JPS58494B2 - タイケイウスニクキンゾクカンノヤキイレホウホウ - Google Patents
タイケイウスニクキンゾクカンノヤキイレホウホウInfo
- Publication number
- JPS58494B2 JPS58494B2 JP50012380A JP1238075A JPS58494B2 JP S58494 B2 JPS58494 B2 JP S58494B2 JP 50012380 A JP50012380 A JP 50012380A JP 1238075 A JP1238075 A JP 1238075A JP S58494 B2 JPS58494 B2 JP S58494B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- metal tube
- nozzle
- tube
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、大径薄肉金属管の焼入れ方法に関する。
大径薄肉金属管を加熱帯から冷却帯に移動させながら焼
入れを行なう場合の冷却は、従来第1a。
入れを行なう場合の冷却は、従来第1a。
1b図に示すように加熱器9で加熱された金属管10に
多段配置の複数の冷却噴口をもつ環状噴口管14から冷
却水を外面に斜噴射して行なっているが、この管軸方向
への斜噴射水の管上面流は管壁に沿って下面に垂下して
管下部への噴射水量が実質的に増大したことになり、こ
の増量分だけ管下部の冷却速度が大きくなって管周の冷
却分布が均一でなくなる。
多段配置の複数の冷却噴口をもつ環状噴口管14から冷
却水を外面に斜噴射して行なっているが、この管軸方向
への斜噴射水の管上面流は管壁に沿って下面に垂下して
管下部への噴射水量が実質的に増大したことになり、こ
の増量分だけ管下部の冷却速度が大きくなって管周の冷
却分布が均一でなくなる。
そのために、管長方向および半径方向に変形が生ずるの
で品質管理上望ましくない。
で品質管理上望ましくない。
なお第2図は外径24インチ肉厚12.7mmの金属管
を搬送速度300mm/minで搬送しつつ第1図に示
すような方法で冷却した際の800〜400℃の温度区
間の管内周方向の冷却速度分布を示すものであり、上述
の不均一冷却が確認される。
を搬送速度300mm/minで搬送しつつ第1図に示
すような方法で冷却した際の800〜400℃の温度区
間の管内周方向の冷却速度分布を示すものであり、上述
の不均一冷却が確認される。
このような冷却むらを除くために、噴流水流速を増して
みると、流速が8〜10m/secを越せば、管面に衝
突した噴流が反射し、この反射流が次段環状噴口管から
の噴流と相互干渉を起して前記次段噴流を減衰攪乱する
ので効果がない。
みると、流速が8〜10m/secを越せば、管面に衝
突した噴流が反射し、この反射流が次段環状噴口管から
の噴流と相互干渉を起して前記次段噴流を減衰攪乱する
ので効果がない。
一方金属管の熱処理において、管を所定温度に速い冷却
速度で冷却する場合あるいは大搬送速度で移動させなが
ら冷却する場合には、長冷却帯、すなわち冷却水噴口管
の多段配置が要求され、また管肉厚に比例して配置段数
を増さねばならない。
速度で冷却する場合あるいは大搬送速度で移動させなが
ら冷却する場合には、長冷却帯、すなわち冷却水噴口管
の多段配置が要求され、また管肉厚に比例して配置段数
を増さねばならない。
しかし、このような場合には前述の従来方式では同様な
冷却むら等を起して管変形となるので、ピンチロール等
によって該変形を機械的に矯正する試みがあるが、焼入
れ終了後の金属は極めて硬くて冷間矯正が困難であり、
鋼管の場合には焼入れ後はマルテンサイト、ベーナイト
のような硬組織となり、特に大径管では大規模な矯正装
置が必要となつて莫大な設備費が要求される。
冷却むら等を起して管変形となるので、ピンチロール等
によって該変形を機械的に矯正する試みがあるが、焼入
れ終了後の金属は極めて硬くて冷間矯正が困難であり、
鋼管の場合には焼入れ後はマルテンサイト、ベーナイト
のような硬組織となり、特に大径管では大規模な矯正装
置が必要となつて莫大な設備費が要求される。
この発明は、冷却帯後方の管外周上の複数個所で歪を検
出し、該歪量に応じて冷却噴口から冷却水を制御し、さ
らに矯正圧力をも制御することによって上述の従来方式
の欠点を除去する大径金属管の焼入れ方法を提供するこ
とを目的としている。
出し、該歪量に応じて冷却噴口から冷却水を制御し、さ
らに矯正圧力をも制御することによって上述の従来方式
の欠点を除去する大径金属管の焼入れ方法を提供するこ
とを目的としている。
つぎに、この発明の実施例を示す図面について説明する
と、第3,4a、4b、5および7図において、被焼入
れ金属管10は加熱器9で加熱後に前面ピンチロール8
