EP0994972B1 - Stahlwerkskonverter mit hutkühlung - Google Patents

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EP0994972B1
EP0994972B1 EP98936179A EP98936179A EP0994972B1 EP 0994972 B1 EP0994972 B1 EP 0994972B1 EP 98936179 A EP98936179 A EP 98936179A EP 98936179 A EP98936179 A EP 98936179A EP 0994972 B1 EP0994972 B1 EP 0994972B1
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EP
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collector
converter according
coolant
collecting pipe
steelworks converter
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Günter Schmitz
Marcel Fasswald
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SMS Demag AG
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
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    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
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    • F27D2009/0018—Cooling of furnaces the cooling medium passing through a pattern of tubes
    • F27D2009/0021—Cooling of furnaces the cooling medium passing through a pattern of tubes with the parallel tube parts close to each other, e.g. a serpentine
    • F27D2009/0027—Cooling of furnaces the cooling medium passing through a pattern of tubes with the parallel tube parts close to each other, e.g. a serpentine linked by elements

Definitions

  • the invention relates to a steelworks converter, on the vessel hat of which hat cooling is provided, which consists of a plurality of coolant guides, which in channel-like collectors open out, with at least one cooling medium inlet and outlet is provided.
  • DE 33 30 237 C2 describes a metallurgical reaction vessel, in particular a Steel mill converter known, the vessel hat with a so-called hat cooling is provided.
  • the hat cooling consists of meandering pipes, regularly several - in the present example, regularly three tubes in parallel conveyed the coolant in the same direction.
  • the individual essentials Pipes routed parallel to the central axis of the converter end in Gutter pieces.
  • vascular hat cooling system which consists of a spiral shape the converter hat pipeline.
  • the invention has therefore set itself the goal of using simple constructional means to create a drain for the coolant of the hat cooling with which the coolant in can be drained from the cooling system for a short time without the cooling elements being too high Damage due to inadmissible vapor formation.
  • the collecting tube at least one lockable drain.
  • This arrangement according to the invention means that the coolant runs off quickly the cooling elements of the hat cooling are possible especially in emergency situations.
  • Hat cooling systems usually consist of meandering arrangements Cooling elements. This arrangement makes emptying the cooling system complex and takes a relatively long time, because of fluidic reasons the individual segments not or only over a deliberately low one Diameter connecting tubes are interconnected. That long continuous drainage of the coolant contains the risk of steam formation, which can lead to significant damage, especially with hot converters.
  • the manifold proposed according to the invention forms a self-contained Ring on which any number of drains are provided.
  • the ring can be shut off by fittings in ring sections, so that there is the possibility of also individual segments in an emergency - e.g. if damaged quickly to let idle alone.
  • the manifold arranged in the collector are as a slot or as Bores designed openings are provided through which the coolant into the Manifold enters.
  • these are the individual ones Pipe sections connecting converter hat segments are provided with compensators, see above that tensions on the hat as well as on the manifold are avoided.
  • the collecting pipe is outside the collector as a ring line led around the hat and connected to the collector via connecting pipes.
  • a partial flow through the manifold to ensure fresh water during operation.
  • FIG 1 is a section of the converter vessel 11, namely the Converter hat 12 including the end flange 15 shown with segments 13, which have meandering tubes 21.
  • the tubes 21 open at the top a collector 23 and at the bottom in a collector 22.
  • a collecting tube 24 is provided, in Figure 1b, this collecting tube 24 is outside the Collector 22 arranged and in Figure 1c, this manifold 24 is a half pipe the converter hat 12, located within the collector 22, attached.
  • an outlet 27 is attached, which is blocked by shut-off elements 42 is lockable.
  • the header pipe 24 provided in the collector 22 is between the segments Pipe pieces 34 connected.
  • the one shown in FIG. 1b outside the outer wall 28 arranged collecting pipe 24 is connected to the collector 22 via connecting pipes 37 connected.
  • FIGS. 1a and 1c show a section through the converter hat 12 with a tube 21, the collector 22 and the inner collecting tube 24.
  • the collecting pipe 24 lies outside the collector 22, the collecting pipe 24 being connected to the collector 22 via connecting pipes 37.
  • a cooling medium outlet 26 is connected to the collector 22.
  • a drain 27 is provided on both the inside and outside manifolds 24 in FIGS.
