EP1092121B1 - Installation de traitement thermique - Google Patents

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EP1092121B1
EP1092121B1 EP99920530A EP99920530A EP1092121B1 EP 1092121 B1 EP1092121 B1 EP 1092121B1 EP 99920530 A EP99920530 A EP 99920530A EP 99920530 A EP99920530 A EP 99920530A EP 1092121 B1 EP1092121 B1 EP 1092121B1
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EP
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furnace
frame
fact
loading
installation according
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EP99920530A
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EP1092121A1 (fr
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François STUDER
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Studer Francois Sa
Original Assignee
Studer Francois Sa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0021—Charging; Discharging; Manipulation of charge of ceramic ware
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0075—Charging or discharging vertically, e.g. through a bottom opening

Definitions

  • the present invention relates to a thermal treatment installation comprising an oven, at least one treatment tank and means for transferring loads between said oven and said tank.
  • Patent EP 0533615 describes an installation of this type, which includes a furnace with vertical arrangement open downwards and located in one position upper, a bin fitted with an elevator and placed in a lower position, and a horizontal access route, installed at the height of the base of the tank, equipped with loading means and a charging lift placed at side of the tank so as to raise a load placed by the means of loading on the elevator to introduce it into the oven.
  • This is mobile horizontally between a position above the elevator and a position located above the tray.
  • a plan of sliding is arranged so that the horizontal displacement of the oven drives the load supported by the elevator on the sliding plane.
  • the above installation uses known solutions to place the load on an elevator before introducing it into a heating enclosure including a gas-tight bell which protects the components of the charge against oxidation, the elevator then bringing the load in a starting position after heat treatment.
  • the transfer of the load is made by shifting on a sliding plane.
  • Shifting is, in fact, carried out by the oven itself which pushes the load from one position to another, this displacement requiring a refocusing by report to the coordinates of the new enclosure in which the load must be introduced.
  • the dimensions of the load support must therefore allow sufficient positioning clearance inside the heating bell of the oven. After the sliding thrust on the sliding plane, this game is caught up initially and requires the oven to go back to refocus the load on the new enclosure.
  • the sliding plane is a cold zone over which the charge.
  • any temperature variation is detrimental to good quality of the treatment which follows the rise in temperature to a determined degree.
  • Variable load temperature modification in terms of sliding itself of variable temperature is therefore detrimental to the quality of the desired treatment.
  • the components to be heat treated must be arranged on the load carrier without their respective position being changed during the transfer after the desired heating.
  • Using a solution of shifting on a sliding plane through the oven itself causes vibrations which adversely affect the position of components on the load support.
  • the displacement by shifting of the load is planned to convey it opposite several tanks arranged linearly or rotatably.
  • Load must be able to be inserted in any bin according to a program established, the passage by shifting of the load over the tanks not provided according to the program requires each time that the opening of the tank not planned is obstructed by the introduction of a "plug", this both on the way to and from back, so that your load does not fall into the first bin open but well in the programmed one.
  • the present invention aims to provide an improved version of the heat treatment installation described in the document above.
  • the installation according to the invention is characterized in that its variable-shaped frame consists of four identical arms, articulated to each other, which form a square in the open configuration and a diamond in the closed configuration.
  • the support plate is circular and extends, towards the bottom, by a tubular sleeve whose height is chosen according to the level that the support tray must occupy inside the oven.
  • each arm is pivotally mounted in their center on studs secured to the bottom of the oven.
  • each arm is provided a circular central cut open towards the inside of the frame, the four cutouts delimiting a circle whose diameter is slightly greater than outside diameter of the support plate.
  • the frame is advantageously associated with a control lever secured to one of his arms.
  • the installation comprises at least one treatment tank for inside of which are loaded / unloading means and on which the oven rests.
  • the installation includes several treatment tanks juxtaposed inside each of which are mounted loading / unloading means and above which the oven can be moved.
  • FIG. 1 shows a mobile oven 1, the bottom of which has an opening circular 3 and which can be moved, by means known to those skilled in the art loom, above a series of juxtaposed bins 4a-b-c-d-e-f (fig. 9) with each of a loading / unloading or lifting system 5 allowing to introduce into the oven - or to extract from it -, through the opening 3, a support plate 6 on which are deposited components to be treated 7.
  • the opening 3 has a diameter slightly greater than that of the support plate 6 to allow its free passage.
  • the furnace 1 is of the type known under the name of bell furnace. he has four side walls 8. Heating bodies 9 are arranged on its walls and are covered with a jacket 10. A turbine, not shown, ensures the homogeneity of the speeds of the treatment gases in the enclosure.
  • the support plate 6 is circular and extends downwards by a tubular sleeve 11.
  • the tank 4a can be used to place the components 7 on the support plate, the bins 4b-c-d are heat treatment tanks themselves and the 4th tank is used for unloading of components.
  • the oven 1 has, under its bottom 2, a frame with variable geometry 12 capable of taking a first configuration, known as open configuration (FIG. 1), in which it defines, opposite opening 3, a window in the shape of a square authorizing the free passage of the circular support plate 6 and a second configuration, called closed (fig. 2), for which the window is partially closed in the shape of a diamond so as to allow only the passage of the elevator 5, the frame 12 then serving as a base for the sleeve 11 when said elevator is removed from the oven.
  • open configuration FIG. 1
  • fig. 2 closed
  • the frame 12 is formed by four arms identical 13 a-b-c-d connected to each other by four joints 14.
  • the arms 13a and 13 c which face each other, pivot in their center on tenons 15 secured to the bottom 2 of the oven.
  • Each of the arms 13 is provided with an open circular central cutout 16 towards the inside of the frame, these four cutouts delimiting a circle whose diameter is very slightly greater than the outside diameter of the support plate 6 which can thus pass freely through the frame 12 when the latter is in open configuration.
  • a control lever 17 is hingedly mounted on the arm 13c thanks to a tenon 18.
  • the frame When it occupies position O, the frame is in open configuration (fig. 1) and delimits a square window.
  • the installation according to the invention operates in the following manner.
  • the oven is, for example, positioned above the first tank 4a.
  • the lower end of the sleeve 11 is then above the level of frame 12.
  • the control lever 17 is then moved manually to its position F, which causes the frame 12 to pivot on the two studs 15 and, in at the same time, its deformation, thanks to the joints 14, until it takes its diamond configuration (fig. 2), as shown in figure 4. then observe that the arms 13 offer four support zones 20, set evident in Figure 2, which are located exactly under the sleeve 11 of the support plate.
  • the components to be treated 7 arranged on the support plate 6 can then be heated by oven 1 to the desired temperature, after which the assembly is transferred horizontally, as is, over one of the other bins 4.
  • oven 1 By a reverse process to that just described, the lever 17 still being in position F and the frame 12 in its diamond configuration, the elevator 5 of the affected bin raises the support plate 6 so as to bring it above of the level of the frame 12.
  • the lever 17 is then put in position O to open the frame in its square position, which allows to lower the elevator 5 and the support plate 6 in the tank for new operations treatment.
  • the installation according to the invention can have several ovens 1 allowing several to be heated at the same time loads of components to be treated 7.
  • Figures 6, 7 and 8 correspond respectively to Figures 3, 4 and 5. Their sole purpose is to show that the sleeve 11 of the support plate 6 can be of variable height, thus allowing, with the same installation, place the load of components to be treated 7 at any desired height at inside the oven 1.