および後面ピンチロール6で搬送され、夫々冷却水量調
節自在な複数の冷却噴口をもつ外面初段噴口管1、外面
次段噴口管2、外面三段噴口管2′および内面初段噴口
管3、内面次段噴口管4からなる冷却帯にて外面および
内面から冷却水によって冷却自在となし、後面ピンチロ
ール前部の前記管外周面の複数個所に受感部をもつ歪検
出器5を設け、該検出器と前記各噴口冷却水電磁弁とを
夫々接続して前記検出器によって検出された所定寸法と
の偏差歪値に応じて前記弁を制御することによって各噴
口からの冷却水量を調整するもので、さらに前記検出器
と後面ピンチロール6の圧下油圧シリンダ7とを夫々接
続して同様に検出された偏差値に応じて前記シリンダの
圧下刃をも制御することによって強制矯正を施すもので
ある。
と、第3,4a、4b、5および7図において、被焼入
れ金属管10は加熱器9で加熱後に前面ピンチロール8
および後面ピンチロール6で搬送され、夫々冷却水量調
節自在な複数の冷却噴口をもつ外面初段噴口管1、外面
次段噴口管2、外面三段噴口管2′および内面初段噴口
管3、内面次段噴口管4からなる冷却帯にて外面および
内面から冷却水によって冷却自在となし、後面ピンチロ
ール前部の前記管外周面の複数個所に受感部をもつ歪検
出器5を設け、該検出器と前記各噴口冷却水電磁弁とを
夫々接続して前記検出器によって検出された所定寸法と
の偏差歪値に応じて前記弁を制御することによって各噴
口からの冷却水量を調整するもので、さらに前記検出器
と後面ピンチロール6の圧下油圧シリンダ7とを夫々接
続して同様に検出された偏差値に応じて前記シリンダの
圧下刃をも制御することによって強制矯正を施すもので
ある。
前述の冷却帯の冷却は、外面及び内面あるいは両面のい
ずれかから行なわれるが、管の要求される機械的性質、
肉厚、焼入れ操作の難易等に応じて選択するもので、比
較的薄肉管には一面冷却で充分焼入れが完了し、厚肉管
には両面冷却を必要とし、固体流送(固体を流体で輸送
すること)用管のごとく内面表層硬化を要求されるもの
は肉厚全体を焼入れする必要がないなど要求諸元に容易
に適応可能であり、また外面各段噴口管の構成は、従来
の環状噴口管のほかに噴口からの冷却水量を調整制御で
きる形式で、さらに、流速を0.5〜7 m / se
cに制御自在にするものとする。
ずれかから行なわれるが、管の要求される機械的性質、
肉厚、焼入れ操作の難易等に応じて選択するもので、比
較的薄肉管には一面冷却で充分焼入れが完了し、厚肉管
には両面冷却を必要とし、固体流送(固体を流体で輸送
すること)用管のごとく内面表層硬化を要求されるもの
は肉厚全体を焼入れする必要がないなど要求諸元に容易
に適応可能であり、また外面各段噴口管の構成は、従来
の環状噴口管のほかに噴口からの冷却水量を調整制御で
きる形式で、さらに、流速を0.5〜7 m / se
cに制御自在にするものとする。
すなわち、0.5m/sec以下の流速では管下面に噴
射水が達しないし、7 m /secを越すと前段噴口
からの反射噴流と後段噴流が干渉し合うので冷却が均等
に行なわれ難く、7m/sec以下では噴流運動エネル
ギが水の表面エネルギの及ぶ範囲になるので、噴流およ
び衝突後の流れが層流となって均一冷却面が拡大される
とともに反射流が生じないから相互干渉が起らない。
射水が達しないし、7 m /secを越すと前段噴口
からの反射噴流と後段噴流が干渉し合うので冷却が均等
に行なわれ難く、7m/sec以下では噴流運動エネル
ギが水の表面エネルギの及ぶ範囲になるので、噴流およ
び衝突後の流れが層流となって均一冷却面が拡大される
とともに反射流が生じないから相互干渉が起らない。
さらに、各段の外面噴口管について詳説すると、第4図
に示す如く、金属管10と同心の環状管体を配設して該
管体の等分割点で外周壁に接線近傍方向に冷却水注入口
11を装着して前記管体内で冷却水を環流させてから、
前記金属管管軸に伏角αを、しかも金属管半径にも横向
θをもった噴口出口から前記冷却水を噴出させるもので
、前記伏角αによって外面初段噴口管1からの噴流は管
搬送方向の反射側にもどることなく、前記横向θによっ
て噴流は旋回しながら管外面を被覆するので冷却面積が
大きくなる。
に示す如く、金属管10と同心の環状管体を配設して該
管体の等分割点で外周壁に接線近傍方向に冷却水注入口
11を装着して前記管体内で冷却水を環流させてから、
前記金属管管軸に伏角αを、しかも金属管半径にも横向
θをもった噴口出口から前記冷却水を噴出させるもので
、前記伏角αによって外面初段噴口管1からの噴流は管
搬送方向の反射側にもどることなく、前記横向θによっ
て噴流は旋回しながら管外面を被覆するので冷却面積が
大きくなる。
また、前記の初段噴口管1の噴出方向と次段噴口管2と
を対向して配置するもので、これによって第3図の如く
、両段中間に噴流衝突による盛り上り部13が生じて管