  • At least one openable vent (29) is provided in the header-side collector (23).
  • the collecting pipe 24 is shown in detail, which is in the foot side Collector 22 with approximately the same distance to the wall 14 of the converter hat 12 and is spaced from the bottom of the outer wall 28 of the collector 22. On manifold 24 the drain 27 is connected.
  • a section through the collector 22 is shown with a Collecting tube 24, which has openings 31, in the lower part of the picture in shape of holes 33 and in the middle of Figure 2 in the form of slots 32.
  • the slots are arranged so that the flow of the cooling medium W on the way to Interior of the manifold 24 is resisted, here as opening wedge towards the inside of the pipe.
  • the lower part of the image shows pipe sections 34 which extend over compensators 35 are connected to the collector 22. Furthermore, the pipe pieces 34 are through a Shut-off device 41 can be shut off, here in the form of a three-way valve which is connected to the Coolant outlet 26 is connected.
  • Figure 3 shows the diagram of the segments 13 with the meandering tubes 21, the head end of the collector 23 and the base end of the collector 22 are connected.
  • the collector 23 is connected to the cooling medium supply 25 and to the cooling medium outlet 26 connected and also connected to the manifold 24.
  • the Collecting pipe 24 is connected to a water supply 36.
  • the cooling medium supply 25 and the water supply 36 are via a changeover valve 51 switchable. Here, the direction of the cooling medium supply 25 and the Water supply 36 supplied flow direction reversed.
  • This diagram also shows that the coolant supply 25 with a pump 45 for the main stream, that is about 90% of the amount of water Water supply 36 with a pump 46 for the secondary flow, that is about 10% of the Amount of water, and the cooling medium outlet 26 after its idle for ventilation of the other segments via the connector 43 is used.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Stahlwerkskonverter, an dessen Gefäßhut eine Hutkühlung vorgesehen ist, die aus eine Vielzahl von Kühlmittelführungen besteht, die in rinnenartige Sammler münden, wobei mindestens ein Kühlmediumzu- sowie -ablauf vorgesehen ist.
Aus DE 33 30 237 C2 ist ein metallurgisches Reaktionsgefäß, insbesondere ein Stahlwerkskonverter bekannt, dessen Gefäßhut mit einer sogenannten Hutkühlung versehen ist. Die Hutkühlung besteht dabei aus mäanderförmig geführten Rohren, wobei regelmäßig mehrere - im vorliegenden Beispiel regelmäßig drei Rohre parallel geführt das Kühlmittel in die gleiche Richtung befördern. Die einzelnen wesentlichen parallel zur Zentralachse des Konverters geführten Rohre enden kopf- und fußseitig in Rinnenstücken.
Aus DE 30 48 199 C2 ist eine Gefäßhutkühlung bekannt, die aus einer sprialförmig um den Konverterhut geführten Rohrleitung besteht.
DE-A-2232815, Fig. 1-3 und deren Beschreibung, offenbart einen Konverter mit einer Hutkühlung gebildet aus gekühlten Tafeln 26, 28, die aus miteinander verschweißten, offenbar mänderförmig angeordnetenen Rohren bestehen. Im Kopf- und im Fußbereich des Konverterhutes sind je zwei parallele Ring-Sammelleitungen angeordnet, von welchen eine der Zufuhr und die andere der Abfuhr des Kühlmittels zu den Tafeln 26 bzw. 28 dient.
In bestimmten Betriebsfällen ist es erforderlich, die Hutkühlung schnellstmöglichst leerlaufen zu lassen. Während des Konverterbetriebes können größere Beschädigungen an den Kühlelementen des Konverterhutes auftreten und größere Mengen Wasser austreten. Unter Umständen kann hierbei das Konvertergefäß nicht mehr gekippt werden, um ein Eindringen von Kühlwasser in den Bereich der Stahlpfanne oder der Schlackenpfanne zu verhindern.
Irgendwelche Maßnahmen zum kurzfristigen Kühlmittelablassen sind aus den o.g. Schriften nicht bekannt.
