PT739861E - Metedo de preparacao de fornos de fusao de vidro - Google Patents

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Description

-1 -
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DESCRIÇÃO "MÉTODO DE REPARAÇÃO DE FORNOS DE FUSÃO DE VIDRO" O presente invento diz respeito a um método de reparação de fomos, particularmente de fomos próprios para a fusão de vidro.
São vulgarmente conhecidos fomos no interior dos quais é fundido vidro; a sua manutenção acarreta custos de intervenção muito elevados.
De facto, o movimento do vidro no interior dos fomos provoca no material refractário uma erosão que pode levar à sua perfuração, com o consequente derramamento do vidro em fusão para dentro de um apropriado tanque localizado por debaixo do fomo.
Quando a erosão afecta as paredes do tanque, feitas de material electrofiindido, especialmente na zona da superfície livre do vidro em fusão, nessas zonas sujeitas a erosão vão ser inseridas umas placas, sendo essa operação de inserção realizada à temperatura de funcionamento.
Esse método tem alguns inconvenientes: as placas, sobrepostas ao refractário, ou são incapazes de cobrir completamente as zonas sujeitas a erosão, deixando zonas ocas que facilitam uma erosão ainda mais rápida, ou cobrem zonas do fomo que ainda se encontram em boas condições e que vão assim ser submetidas a um desgaste acelerado porque deixam de ser arrefecidas.
Tanto num como noutro caso, o tempo de vida útil do fomo vai ser consideravelmente limitado, obrigando o utilizador a enfrentar custos consideráveis para reparar ou reconstruir o forno.
Além disso, uma vez que o forno é constituído por camadas de material refractário electrofundido com camadas subjacentes de refractário isolante, o referido refractário electrofundido sofre uma considerável erosão sem dar exteriormente qualquer tipo de indicação visual, como por exemplo avermelhamento, que poderia indicar a redução da sua espessura; isto acontece porque o refractário electrofundido é mascarado pelas camadas isolantes subjacentes, que não são próprias para suportar a massa de vidro sobrejacente sem a camada de refractário electrofundido.
Por conseguinte, podem ocorrer súbitas fugas de vidro em fusão, e isso é consideravelmente perigoso para a segurança do pessoal encarregado do controlo de rotina dos referidos fomos, e para a segurança do pessoal que irá ser chamado para tentar obturar a abertura por onde se regista a fuga. É claro que essas fugas de vidro em fusão podem ser impossíveis de estancar, sendo muitas vezes necessário recorrer à intervenção dos bombeiros, que irão tentar obturar a fuga de vidro por meio de jactos de água.
Muitas vezes é insuficiente obturar a fuga; para uma reparação adequada é inevitavelmente necessário arrefecer o forno, com as consequências que serão descritas a seguir, e depois fazê-lo regressar à sua temperatura de funcionamento após a intervenção dos bombeiros, a fim de ser possível esvaziá-lo completamente e prosseguir com as reparações convencionais.
Em vista do facto das paredes intactas também poderem ser danificadas durante esse arrefecimento rápido, as reparações convencionais -3-
/
levam muitas vezes a que seja necessário efectuar uma reparação ou uma reconstrução completa do forno, dando origem a consideráveis despesas de investimento, assim como a prejuízos provocados por falha de produção.
Além disso, quando o forno é arrefecido, a redução de temperatura provoca a contracção térmica dos refractários, e por conseguinte a necessidade de se recuperar a sua expansão mediante actuação de uns adequados elementos de tracção; no entanto, esta operação tem que ser realizada manualmente.