周を線状に囲包し、該部上部から冷却水が垂下して均等
冷却を行ない、さらに前記各段噴口出口が管半径に横向
をもたせであるので前記均等冷却に相乗効果を与える。
を対向して配置するもので、これによって第3図の如く
、両段中間に噴流衝突による盛り上り部13が生じて管
周を線状に囲包し、該部上部から冷却水が垂下して均等
冷却を行ない、さらに前記各段噴口出口が管半径に横向
をもたせであるので前記均等冷却に相乗効果を与える。
ついで、各段内面噴口管について述べると、第4図にお
いて、前述外面噴口管と同様に同心の環状管体を金属管
10内部に配設して接線近傍方向から入る冷却水注入口
12を装着し、噴口出口を同様に金属管管軸および半径
に夫々仰角βおよび横向δを保持させるもので前述とほ
ぼ同様な効果がある。
いて、前述外面噴口管と同様に同心の環状管体を金属管
10内部に配設して接線近傍方向から入る冷却水注入口
12を装着し、噴口出口を同様に金属管管軸および半径
に夫々仰角βおよび横向δを保持させるもので前述とほ
ぼ同様な効果がある。
なお、この場合に、冷却水を噴口出口から高圧噴出させ
ることによるか、あるいは水、圧縮気体の混合霧化させ
ることによって流速を増大させた方が望ましく、その効
果は外面冷却時と異なって反射流が遠心力で管内壁に押
圧されて多段噴出による相互干渉が起ることなく冷却不
均一による弊害が生じない。
ることによるか、あるいは水、圧縮気体の混合霧化させ
ることによって流速を増大させた方が望ましく、その効
果は外面冷却時と異なって反射流が遠心力で管内壁に押
圧されて多段噴出による相互干渉が起ることなく冷却不
均一による弊害が生じない。
一般に、金属管の冷却時に生ずる歪の殆んどは塑性温度
域で生ずる歪であシこの温度域下の弾性温度域における
熱膨張にもとづく歪は無視できるのでCeq O,4%
附近の一般鋼の最終歪に関係する下限温度は400℃程
度で、したがって950℃の加熱温度から該温度までの
冷却が重要であってこの発明の適用は前記温度域間であ
ることが望ましい。
域で生ずる歪であシこの温度域下の弾性温度域における
熱膨張にもとづく歪は無視できるのでCeq O,4%
附近の一般鋼の最終歪に関係する下限温度は400℃程
度で、したがって950℃の加熱温度から該温度までの
冷却が重要であってこの発明の適用は前記温度域間であ
ることが望ましい。
また、前述の外面冷却時に起る盛り上り部13の形成に
は、肉厚12.7mm、外径24インチ金属管を搬送速
度500mm/minで処理する場合について述べれば
初段噴口及び次段噴口からの夫々の噴流が金属管表面と
衝突する点同志の距離を約90mmに設定すると好都合
である。
は、肉厚12.7mm、外径24インチ金属管を搬送速
度500mm/minで処理する場合について述べれば
初段噴口及び次段噴口からの夫々の噴流が金属管表面と
衝突する点同志の距離を約90mmに設定すると好都合
である。
つぎに、この発明の実験結果について詳述すれば、長さ
12m、肉厚12.7mg、外径24インチ金属管に対
して、第6図に示すように焼入れに必要な下限冷却速度
約35℃/secを最低水量として真円からの歪量に応
じた水量を冷却噴口から噴出させた場合に偏平度すなわ
ち最大径と最小径の差が1.3%程度となり、また圧下
油圧シリンダ圧下刃を前記歪量に応じて第8図図示の通
り与えた強制矯正をも併用することによって前記偏平度
を0.8%程度に改善できた。
12m、肉厚12.7mg、外径24インチ金属管に対
して、第6図に示すように焼入れに必要な下限冷却速度
約35℃/secを最低水量として真円からの歪量に応
じた水量を冷却噴口から噴出させた場合に偏平度すなわ
ち最大径と最小径の差が1.3%程度となり、また圧下
油圧シリンダ圧下刃を前記歪量に応じて第8図図示の通
り与えた強制矯正をも併用することによって前記偏平度
を0.8%程度に改善できた。
なお第8図には第3図に示すような3段冷却によって管
温度が常温附近になったところで後面ピンチロール6に
より矯正する場合を示したが、ピンチロール6の前段に
おける冷却段数を減少せしめ又は冷却水量を減少せしめ
て管温度が未だ冷却途上にある間にピンチロール6で矯
正せしめ、ピンチロール後段に多段冷却噴口を配置すれ
ば前記圧下油圧シリンダの圧下刃を減少せしめにも同様
な効果を得ることが可能である。
温度が常温附近になったところで後面ピンチロール6に
より矯正する場合を示したが、ピンチロール6の前段に
おける冷却段数を減少せしめ又は冷却水量を減少せしめ
て管温度が未だ冷却途上にある間にピンチロール6で矯
正せしめ、ピンチロール後段に多段冷却噴口を配置すれ
ば前記圧下油圧シリンダの圧下刃を減少せしめにも同様
な効果を得ることが可能である。
第1a、Ib図は従来方式の焼入れ冷却を示す側面およ
び環状噴口部の縦断正面図、第2図は、従来方式による
