the casting process a steady state is maintained by the flammable mixture is replaced by a neutral gas which generates the above-mentioned back pressure as well as the casting room isolated, d. H. insensitive to atmospheric influences makes.
Gemäß anderen besonderen Anordnungen der erfindungsgemäßen
Anlage:
According to other special arrangements of the system according to the invention:
- - weist die feststehende Wand eine dichte Umhüllung in Form einer Wanne auf, deren Ränder die Platte berühren und die mit letzterer einen Verteilraum für das gasförmige Fluid bildet, wobei die Wanne eine Zufuhrleitung für das gasförmige Fluid aufweist;- The fixed wall has a tight envelope in shape a tub, the edges of which touch the plate and the with the latter forms a distribution space for the gaseous fluid, the tub being a feed line for the gaseous fluid having;
- - besteht das faserige Material aus Tonerdesilicat-Fasern;- The fibrous material consists of alumina silicate fibers;
- - weisen die Tonerdesilicat-Fasern 40 bis 90% Al2O3 auf;- The alumina silicate fibers have 40 to 90% Al 2 O 3 ;
- - beträgt die offene Porosität des faserigen Materials ungefähr 80%;- The open porosity of the fibrous material is approximately 80%;
- - ist die Dichte des faserigen Materials in einem vorgegebenen Bereich der Platte eine Funktion der Anordnung dieses Bereichs und- is the density of the fibrous material in a given Area of the plate a function of the arrangement of this Area and
- - ist die Dicke der Platte in einem gegebenen Bereich eine Funktion der Anordnung dieses Bereichs.- the thickness of the plate in a given area is one Function of the arrangement of this area.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines dünnen metallischen Gegenstandes zwischen beweglichen Wänden unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Anlage, wobei es dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens zu Beginn des Gießens als gasförmiges Fluid ein brennbares Gemisch eingeblasen wird.The invention also relates to a method for continuous casting of a thin metallic object between movable walls using a Plant according to the invention, it being characterized that at least at the start of casting as a gaseous fluid flammable mixture is blown.
Die Erfindung betrifft schließlich noch ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines dünnen metallischen Gegenstandes zwischen beweglichen Wänden unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Anlage, wobei dieses dadurch gekennzeichnet ist, daß während des Gießens als gasförmiges Fluid ein Neutralgas eingeblasen wird.Finally, the invention relates to a method for continuous casting of a thin metallic object between movable walls using a Plant according to the invention, this being characterized is that during the casting as a gaseous fluid Neutral gas is blown in.
Gemäß besonderen Ausgestaltungen der Erfindung:
According to special embodiments of the invention:
- - besteht das brennbare Gemisch aus Erdgas und Luft oder Sauerstoff;- The combustible mixture consists of natural gas and air or Oxygen;
- - ist das inerte gasförmige Fluid Argon oder Stickstoff.- is the inert gaseous fluid argon or nitrogen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung einer erfindungsgemäßen Anlage zum kontinuierlichen Gießen dünner metallischer Stahlgegenstände zwischen Rollen hervor.Further properties and advantages of the invention result from the Description of a system according to the invention continuous casting of thin metallic steel objects between roles.
In der beigefügten Zeichnung zeigen:The attached drawing shows:
Fig. 1 einen Teilschnitt der Anlage zum Gießen zwischen Rollen; Figure 1 is a partial section of the system for casting between rollers.
Fig. 2 eine Vorderansicht einer seitlichen Verschlußwand dieser Anlage und Fig. 2 is a front view of a side closure wall of this system and
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2. Fig. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage weist zwei Rollen 1, 2 auf, deren Wänden innen gekühlt werden und die gegenläufig zueinander in Richtung der Pfeile angetrieben werden, wobei sie zwischen sich einen Gießraum 4 begrenzen, in den während des Gießvorgangs flüssiger Stahl 5 durch einen Zulauf 6 eingefüllt wird, wobei der Stahl bei Berührung mit den Rollen erstarrt und in Form eines dünnen Gegenstandes 7 nach unten abgezogen wird.The system shown in Fig. 1 has two rollers 1 , 2 , the walls of which are cooled on the inside and which are driven in opposite directions to one another in the direction of the arrows, delimiting a casting space 4 between them, into which liquid steel 5 during the casting process through a Inlet 6 is filled, the steel solidifying when it comes into contact with the rollers and pulled off in the form of a thin object 7 .