Evidentemente que o restabelecimento da temperatura no interior do forno implica o ter que se proceder subsequentemente ao gradual afrouxamento dos referidos elementos de tracção. É praticamente impossível proceder-se à reparação do fundo do
forno quando este está quente, devido à dificuldade em aceder-se pelo lado de fora às zonas danificadas, mesmo quando o tanque se encontra completamente vazio, por causa das vigas que suportam o referido tanque e do elevado número de camadas isolantes, e devido à impossibilidade das partes novas se ajustarem às partes velhas de modo a assegurar uma perfeita vedação capaz de eliminar a possibilidade de mais fugas não controladas de vidro em fusão. A utilização de argamassas aplicadas no interior do forno, que é mantido à temperatura de funcionamento, também não teve sucesso, uma vez que as referidas argamassas, no caso de serem pulverizadas ou aplicadas no refractário à temperatura do forno, se vão dividir em pequenas partículas sem serem capazes de formar uma massa compacta, indo além disso contaminar o vidro que é subsequentemente produzido no referido forno; os componentes da argamassa, que se vão dissociar devido à sua divisão em pequenas partículas, podem de facto associar-se aos componentes que são introduzidos para formar o
-4- u vidro, indo desse modo levar à formação de compostos indesejáveis (conhecidos pela designação de "infusíveis").
Também são conhecidos alguns tipos de materiais para a reparação de fomos que não têm o inconveniente de deixar resíduos indesejáveis; no entanto, esses materiais são utilizados em estruturas, tais como por exemplo calhas ou canais, que têm dimensões reduzidas e que são fáceis de inspeccionar.
Na publicação THE GLASS INDUSTRY, vol. 63, n° 8, Agosto de 1982, Nova Iorque; páginas 16-39; E. PUMAT: "Hot repair of glass fumaces", é dado a conhecer um método convencional de reparação de fomos de fusão de vidro que compreende as seguintes etapas: descarregar o vidro em fusão a uma temperatura que é próxima da temperatura de fusão do vidro; inspeccionar o interior do forno ao mesmo tempo que se mantém o fomo a uma temperatura elevada, a fim de se drenar o vidro em fusão; pôr em exposição as zonas sujeitas a erosão; e colocar o material refractário de substituição nas zonas sujeitas a erosão antes de se pôr o fomo em funcionamento.
Um dos propósitos do presente invento consiste em resolver os referidos problemas técnicos, eliminando os inconvenientes da técnica anterior, através de um método de reparação de fomos que permita efectuar óptimas reparações das zonas danificadas e evitar os problemas decorrentes de qualquer arrefecimento do fomo.
No âmbito deste propósito, um dos objectivos consiste em proporcionar um método que permita que as reparações possam ser feitas em curtos períodos de tempo, permitindo retomar rapidamente a produção.
Outro importante objectivo consiste em proporcionar um processo -5-
que permita evitar a formação de grânulos ou bolhas.
Outro importante objectivo consiste em proporcionar um método que possa ser localizado exclusivamente nas zonas sujeitas a erosão, permitindo que as zonas intactas se mantenham inalteradas.
Outro objectivo consiste em proporcionar um método que permita
pôr novamente o fomo em funcionamento, com imediato regresso à produção, imediatamente após ter terminado a intervenção.
Outro objectivo consiste em proporcionar um método que permita verificar o estado geral de desgaste do tanque, abaixo do nível normal de vidro, permitindo programar uma subsequente intervenção em relação às exigências e metas de produção.
Outro importante objectivo consiste em proporcionar um método que seja simples de realizar e que tenha baixos custos de fabrico.
Com este propósito, e estes e outros objectivos em vista, é proporcionado um método de reparação de fomos de fusão de vidro, que compreende as seguintes etapas: a) descarregar o vidro em fusão a uma temperatura próxima da temperatura de fusão; b) monitorizar o interior do fomo, mantendo o referido fomo a uma temperatura entre o médio e o alto, a fim de facilitar a drenagem do vidro em fusão, possivelmente por meio de uns adequados furos de drenagem; c) lavar as zonas desgastadas, com uns adequados primeiros injectores, com sulfato de sódio ou outro material que seja adequado para derreter os resíduos de vidro; -6- -6-
u d) reduzir a temperatura do fomo para 1.150-1.450°C; e) efectuar o arrefecimento localizado apenas da zona ou das zonas desgastadas a ser reparadas; f) possível colocação de refractário para delimitar as referidas zonas desgastadas e possível encerramento dos furos ou aberturas de drenagem; g) aplicar pequenas camadas contíguas de revestimento líquido comprimido, com sobreposição até que as que as referidas zonas desgastadas a ser reparadas fiquem niveladas, com a possível adição de refractário dividido em fragmentos de dimensões predefinidas; e h) pôr novamente o fomo em funcionamento, levando-o à temperatura de fusão.