冷却速度分布図、第3図は、この発明の実施例を示す側
面図、第4a図は、同じく前回の各段噴口部の縦断拡大
正面図、第4b図は、同じく第3図の噴口部の一部縦断
拡大側面図、第5図は、同じく歪検出器取付位置を示す
正面図、第6図は、歪量に応じた吐出水量例を示す線図
、第7図は、圧下油圧シリンダを結合した後面ピンチロ
ール配置位置を示す正面図、第8図は、歪量に応じた圧
下刃側を示す線図である。 1……外面初段噴口管、2……同次段噴口管、2′……
同三段噴口管、3……内面初段噴口管、4……同次段噴
口管、5……歪検出器、6……後面ピンチロール、7…
…圧下油圧シリンダ、8……前面ピンチロール、9……
加熱器、10……金属管、11……外面冷却水注入口、
12……内面冷却水注入口、13……盛り上り部、14
……環状噴口管。
び環状噴口部の縦断正面図、第2図は、従来方式による
冷却速度分布図、第3図は、この発明の実施例を示す側
面図、第4a図は、同じく前回の各段噴口部の縦断拡大
正面図、第4b図は、同じく第3図の噴口部の一部縦断
拡大側面図、第5図は、同じく歪検出器取付位置を示す
正面図、第6図は、歪量に応じた吐出水量例を示す線図
、第7図は、圧下油圧シリンダを結合した後面ピンチロ
ール配置位置を示す正面図、第8図は、歪量に応じた圧
下刃側を示す線図である。 1……外面初段噴口管、2……同次段噴口管、2′……
同三段噴口管、3……内面初段噴口管、4……同次段噴
口管、5……歪検出器、6……後面ピンチロール、7…
…圧下油圧シリンダ、8……前面ピンチロール、9……
加熱器、10……金属管、11……外面冷却水注入口、
12……内面冷却水注入口、13……盛り上り部、14
……環状噴口管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1金属管を加熱帯から冷却帯に移動させながら複数の冷
却噴口を持つ環状噴口管から冷却水を噴射して焼入れを
行うに際し、冷却帯後方において被焼入れ金属管外周の
歪量を円周上の複数個所で検出して所定値との偏差値を
求め、該偏差値に応じて上記検出位置に対応した円周上
の位置の冷却噴口から冷却水量を制御することを特徴と
する大径薄肉金属管の焼入れ方法。 2金属管を加熱帯から冷却帯に移動させながら複数の冷
却噴口を持つ環状噴口管から冷却水を噴射して焼入れを
行うに際し、冷却帯後方において被焼入れ金属管外周の
歪量を円周上の複数個所で検出して所定値との偏差値を
求め、該偏差値に応じて上記検出位置に対応した円周上
の位置の冷却噴口からの冷却水量を制御し、併せて該円
周上位置の矯正圧力を制御することを特徴とする大径薄
肉金属管の焼入れ方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50012380A JPS58494B2 (ja) | 1975-01-31 | 1975-01-31 | タイケイウスニクキンゾクカンノヤキイレホウホウ |
| CA243,745A CA1065745A (en) | 1975-01-31 | 1976-01-19 | Method of quenching large-diameter thin-wall metal pipe |
| DE19762602678 DE2602678A1 (de) | 1975-01-31 | 1976-01-24 | Verfahren und vorrichtung zum abschrecken duennwandiger metallrohre mit grossem durchmesser |
| US05/652,576 US4050963A (en) | 1975-01-31 | 1976-01-26 | Method of quenching large-diameter thin-wall metal pipe |
| IT19751/76A IT1054585B (it) | 1975-01-31 | 1976-01-30 | Metodo per temperare tubi metallici di grande diametro e di piccolo spessore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50012380A JPS58494B2 (ja) | 1975-01-31 | 1975-01-31 | タイケイウスニクキンゾクカンノヤキイレホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5187411A JPS5187411A (en) | 1976-07-31 |
| JPS58494B2 true JPS58494B2 (ja) | 1983-01-06 |
Family