Zwei feststehende seitliche Verschlußwände 8 sind an jedem Ende des Gießraums angeordnet, um das flüssige Metall 5 zurückzuhalten, wobei sie im Gleitkontakt mit den Rollenenden stehen.Two fixed side closure walls 8 are arranged at each end of the casting space to retain the liquid metal 5 , being in sliding contact with the roller ends.
Eine weitere feststehende Wand bildet eine Abdeckung 9 für den Gießraum 4 und ist oberhalb des letzteren angeordnet, und zwar im wesentlichen in dichtem Kontakt einerseits mit den seitlichen Verschlußwänden und andererseits mit den Rollen.Another fixed wall forms a cover 9 for the casting chamber 4 and is arranged above the latter, essentially in close contact on the one hand with the side closure walls and on the other hand with the rollers.
Die Abdeckung 9 weist eine Umhüllung in Form einer Wanne 11 auf, deren Ränder 12 eine Platte 13 aus faserigem feuerfesten Material einklemmen. In der Wanne 11 und der Platte 13 ist eine abgedichtete Einlaßöffnung 14 für den Einlaß 6 vorgesehen. Die Platte 13 und die Wanne 11 bilden zwischen sich einen Raum 20, der durch eine Leitung 15 einerseits mit einer Neutralgasquelle 16 und andererseits mit einer Quelle 17 für ein brennbares Gasgemisch verbunden ist, wobei diese durch Ventile 18, 19 verschließbar sind.The cover 9 has an envelope in the form of a trough 11 , the edges 12 of which clamp a plate 13 made of fibrous refractory material. A sealed inlet opening 14 for the inlet 6 is provided in the tub 11 and the plate 13 . The plate 13 and the trough 11 form between them a space 20 which is connected by a line 15 on the one hand to a neutral gas source 16 and on the other hand to a source 17 for a combustible gas mixture, these being closable by valves 18 , 19 .
Das faserige feuerfeste Material besteht aus nicht ausgerichteten Tonerdesilicat-Fasern, die 40 bis 90% Aluminiumoxid aufweisen und eine offene Porosität in der Größenordnung von 80% aufweisen. Dieses Material ist thermisch isolierend und weist ein erhebliches Reflexionsvermögen (von mehr als 90%) für Infrarotstrahlung auf.The fibrous refractory material is not made of aligned alumina silicate fibers that are 40 to 90% Have alumina and an open porosity in the Have an order of magnitude of 80%. This material is thermal isolating and has considerable reflectivity (from more than 90%) for infrared radiation.
Fig. 2 zeigt eine seitliche Verschlußwand 8 mit einer metallischen Umhüllung 21. Die Ränder 22 dieser Umhüllung sind gemäß der Rollenkrümmung ausgestaltet. Eine Platte 23 aus faserigem feuerfesten Material wird in herkömmlicher Weise beispielsweise durch Klebung zwischen den Rändern 22 derart angeordnet, daß ein Verteilraum 30 zwischen der Platte 23 und dem Boden der Umhüllung 21 entsteht, zur Aufnahme einer Zufuhrleitung 25 für ein gasförmiges Fluid. Fig. 2 shows a lateral closure wall 8 with a metal cladding 21. The edges 22 of this envelope are designed according to the curvature of the roll. A plate 23 made of fibrous refractory material is arranged in a conventional manner, for example by gluing between the edges 22, in such a way that a distribution space 30 is formed between the plate 23 and the bottom of the casing 21 for receiving a feed line 25 for a gaseous fluid.
Im folgenden wird eine Art des Betriebes der Anlage beschrieben. Vor Beginn des Gießens, d. h. vor dem Einfüllen von flüssigem Metall in den Gießraum werden die Verschlußwände 8 und die Abdeckung 9 mit brennbarem Gas gefüllt, z. B. mit Erdgas, welches ggf. mit Luft vermischt wird. Dieses brennbare Gemisch verteilt sich in den Räumen 20, 30 und dringt aufgrund der Porosität in das faserige Material ein. Nach der Einleitung der Verbrennung des gasförmigen Gemisches setzt sich diese in direkter Nähe der Oberfläche der Platten 13, 23 fort, auf der Seite, welche den Räumen 20, 30 gegenüberliegt. Daraus folgt ein Erwärmen des Materials auf bestimmten Oberflächenstellen, wobei die Temperatur mehr als 1000°C erreichen kann. Aufgrund des starken Reflexionsvermögens für Infrarotstrahlung und der geringen thermischen Leitfähigkeit erwärmt sich das faserige Material im wesentlichen auf seiner Oberfläche.One way of operating the system is described below. Before the start of the casting, ie before filling liquid metal into the casting space, the closure walls 8 and the cover 9 are filled with combustible gas, e.g. B. with natural gas, which may be mixed with air. This combustible mixture is distributed in rooms 20 , 30 and penetrates into the fibrous material due to the porosity. After the initiation of the combustion of the gaseous mixture, this continues in the immediate vicinity of the surface of the plates 13 , 23 , on the side opposite the spaces 20 , 30 . This results in heating of the material on certain surface areas, whereby the temperature can reach more than 1000 ° C. Due to the strong reflectivity for infrared radiation and the low thermal conductivity, the fibrous material essentially heats up on its surface.