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Description

La présente invention concerne une installation de traitement thermique comportant un four, au moins un bac de traitement et des moyens pour transférer des charges entre ledit four et ledit bac.
Le brevet EP 0533615 décrit une installation de ce type, qui comprend un four à disposition verticale ouvert vers le bas et situé dans une position supérieure, un bac muni d'un élévateur et placé dans une position inférieure, et une voie d'accès horizontale, installée à la hauteur de la base du bac, munie de moyens de chargement et d'un élévateur d'enfournement placé à côté du bac de manière à élever une charge placée par les moyens de chargement sur l'élévateur pour l'introduire dans le four. Celui-ci est mobile horizontalement entre une position située au-dessus de l'élévateur d'enfournement et une position située au-dessus du bac. Un plan de glissement est aménagé de manière à ce que le déplacement horizontal du four entraíne la charge supportée par l'élévateur sur le plan de glissement.
L'installation ci-dessus fait appel à des solutions connues pour placer la charge sur un élévateur avant de l'introduire dans une enceinte de chauffage comprenant une cloche étanche au gaz qui assure la protection des composants de la charge contre l'oxydation, l'élévateur ramenant ensuite la charge dans une position de départ après traitement thermique. Le transfert de la charge se fait par ripage sur un plan de glissement.
Une telle solution présente des inconvénients.
Le ripage est, en effet, effectué par le four lui-même qui pousse la charge d'une position à une autre, ce déplacement nécessitant un recentrage par rapport aux coordonnées de la nouvelle enceinte dans laquelle la charge doit être introduite. Les dimensions du support de charge doivent donc permettre un jeu suffisant de positionnement à l'intérieur de la cloche de chauffage du four. Après la poussée par ripage sur le plan de glissement, ce jeu est rattrapé initialement et nécessite que le four revienne en arrière pour recentrer la charge sur la nouvelle enceinte.
De plus, le plan de glissement est une zone froide sur laquelle est ripée la charge. Or on sait que toute variation de température est nuisible à la bonne qualité du traitement qui suit l'élévation de température à un degré déterminé. La modification variable de température de la charge sur le plan de glissement lui-même de température variable est donc nuisible à la qualité du traitement souhaité.
Par ailleurs, les composants à traiter thermiquement doivent être disposés sur le support de charge sans que leur position respective ne soit modifiée lors du transfert après l'échauffement voulu. Le fait d'utiliser une solution de ripage sur un plan de glissement par l'intermédiaire du four lui-même provoque des vibrations modifiant nuisiblement la position des composants sur le support de charge.
Enfin, le déplacement par ripage de la charge est prévu pour acheminer celle-ci en face de plusieurs bacs disposés linéairement ou rotativement. La charge devant pouvoir être introduite dans n'importe quel bac selon un programme établi, le passage par ripage de la charge au-dessus des bacs non prévus selon le programme nécessite chaque fois que l'ouverture du bac non prévu soit obstruée par l'introduction d'un "bouchon", ceci aussi bien à l'aller qu'au retour, de manière à ce que ta charge ne tombe pas dans le premier bac ouvert mais bien dans celui programmé.
Le document EP 295 207 décrit également une installation de traitement thermique exempte de ces inconvénients, qui comporte:
  • un four à disposition verticale dont le fond est muni d'une ouverture de chargement / déchargement,
  • des moyens de chargement / déchargement pour introduire dans le four - ou en extraire -, à travers ladite ouverture, un plateau-support destiné à recevoir des composants à traiter, et
  • un cadre à forme variable, associé au fond du four, capable de prendre une première configuration, dite ouverte, dans laquelle il délimite, en regard de ladite ouverture, une fenêtre autorisant le libre passage du plateau-support et une deuxième configuration, dite fermée, pour laquelle ladite fenêtre est partiellement refermée de manière à permettre seulement le passage des moyens de chargement / déchargement, le cadre offrant alors des zones d'appui sur lesquelles vient reposer le plateau-support lorsque lesdits moyens sont retirés du four.