Vantajosamente, a fim de se proceder à reparação das zonas laterais internas do referido fomo, procede-se de acordo com as etapas a), b), c) e d) anteriormente referidas, seguidas da etapa f), que promove o posicionamento na superfície interior da parede do fomo, na zona desgastada, de um suporte em forma de caixa, que é guarnecido com aros de fibra cerâmica e constantemente arrefecido, seguida pelas anteriormente referidas etapas g) e h).
Outras características e vantagens do invento tomar-se-ão evidentes a partir da descrição de um modo de realização preferido do método de reparação de fomos, que é ilustrado apenas a título de exemplo não limitativo nos desenhos anexos, em que: a Figura 1 é uma vista em corte transversal do fomo com adequados furos de drenagem já formados; a Figura 2 é uma vista em corte transversal do fomo, com os primeiros injectores próprios para efectuara lavagem das zonas sujeitas a erosão / 6 -7 Ι/ίοη
J inseridos no interior do forno; a Figura 3 é uma vista em corte, semelhante à Figura 2, do forno, em que os furos e as aberturas de drenagem já foram fechadas; a Figura 4 é uma vista em corte, semelhante à Figura 2, da aplicação de um revestimento líquido comprimido; a Figura 5 é uma vista em corte, semelhante à Figura 4, com a adição de pedaços de material refractário na zona sujeita a erosão; a Figura 6 é uma vista parcial, em corte e em planta do fundo do forno, com a aplicação de refractário para delimitar as zonas sujeitas a erosão; a Figura 7 é uma vista parcial, em corte e em alçado principal da Figura 6, com o injector próprio para a aplicação do revestimento líquido comprimido; e a Figura 8 é uma vista em perspectiva lateral de uma parte da parede do forno da Figura 1, com o suporte em forma de caixa e o macho aplicado.
Com referência às figuras anteriores, vemos que o forno de fusão de vidro é designado pelo número de referência 1 e tem um primeiro tanque 2 que compreende um fundo plano 3 a partir do qual se estende uma primeira parede lateral 4. O fundo 3 é suportado, numa zona inferior, por uma estrutura de suporte que é formada por meio de travessas 5a e pilares 5b.
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Por debaixo do fomo encontra-se situado um apropriado segundo tanque 6 próprio para receber quaisquer fugas de vidro líquido 14. A travessa 5a também suporta um poste 7 na zona de cada uma das suas extremidades, encontrando-se a esses dois postes 7 associado um elemento de tracção 8 que se acha situado entre as extremidades superiores dos referidos dois postes 7. O fomo 1 tem, por cima da primeira parede lateral 4, uma segunda parede isolada 9, por cima da qual se acha situada uma abóbada 10. A segunda parede isolada 9 também possui umas aberturas 12 que permitem a inserção dos primeiros injectores 13 próprios para a condução de água sob pressão e para a lavagem do fundo plano 3 e da primeira parede lateral 4. O primeiro tanque 2 do fomo 1 é próprio para conter os componentes para a produção do vidro 14. O fundo plano 3 e a primeira parede lateral 4 são constituídos por uma camada de material refractário electrofundido 17, ao qual se acham associadas camadas subjacentes de material refractário isolante 18.
Quando é preciso reparar o tanque 2, e portanto as zonas 16 sujeitas a erosão, é antes de mais nada necessário descarregar o vidro em fusão 14 que nele se acha contido; o método consiste na execução desta descarga a uma temperatura que seja próxima da temperatura de fusão do vidro. -9-
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A fim de facilitar e tomar mais rápida a drenagem do vidro em fusão 14, um ou mais furos de drenagem 19 são formados em zonas adequadas do fundo plano 3, por exemplo nas zonas 16 sujeitas a erosão; os referidos furos de drenagem permitem conduzir o vidro em fusão 14 para dentro de um adequado segundo tanque 6 subjacente.
Logo que o primeiro tanque 2 tiver sido esvaziado, será possível inserir, através de umas apropriadas aberturas 12, uns instrumentos tais como por exemplo uns endoscópios, para se efectuar a monitorização do referido primeiro tanque 2.