Die Erfindung hat sich daher das Ziel gesetzt, mit einfachen konstruktiven Mitteln einen Ablauf für das Kühlmittel der Hutkühlung zu schaffen, mit der das Kühlmittel in kurzer Zeit aus dem Kühlsystem ablaßar ist, ohne die Kühlelemente durch zu hohen Druck infolge unzulässiger Dampfbildung zu beschädigen.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird im Bereich des fußseitigen Sammlers des Kühlmediums ein Sammelrohr vorgesehen. Das Sammelrohr steht mit dem Sammler in der Weise in Verbindung, daß das Kühlmedium über Öffnungen oder über Verbindungsrohre aus dem Sammler in dieses gelangt, wobei das Sammelrohr mindestens einen verschließbaren Ablaß besitzt.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung ist ein schneller Ablauf des Kühlmittels aus den Kühlelementen der Hutkühlung gerade in Notsituationen möglich.
Hutkühlungen bestehen üblicherweise aus mäanderförmig angeordneten Kühlelementen. Durch diese Anordnung ist ein Entleeren des Kühlsystems aufwendig und nimmt relativ lange Zeit in Anspruch, da aus strömungstechnischen Gründen die einzelnen Segmente nicht oder nur über einen bewußt gering gehaltenen Durchmesser aufweisende Verbindungsrohre miteinander verbunden sind. Das lang andauernde Abfließen des Kühlmittels beinhaltet aber die Gefahr einer Dampfbildung, was gerade bei heißen Konvertern zu deutlichen Beschädigungen führen kann.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Sammelleitung bildet ein in sich geschlossenen Ring, an dem beliebig viele Ablässe vorgesehen sind. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Ring über Armaturen in Ring-Abschnitten absperrbar, so daß die Möglichkeit besteht, auch einzelne Segmente im Notfall - z.B. bei Beschädigung-schnell alleine leerlaufen zu lassen.
Bei der in dem Sammler angeordneten Sammelleitung sind als Schlitz oder als Bohrungen ausgestaltete Öffnungen vorgesehen, durch die das Kühlmittel in das Sammelrohr eintritt. Um einen ausreichend großen Austausch zwischen dem Sammler bei gleichzeitiger Auffrischung des im Sammelrohr befindlichen Wassers zu gewährleisten, ist die gesamte Freifläche der Öffnungen in einer Größe ausgestaltet, die bis zum 5-fachen der Austrittsfläche des zugehörigen Kühlmedienablaufs entspricht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die die einzelnen Konverterhutsegmente verbindenden Rohrstücke mit Kompensatoren versehen, so daß Spannungen sowohl am Hut wie auch an der Sammelleitung vermieden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, diese die Konverterhutsegmente verbindenden Rohrstücke als T-Stücke auszugestalten und mit Absperrorganen zu versehen. Auf einfache Weise läßt sich hier ein beliebiges Ablassprogramm, soweit in den einzelnen Segmenten Entlüftungen vorgesehen sind, des Sammelrohres einstellen.
In einer Ausgestaltung ist das Sammelrohr als Ringleitung außerhalb des Sammlers um den Hut herumgeführt und über Verbindungsrohre mit dem Sammler verbunden. Bei dieser Ausgestaltung wird vorgeschlagen, einen Teilstrom durch das Sammelrohr zu führen, um hier für Frischwasser während des Betriebes zu sorgen.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen die
Figur 1
ein Schema der Hutkühlung
Figur 2
Detail der Sammelleitung und des Sammlers
Figur 3
Schaltbild der Entwässerung
In der Figur 1 ist in der Mitte ein Ausschnitt des Konvertergefäßes 11, und zwar des Konverterhutes 12 einschließlich des Abschlußflansches 15 dargestellt mit Segmenten 13, die mäanderförmig geführte Rohre 21 besitzen. Die Rohre 21 münden kopfseitig in einem Sammler 23 und fußseitig in einem Sammler 22. In Figur 1a ist im Sammler 22 ein Sammelrohr 24 vorgesehen, in Figur 1b ist dieses Sammelrohr 24 außerhalb des Sammlers 22 angeordnet und in Figur 1c ist dieses Sammelrohr 24 als Halbrohr auf dem Konverterhut 12, innerhalb des Sammlers 22 liegend, angebracht. An das Sammelrohr 24 ist in 1a bis 1c ein Ablaß 27 angebracht, der durch Absperrorgane 42 absperrbar ist.
Das im Sammler 22 vorgesehene Sammelrohr 24 ist zwischen den Segmenten über Rohrstücke 34 verbunden. Das in Figur 1b dargestellte außerhalb der Außenwand 28 angeordnete Sammelrohr 24 ist über Verbindungsrohre 37 mit dem Sammler 22 verbunden.