La présente invention a pour but de fournir une version améliorée de l'installation de traitement thermique décrite dans le document ci-dessus. De façon plus précise, afin d'atteindre ce but, l'installation selon l'invention est caractérisée en ce que son cadre à forme variable est constitué de quatre bras identiques, articulés les uns aux autres, qui forment un carré dans la configuration ouverte et un losange dans la configuration fermée.
De façon avantageuse, le plateau-support est circulaire et se prolonge, vers le bas, par un manchon tubulaire dont la hauteur est choisie en fonction du niveau que doit occuper le plateau-support à l'intérieur du four.
Deux des bras opposés l'un à l'autre sont montés pivotants en leur centre sur des tenons solidaires du fond du four. Par ailleurs, chaque bras est muni d'une découpe centrale circulaire ouverte vers l'intérieur du cadre, les quatre découpes délimitant un cercle dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre extérieur du plateau-support.
Le cadre est avantageusement associé à un levier de commande solidaire de l'un de ses bras.
De préférence, l'installation comporte au moins un bac de traitement à l'intérieur duquel sont montés des moyens de chargement / déchargement et sur lequel repose le four.
Enfin, selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'installation comporte plusieurs bacs de traitement juxtaposés à l'intérieur de chacun desquels sont montés des moyens de chargement / déchargement et au-dessus desquels le four peur être déplacé.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels :
  • la fig. 1 est une vue de dessous du four et de son cadre à forme variable en configuration ouverte;
  • la fig. 2 est une vue de dessous du four et de son cadre à forme variable en configuration fermée ;
  • la fig. 3 est une vue de face en coupe du four et de son contenu lorsque le cadre est en configuration ouverte, le plateau-support étant porté par les moyens de chargement / déchargement ;
  • la fig. 4 est une vue de face en coupe du four et de son contenu lorsque le cadre est en configuration fermée, le plateau-support étant porté par les moyens de chargement / déchargement ;
  • la fig. 5 est une vue de face en coupe du four et de son contenu lorsque le cadre est en configuration fermée et que les moyens de chargement / déchargement ont été retirés ;
  • les fig. 6, 7 et 8 correspondent respectivement aux figures 3, 4 et 5 avec la seule différence que le plateau-support est doté d'un manchon plus court, cette différence montrant que l'installation selon l'invention permet de positionner les composants à traiter à différentes hauteurs choisies selon les nécessités de chauffage dans le four ;
  • enfin, la fig. 9 montre, de manière très schématique, une installation
    selon l'invention dans laquelle plusieurs fours sont associés à un ensemble de bacs de traitement juxtaposés.
Les dessins montrent un four mobile 1 dont le fond est percé d'une ouverture circulaire 3 et qui peut être déplacé, par des moyens connus de l'homme du métier, au-dessus d'une série de bacs juxtaposés 4a-b-c-d-e-f (fig. 9) dotés chacun d'un système de chargement / déchargement ou élévateur 5 permettant d'introduire dans le four - ou d'en extraire -, à travers l'ouverture 3, un plateau-support 6 sur lequel sont déposés des composants à traiter 7.
Bien entendu, l'ouverture 3 a un diamètre légèrement supérieur à celui du plateau-support 6 afin de permettre son libre passage.
Le four 1 est du type connu sous la dénomination de four à cloche. Il comporte quatre parois latérales 8. Des corps de chauffe 9 sont disposés sur ses parois et sont recouverts d'une chemise 10. Une turbine, non représentée, assure l'homogénéité des vitesses des gaz de traitement dans l'enceinte.
Le plateau-support 6 est circulaire et se prolonge, vers le bas, par un manchon tubulaire 11.
Dans l'exemple de la figure 9 qui montre une installation de traitement thermique selon l'invention, à plusieurs fours 1, le bac 4a peut être utilisé pour disposer les composants 7 sur le plateau-support, les bacs 4b-c-d sont des bacs de traitement thermique proprement dit et le bac 4e sert au déchargement des composants.