Esta operação também é realizada mantendo a temperatura do forno 1 com valores entre o médio e o alto.
Esta monitorização permite identificar a zona 16 que foi sujeita a erosão ou a qualquer outro tipo de danos provocados pelo vidro 14, permitindo também verificar se a drenagem se realizou de uma maneira completa ou se quaisquer partes ocas internas permaneceram cheias de vidro em fusão.
Nesse momento é possível inserir os primeiros injectores 13 através das aberturas 12, a fim de se proceder à lavagem da zona ou zonas 16 sujeitas a erosão. A fim de se aumentar a eficácia da acção de lavagem, nos referidos primeiros injectores 13 é introduzido um material tal como o sulfato de sódio (Na2S04) ou qualquer outro material semelhante, permitindo baixar a temperatura de fusão do vidro 14, facilitando a sua remoção porque a sua fluidez é aumentada.
- 10-
'Z-.
Após a lavagem completa da zona 1(5 sujeita a erosão é possível levar-se a cabo uma ligeira redução da temperatura interna do forno, para valores entre 1.150 e 1.450°C, a fim de facilitar os trabalhos de reparação e refrear o consumo de combustível. A expansão térmica que o forno 1 deve suportar a esta temperatura é de facto praticamente inexistente; além disso, esta temperatura permite, no fim da intervenção, o retomo imediato do forno 1 à temperatura de funcionamento.
Através da utilização dos primeiros injectores 13 é realizada com ar ou com água uma acção de arrefecimento limitada à zona 16 sujeita a erosão.
Os mesmos primeiros injectores 13 que foram utilizados na operação anterior são os que vão ser utilizados também nesta última operação; no entanto, desta vez eles vão ser ligados a uma fonte de fornecimento de água ou de ar comprimido. A fim de se delimitar a zona 16 sujeita a erosão, perimetricamente em tomo desta zona vai ser disposto material reffactário 21.
Se a zona 16 sujeita a erosão for muito profunda, afectando consideravelmente o material reffactário isolante 18, será conveniente formar um furo de drenagem que depois será fechado mediante inserção, pelo lado de fora, de uns machos 22 feitos de material reffactário ou de umas placas apropriadas 20, ambos de tipo convencional.
Nesse momento, ao mesmo tempo que a temperatura no interior do forno 1 é mantida a um nível entre o médio e o alto, é aplicado um revestimento líquido comprimido 24 (por exemplo, ZIRMUL 160: PATCH REFRACTORY -H?:-® ?·'1;"' .......' * Pr- AZS fornecido pela firma O. BITOSSI Srl de ARDENZA, Itália) através da utilização de um segundo injector 23. O referido revestimento líquido comprimido 24 deve ser aplicado em pequenas camadas 25 que são mutuamente sobrepostas umas às outras até as referidas zonas 16 sujeitas a erosão ficarem niveladas.
Se a zona 16 sujeita a erosão for particularmente profunda, de modo a exigir a adição de uma considerável quantidade de revestimento líquido comprimido 24, deverá proceder-se à inserção de material refractário electrofundido fragmentado 26 dividido em fragmentos de dimensões predefinidas, procedendo-se depois à aplicação de revestimento líquido comprimido 24 sob a forma de pequenas camadas 25. A inserção do referido material electrofundido fragmentado 26 é feita mediante a utilização de umas apropriadas pás de tipo convencional que são arrefecidas com água e que não se acham representadas na figura. Já aqui foi anteriormente referido que a dimensão óptima dos fragmentos do material refractário electrofundido fragmentado 26 se acha compreendida entre os dois e os seis centímetros. A aplicação sequencial de pequenas camadas 25 de revestimento líquido comprimido 24 permite a evaporação da água que se encontra presente na camada inserida na zona 16 sujeita a erosão antes de se proceder à aplicação da camada seguinte.
Este método permite evitar quaisquer estragos subsequentes, uma vez que a água poderia produzir fendas e poderiam ocorrer consequentes
-12- U ISvUj c.. fracturas ou formação de zonas ocas.