In den Figuren 1a und 1c ist ein Schnitt durch den Konverterhut 12 mit einem Rohr 21, dem Sammler 22 und dem innenliegenden Sammelrohr 24 dargestellt. In Figur 1b liegt das Sammelrohr 24 außerhalb des Sammlers 22, wobei das Sammelrohr 24 über Verbindungsrohre 37 mit dem Sammler 22 verbunden ist. Weiterhin ist an dem Sammler 22 ein Kühlmedienablauf 26 angeschlossen. An den sowohl innenliegenden wie außenliegenden Sammelrohren 24 in den Figuren 1a bis 1c ist ein Ablaß 27 vorgesehen, der durch ein Absperrorgan 42 absperrbar ist.
In dem kopfseitigen Sammler (23) ist mindestens eine öffenbare Entlüftung (29) vorgesehen.
In der Figur 2 ist im Detail das Sammelrohr 24 dargestellt, welches im fußseitigen Sammler 22 mit etwa gleicher Distanz zur Wandung 14 des Konverterhutes 12 und zum Grund der Außenwand 28 des Sammlers 22 beabstandet ist. Am Sammelrohr 24 ist der Ablaß 27 angeschlossen.
Im unteren Teil des Bildes ist ein Schnitt durch den Sammler 22 dargestellt mit einem Sammelrohr 24, das Öffnungen 31 besitzt, und zwar im unteren Teil des Bildes in Form von Bohrungen 33 und in der Mitte der Figur 2 in Form von Schlitzen 32. Die Schlitze sind dabei so angeordnet, daß der Strömung des Kühlmediums W auf dem Weg zum Innenraum des Sammelrohres 24 ein Widerstand entgegengebracht wird, hier als sich öffnender Keil in Richtung Rohrinneres.
Weiterhin zeigt der untere Teil des Bildes Rohrstücke 34, die über Kompensatoren 35 mit dem Sammler 22 verbunden sind. Weiterhin sind die Rohrstücke 34 durch ein Absperrorgan 41 absperrbar, hier in Form eines Dreiwegehahnes, der an dem Kühlmedienablauf 26 angeschlossen ist.
Figur 3 zeigt das Schema der Segmente 13 mit den meanderförmig geführten Rohren 21, die kopfseitig an dem Sammler 23 und fußseitig an dem Sammler 22 angeschlossen sind.
Der Sammler 23 ist an die Kühlmedienzufuhr 25 und an dem Kühlmedienablauf 26 angeschlossen und darüber hinaus mit dem Sammelrohr 24 verbunden. Das Sammelrohr 24 steht mit einer Wasserversorgung 36 in Verbindung.
Die Kühlmedienzufuhr 25 und die Wasserversorgung 36 sind über ein Umschaltventil 51 umschaltbar. Hierbei wird die Richtung des über die Kühlmedienzufuhr 25 und die Wasserversorgung 36 zugeführte Strömungsrichtung umgekehrt.
Im vorliegenden Schemabild ist weiterhin noch dargestellt, daß die Kühlmedienzufuhr 25 mit einer Pumpe 45 für den Hauptstrom, also etwa 90 % der Wassermenge, die Wasserversorgung 36 mit einer Pumpe 46 für den Nebenstrom, also etwa 10 % der Wassermenge, und der Kühlmedienablauf 26 nach seinem Leerlauf zur Belüftung der anderen Segmente über das Verbindungsstück 43 dient.