Zu Beginn des Gießvorgangs befinden sich die feststehenden seitlichen Verschlußplatten, welche vom flüssigen Metall berührt werden, bereits auf einer erhöhten Temperatur, so daß die Neigung des Metalls zur Erstarrung begrenzt ist.At the beginning of the casting process there are the fixed ones side closure plates, which are made of liquid metal be touched, already at an elevated temperature, so that the tendency of the metal to solidify is limited.
Nach dem Anlaufen und während des eigentlichen Gießvorgangs kann durch die Abdeckung weiterhin ein brennbares Gas eingeblasen werden, wobei die Platte 13 weiterhin als hervorspringendes Teil dient und eine Erstarrung des flüssigen Metalls am Meniskus verhindert. Ersetzt man hingegen beim Einblasen in die seitlichen Verschlußwände das brennbare Gas durch ein Neutralgas, z. B. Argon, so wird beim Zusammentreffen zwischen den seitlichen Verschlußwänden und dem flüssigen Metall ein Gegendruck erzeugt, der dem ferrostatischen Druck des Metalls entgegenwirkt.After the start-up and during the actual casting process, a flammable gas can continue to be blown in through the cover, the plate 13 still serving as a protruding part and preventing the liquid metal from solidifying on the meniscus. However, if you replace the flammable gas with a neutral gas, e.g. B. argon, a back pressure is generated when the side walls and the liquid metal meet, which counteracts the ferrostatic pressure of the metal.
Vorteilhafterweise wird das faserige Material derart ausgewählt, daß soweit wie möglich dem ferrostatischen Druck entgegengewirkt wird. Zu diesem Zweck kann entweder die Dicke der Platte 23 entsprechend angepaßt werden oder die Porosität stellenweise derart bestimmt werden, daß das Eindringen des Gases in bestimmte Bereiche der Platte erleichtert wird, und zwar insbesondere in deren unteren Bereich, in dem der ferrostatische Druck am größten ist. Es sei betont, daß diese Anpassung der Dicke oder der Porosität in bestimmten Plattenbereichen als Funktion der Anordnung dieser Bereiche auch dergestalt ausgeführt werden kann, daß eine örtliche Erwärmung erleichtert wird. Je nach dem gewünschten Effekt, d. h. der bevorzugten örtlichen Erwärmung oder dem Gegendruck, wird man die Tatsache berücksichtigen, daß der Gasfluß auf der freien Oberfläche der Platte kleiner ist in denjenigen Bereichen mit einer geringeren Porosität oder einer größeren Dicke als in den Bereichen mit größerer Porosität oder geringerer Dicke.The fibrous material is advantageously selected in such a way that the ferrostatic pressure is counteracted as far as possible. For this purpose, either the thickness of the plate 23 can be adjusted accordingly or the porosity can be determined in places in such a way that the penetration of the gas into certain areas of the plate is facilitated, in particular in the lower area where the ferrostatic pressure is greatest , It should be emphasized that this adjustment of the thickness or porosity in certain plate areas as a function of the arrangement of these areas can also be carried out in such a way that local heating is facilitated. Depending on the desired effect, ie the preferred local heating or the back pressure, the fact will be taken into account that the gas flow on the free surface of the plate is smaller in those areas with a lower porosity or a greater thickness than in the areas with greater porosity or less thickness.
Es sei schließlich noch betont, daß die Erfindung auch für die Fälle anwendbar ist, in denen die Gießanlage keine Abdeckung aufweist, wobei dann die seitlichen Verschlußwände erfindungsgemäß ausgestaltet und eingesetzt werden.Finally, it should be emphasized that the invention also for Cases applicable where the casting machine has no cover has, then the side closure walls designed and used according to the invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8304 | Grant after examination procedure | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: HAFT - KARAKATSANIS PATENTANWALTSKANZLEI, 80802 MU |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130101 |