Logo que todas as zonas 16 sujeitas a erosão tiverem sido niveladas, o forno 1 é posto novamente em funcionamento, fazendo-o regressar à temperatura de fusão e inserindo-se no tanque 2, assim reparado, todos os componentes necessários para se formar o vidro em fusão 14.
Se a zona 16 sujeita a erosão se encontrar localizada na primeira parede lateral 4 do tanque 2, será preciso levar a cabo a etapa de descarga do vidro, a etapa de monitorização, a etapa de lavagem com os apropriados primeiros injectores 13 com a adição de sulfato de sódio, a redução da temperatura do forno 1, e o arrefecimento localizado da zona 16 sujeita a erosão, tal como descrito anteriormente; nesse momento é preciso aplicar um suporte 27 em forma de caixa, associado ao primeiro injector 13, inserindo-o no interior do forno num local adjacente à zona 16 sujeita a erosão. O referido suporte 27 em forma de caixa é arrefecido com água e permite conter o revestimento líquido comprimido 25 que é aplicado pelo lado de fora da primeira parede lateral 4 através da utilização dos segundos injectores 23. O suporte 27 em forma de caixa tem um aro de fibra cerâmica que se acha disposto perimetricamente e que é próprio para assegurar a sua estanqueidade com respeito à primeira parede lateral 4.
Em seguida são aplicadas pequenas quantidades sobrepostas e contíguas de revestimento líquido comprimido 24 até a zona 16 sujeita a erosão ficar completamente nivelada.
Nesse momento é possível pôr novamente o forno a funcionar, fazendo-o regressar à temperatura de fusão do vidro. -13-
Constatou-se que o método assim concebido era capaz de alcançar os propósito e objectivos pretendidos, obtendo-se deste modo um método de reparação de fomos que pode ser levado a cabo afectando apenas a zona sujeita a erosão e sem que haja uma drástica redução da temperatura.
As reparações podem ser realizadas num relativamente curto período de tempo pelo lado de fora do referido forno e sem causar estragos nas estruturas de reffactário intactas.
Esta reparação permite, além do imediato restabelecimento da produção, efectuar a monitorização do estado geral de desgaste do tanque 2, permitindo programar subsequentes reparações de acordo com exigências de produção. O invento é evidentemente susceptível de numerosas modificações e alterações, todas dentro do âmbito do mesmo conceito inventivo.
Os dispositivos e os materiais utilizados podem evidentemente ser substituídos por outros tecnicamente equivalentes; as etapas podem além disso ser levadas a cabo segundo uma sequência diferente.
No caso das características técnicas referidas em qualquer reivindicação serem seguidas por símbolos de referência, esses símbolos de referência foram incluídos com o único propósito de aumentar o grau de inteligibilidade das reivindicações, e por conseguinte esses símbolos de referência não têm qualquer efeito limitativo sobre a interpretação de cada um dos elementos identificados a título de exemplo por esses mesmos símbolos de 14 referência.
Lisboa, 27 de Setembro de 2001
LUÍS SILVA CARVALHO Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA ViCTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims (14)

  1. - 1 , y"' y / . l/Uvj "'21·'-ΙΛΛ.-'Ζη- REIVINDICAÇÕES 1. Método de reparação de fomos de fusão de vidro, compreendendo as seguintes etapas: a) descarregar o vidro em fusão a uma temperatura próxima da temperatura de fusão; b) monitorizar o interior do fomo, mantendo o referido fomo a uma temperatura entre o médio e o alto, a fim de facilitar a drenagem do vidro em fusão, possivelmente por meio de uns adequados furos de drenagem; c) lavar as zonas desgastadas, com uns adequados primeiros injectores, com sulfato de sódio ou outro material que seja adequado para derreter os resíduos de vidro; d) reduzir a temperatura do fomo para 1.150-1.450°C; e) efectuar o arrefecimento localizado apenas da zona ou das zonas desgastadas a ser reparadas; f) quando necessário, efectuar a colocação de refractário para delimitar as referidas zonas desgastadas e o encerramento dos furos ou aberturas de drenagem; g) aplicar pequenas camadas contíguas de revestimento líquido comprimido, com sobreposição até que as que as referidas zonas desgastadas a ser reparadas fiquem niveladas, com ou sem a adição de refractário dividido em fragmentos de dimensões predefinidas; e h) pôr novamente o fomo em funcionamento, levando-o à temperatura de fusão.