Dans une installation telle décrite ci-dessus, il est nécessaire à la fois d'assurer le libre passage, à travers l'ouverture circulaire 3, du plateau-support 6 mû par l'élévateur 5 et d'offrir au manchon 11 une base sur laquelle il peut être déposé lorsque ledit élévateur est retiré.
A cette fin, le four 1 possède, sous son fond 2, un cadre à géométrie variable 12 capable de prendre une première configuration, dite ouverte (fig. 1), dans laquelle il délimite, en regard de l'ouverture 3, une fenêtre en forme de carré autorisant le libre passage du plateau-support circulaire 6 et une deuxième configuration, dite fermée (fig. 2), pour laquelle la fenêtre est partiellement refermée en forme de losange de manière à permettre seulement le passage de l'élévateur 5, le cadre 12 servant alors de base au manchon 11 lorsque ledit élévateur est retiré du four.
Plus précisément, dans l'exemple décrit, le cadre 12 est formé de quatre bras identiques 13 a-b-c-d reliés les uns aux autres par quatre articulations 14. Les bras 13a et 13 c, qui se font face, pivotent en leur centre sur des tenons 15 solidaires du fond 2 du four.
Chacun des bras 13 est muni d'une découpe centrale circulaire 16 ouverte vers l'intérieur du cadre, ces quatre découpes délimitant un cercle dont la diamètre est très légèrement supérieur au diamètre extérieur du plateau-support 6 qui peut ainsi traverser librement le cadre 12 lorsque celui-ci est en configuration ouverte.
Un levier de commande 17 est monté articulé sur le bras 13c grâce à un tenon 18. Le déplacement manuel de ce levier entre une position O et une position F, fixées par deux bossages 19 prévus sous le fond 2, provoque la déformation du cadre 12. Lorsqu'il occupe la position O, le cadre est en configuration ouverte (fig. 1) et délimite une fenêtre en forme de carré. Lorsqu'il occupe la position F, le cadre est en configuration fermée (fig. 2) et délimite une fenêtre en forme de losange.
L'installation selon l'invention fonctionne de la manière suivante.
Le four est, par exemple, positionné au-dessus du premier bac 4a. Le levier 17 occupant la position O pour laquelle le cadre 12 a une forme carrée (fig. 1), un plateau-support 6 portant des composants 7 est, comme le montre la figure 3, introduit dans le four 1 par l'élévateur 5 du bac 4a par l'ouverture circulaire 3 de son fond après avoir traversé la fenêtre du cadre 12 à laquelle les quatre découpes 16 de ses bras 13 confèrent un pourtour généralement circulaire correspondant à celui du plateau-support. L'extrémité inférieure du manchon 11 se trouve alors au-dessus du niveau du cadre 12.
Le levier de commande 17 est ensuite déplacé manuellement vers sa position F, ce qui provoque le pivotement du cadre 12 sur les deux tenons 15 et, en même temps, sa déformation, grâce aux articulations 14, jusqu'à prendre sa configuration en losange (fig. 2), comme représenté sur la figure 4. On observe alors que les bras 13 offrent quatre zones d'appui 20, mises en évidence sur la figure 2, qui sont situées exactement sous le manchon 11 du plateau-support.
Il ne reste plus, à ce moment, comme illustré par la figure 5, à faire redescendre l'élévateur 5 qui, en quittant le four, dépose le manchon 11 sur les quatre zones d'appui 20.
Les composants à traiter 7 disposés sur la plateau-support 6 peuvent alors être chauffés par le four 1 à la température désirée, après quoi l'ensemble est transféré horizontalement, tel quel, au-dessus de l'un des autres bacs 4. Par un processus inverse de celui qui vient d'être décrit, le levier 17 étant toujours en position F et le cadre 12 dans sa configuration en losange, l'élévateur 5 du bac concerné vient soulever le plateau-support 6 de manière à l'amener au-dessus du niveau du cadre 12. Le levier 17 est alors mis en position O pour ouvrir le cadre dans sa position en carré, ce qui permet de faire redescendre l'élévateur 5 et le plateau-support 6 dans le bac pour de nouvelles opérations de traitement.
Bien entendu, comme le montre la figure 9, l'installation selon l'invention peut comporter plusieurs fours 1 permettant de chauffer en même temps plusieurs charges de composants à traiter 7.
Les figures 6, 7 et 8 correspondent respectivement aux figures 3, 4 et 5. Elles ont pour seul objectif de montrer que le manchon 11 du plateau-support 6 peut être de hauteur variable, permettant ainsi, avec la même installation, de placer la charge de composants à traiter 7 à toute hauteur voulue à l'intérieur du four 1.