Positionsliste Stahlwerkskonverter
11
Konvertergefäß
12
Konverterhut
13
Segment
14
Wandung Hutsegment
15
Flansch
Kühleinrichtung
21
Rohr (mäanderförmig)
22
Sammler fußseitig
23
Sammler kopfseitig
24
Sammlerrohr
25
Kühlmedienzufuhr
26
Kühlmedienablauf
27
Ablaß
28
Außenwand
29
Entlüftung
Verbindungen
31
Öffnung
32
Schlitz
33
Bohrung
34
Rohrstück
35
Kompensator
36
Wasserversorgung
37
Verbindungsrohr
Armaturen
41,42
Absperrorgan
43
Verbindungsstück
44
Auffangbehälter
45
Pumpe Hauptzufuhr
46
Pumpe Nebenzufuhr
W
Kühlmittel
a
Distanz
Umschalteinrichtung
51
Umschaltventil

Claims (14)

  1. Stahlwerkskonverter, an dessen Gefäßhut eine Hutkühlung vorgesehen ist, mit mäanderförmig angeordneten Leitungen (21) zur Führung des Kühlmediums, die im Fuß- und im Kopfbereich des Konverterhutes (12) in mindestens einem ringförmigen, rinnenartigen Sammler (22 bzw. 23) münden, und mit mindestens einem Zulauf (25) und einem Ablauf (26) für das Kühlmedium, wobei im Bereich des fußseitigen Sammlers (22) ein Sammelrohr (24 ) in Abstand von mindestens einer der Seitenwände des fußseitigen Sammlers (22) angeordnet ist, welches mindestens einen verschließbaren Ablaß (27) aufweist und mit dem fußseitigen Sammler (22) in der Weise in Verbindung steht, daß das in dem fußseitigen Sammler (22) befindliche Kühlmedium bei im Zulauf abgeschalteter Zufuhr des Kühlmediums rasch in das Sammelrohr (24) läuft.
  2. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sammelrohr (24) zu beiden Seiten und dem Grund des fußseitigen Sammlers (22) in etwa gleicher Distanz (a) beabstandet angeordnet ist, und
    daß in der Wandung des Sammelrohres (24) Öffnungen (31) eingebracht sind, über die das Kühlmittel (W) vom fußseitigen Sammler (22) in das Rohrinnere des Sammelrohres (24) führbar ist.
  3. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Öffnungen (31) als Schlitz (32) ausgestaltet sind.
  4. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Öffnungen (31) Bohrungen (33) sind.
  5. Stahlwerkskonverter nach den Ansprüchen 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Öffnungen (31) des Sammelrohres (24) eine das Einströmen des Kühlmediums (W) während des Betriebes behindernde Form aufweisen, z.B. eine konische Gestalt mit in Strömungsrichtung sich öffnenden Seitenwänden besitzen.
  6. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gesamte Freifläche der Öffnungen (31) bis zum 5-fachen der Austrittsfläche des zugehörigen Kühlmedienablaufs (26) entspricht.
  7. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei segmentförmiger Aufteilung der Konverterhutkühlung geschlossene Rohrstücke (34) vorgesehen sind, die die in den Segmenten (13) angeordneten mit Öffnungen (31) versehenen Sammelrohre (24) verbinden.
  8. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die einzelnen Rohrstücke (34) über Kompensatoren (35) mit der Wandung (14) der Konverterhutsegmente (13) verbunden sind.
  9. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rohrstücke (34) als T-Stücke ausgestaltet sind und
    daß je Ablaß (27) ein Absperrorgan (41) vorgesehen ist.
  10. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sammelrohr (24) zur Außenwand (28) des fußseitigen Sammlers (22) beabstandet ist und mit diesem über Verbindungsrohre (37) verbunden ist.
  11. Stahiwerkskonverter nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sammelrohr (24) durch Absperrorgane (41, 42) absperrbar ist und
    daß jeweils zwischen zwei Absperrorganen (41, 42) mindestens ein Kühimedienablauf (26) vorgesehen ist.
  12. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sammelrohr (24) an einer Wasserversorgung (36) angeschlossen ist, über die eine Teilmenge QT von QT = 5 bis 15 % x Q führbar ist, wobei Q die Gesamtmenge des dem Konverterhut (12) zugeführten Kühwassers ist.
  13. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem kopfseitigen Sammler (23) mindestens eine öffenbare Entlüftung (29) vorgesehen ist.
  14. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Umschaltventile (51) vorgesehen sind, mit denen die Kühtmedienzufuhr (25) und gegebenenfalls die Wasserversorgung (36) umschaltbar und der Kühlmedienablauf (26) abschaltbar ist.
EP98936179A 1997-07-08 1998-06-15 Stahlwerkskonverter mit hutkühlung Expired - Lifetime EP0994972B1 (de)

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DE19730250 1997-07-08
DE19730250A DE19730250C1 (de) 1997-07-08 1997-07-08 Stahlwerkskonverter mit Hutkühlung
PCT/DE1998/001634 WO1999002740A1 (de) 1997-07-08 1998-06-15 Stahlwerkskonverter mit hutkühlung

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EP0994972A1 EP0994972A1 (de) 2000-04-26
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