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, a fim de se reparar zonas laterais internas do referido fomo, se proceder de acordo com as etapas a), b), c) e d) anteriormente referidas, seguidas da etapa f), -2-
    que promove o posicionamento na superfície interior da parede do forno, na zona desgastada, de um suporte em forma de caixa que é arrefecido constantemente e que se acha guarnecido com aros de fibra cerâmica, seguida pelas referidas etapas g) e h).
  3. 3. Método de reparação de fomos, do tipo daqueles que
    compreendem um primeiro tanque de fundo plano a partir do qual se estende uma parede lateral, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida etapa b) consistir na realização da referida monitorização por meio da inserção de endoscópios através de umas apropriadas aberturas proporcionadas na referida parede lateral.
  4. 4. Método de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado por a referida etapa b) consistir na realização da drenagem do forno através de um ou mais furos de drenagem formados nas referidas zonas sujeitas a erosão.
  5. 5. Método de reparação de fomos, de acordo com as
    reivindicações 1 e 4, caracterizado por a referida lavagem das referidas zonas sujeitas a erosão ser realizada mediante a inserção dos referidos primeiros injectores através das referidas aberturas, procedendo-se em seguida à introdução de um material, como por exemplo sulfato de sódio (Na2S04) ou qualquer outro material semelhante, para fazer descer a temperatura de fusão do referido vidro, a fim de aumentar a sua fluidez.
  6. 6. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 5, caracterizado por o referido arrefecimento realizado na referida etapa e) ser efectuado por meio dos referidos primeiros injectores que fornecem água ou ar às referidas zonas sujeitas a erosão, que são zonas de pequenas dimensões, de preferência não superiores a um metro quadrado. -3-
    c., /. r / 7
  7. 7. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 6, caracterizado por, se as referidas zonas sujeitas a erosão forem muito profundas, a referida etapa f) consistir na formação de um furo de drenagem que depois será fechado através da inserção de uns machos feitos de material refractário ou de umas placas apropriadas.
  8. 8. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 7, caracterizado por a referida etapa f) consistir em aplicar o referido revestimento líquido comprimido nas referidas zonas sujeitas a erosão através da utilização de pelo menos um segundo injector, ao mesmo tempo que se mantém a temperatura do referido forno a um valor entre o médio e o alto.
  9. 9. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 8, caracterizado por o referido revestimento líquido comprimido ser aplicado sob a forma de finas camadas que são aplicadas por sobreposição sucessiva, de preferência até se conseguir obter o nivelamento das referidas zonas sujeitas a erosão.
  10. 10. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 9, caracterizado por a referida etapa g) consistir em inserir nas referidas zonas sujeitas a erosão uma quantidade de material refractário electrofundido dividido em fragmentos de dimensões predefinidas, com subsequente aplicação do revestimento líquido comprimido.
  11. 11. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 10, caracterizado por as dimensões dos referidos fragmentos do referido material refractário electrofundido se achar de preferência compreendido entre dois e seis centímetros. -4-
  12. 12. Método de repartição de fornos, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por, se a referida zona sujeita a erosão se encontrar localizada na referida primeira parede lateral, a referida etapa f) consistir em posicionar o referido suporte em forma de caixa, associado ao referido primeiro injector, de maneira a inseri-lo no interior do referido forno num local adjacente à referida zona sujeita a erosão.
  13. 13. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 12, caracterizado por o referido suporte em forma de caixa permitir conter o referido revestimento líquido comprimido aplicado pelo lado de fora da referida primeira parede lateral através da utilização dos referidos segundos injectores.
  14. 14. Método de reparação de fomos, de acordo com as reivindicações 1 e 13, caracterizado por o referido suporte em forma de caixa se achar dotado do referido aro de fibra cerâmica que se acha disposto perimetricamente e que é próprio para assegurar a sua estanqueidade com respeito à referida primeira parede lateral. Lisboa, 27 de Setembro de 2001 LUIS SILVA CARVALHO 1 Agente Oficiai cia Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA
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