Claims (7)

  1. Installation de traitement thermique comportant:
    un four (1) à disposition verticale dont le fond (2) est muni d'une ouverture de chargement / déchargement (3),
    des moyens de chargement / déchargement (5) pour introduire dans le four - ou en extraire -, à travers ladite ouverture, un plateau-support (6) destiné à recevoir des composants à traiter (7), et
    un cadre à forme variable (12), associé au fond (2) du four, capable de prendre une première configuration, dite ouverte, dans laquelle il délimite, en regard de ladite ouverture (3), une fenêtre autorisant le libre passage du plateau-support (6) et une deuxième configuration, dite fermée, pour laquelle ladite fenêtre est partiellement refermée de manière à permettre seulement le passage des moyens de chargement / déchargement (5), le cadre offrant alors des zones d'appui (20) sur lesquelles vient reposer le plateau-support lorsque lesdits moyens sont retirés du four,
       caractérisée en ce que ledit cadre (12) est formé de quatre bras identiques (13) articulés les uns aux autres, lesdits bras formant un carré dans la configuration ouverte et un losange dans la configuration fermée.
  2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau-support (6) est circulaire et se prolonge, vers le bas, par un manchon tubulaire (11) dont la hauteur est choisie en fonction du niveau que doit occuper le plateau-support à l'intérieur du four.
  3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux desdits bras (13) opposés l'un à l'autre sont montés pivotants en leur centre sur des tenons (15) solidaires du fond (2) du four.
  4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bras (13) est muni d'une découpe centrale circulaire (16) ouverte vers l'intérieur du cadre (12), les quatre découpes délimitant un cercle dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre extérieur du plateau-support (6).
  5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que cadre (12) est associé à un levier de commande (17) solidaire de l'un de ses bras (13).
  6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un bac de traitement (4) à l'intérieur duquel sont montés des moyens de chargement / déchargement (5) et sur lequel repose le four (1).
  7. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs bacs de traitement juxtaposés (4) à l'intérieur de chacun desquels sont montés des moyens de chargement / déchargement (5) et au-dessus desquels le four peur être déplacé.
EP99920530A 1998-06-02 1999-05-31 Installation de traitement thermique Expired - Lifetime EP1092121B1 (fr)

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FR9806980 1998-06-02
FR9806980A FR2779217B1 (fr) 1998-06-02 1998-06-02 Installation de traitement thermique
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EP1092121A1 EP1092121A1 (fr) 2001-04-18
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EP99920530A Expired - Lifetime EP1092121B1 (fr) 1998-06-02 1999-05-31 Installation de traitement thermique

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EP (1) EP1092121B1 (fr)
AU (1) AU3808699A (fr)
DE (1) DE69901446T2 (fr)
ES (1) ES2178433T3 (fr)
FR (1) FR2779217B1 (fr)
WO (1) WO1999063289A1 (fr)

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