ID=11803656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50012380A Expired JPS58494B2 (ja) | 1975-01-31 | 1975-01-31 | タイケイウスニクキンゾクカンノヤキイレホウホウ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4050963A (ja) |
| JP (1) | JPS58494B2 (ja) |
| CA (1) | CA1065745A (ja) |
| DE (1) | DE2602678A1 (ja) |
| IT (1) | IT1054585B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4181845A (en) * | 1977-07-11 | 1980-01-01 | Smith International, Inc. | Apparatus for tempering the weld between a tool joint connector and a drill pipe tube |
| US4243441A (en) * | 1979-05-09 | 1981-01-06 | National Steel Corporation | Method for metal strip temperature control |
| CA1227110A (en) * | 1982-03-15 | 1987-09-22 | Algoma Steel Corporation Limited (The) | Pipe quenching apparatus and method |
| US4844427A (en) * | 1988-02-01 | 1989-07-04 | The Gleason Works | Quenching apparatus |
| JPH05223761A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-31 | Nippon Seiko Kk | 焼入検査方法 |
| US5626693A (en) * | 1995-07-19 | 1997-05-06 | Neturen Co., Ltd. | Method and apparatus for quenching a tubular workpiece |
| CN100485052C (zh) * | 2007-04-30 | 2009-05-06 | 西安重型机械研究所 | 具有移动旋转功能的内喷喷嘴 |
| DE102008009009B3 (de) * | 2008-02-13 | 2009-01-02 | Esser-Werke Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines Rohrkörpers für ein Förderrohr sowie Verfahren zur Herstellung eines Förderrohrs |
| CN101550482B (zh) * | 2009-05-13 | 2010-12-29 | 沈阳铸造研究所 | 一种金属工件热处理变形控制方法 |
| DE102014204348A1 (de) * | 2014-03-10 | 2015-09-10 | Wika Alexander Wiegand Se & Co. Kg | Messelement aus stahl mit gehärteter randzone |
| JP6424655B2 (ja) * | 2015-02-03 | 2018-11-21 | トヨタ自動車株式会社 | 鋳造粗材の焼入方法 |
| US10190185B2 (en) * | 2015-08-24 | 2019-01-29 | Jtekt Corporation | Hardening method of annular workpiece |
| CN105256124A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-01-20 | 湖南匡为科技有限公司 | 一种防腐钢管制造的冷却方法及冷却设备 |
| CA2947367A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Shawcor Ltd. | Apparatus and method for cooling coated pipe |
| CN107974540B (zh) * | 2017-12-22 | 2023-11-03 | 浙江东禾机械科技股份有限公司 | 一种紧固件淬火装置 |
| CN108517398B (zh) * | 2018-06-26 | 2023-10-27 | 安徽马钢设备检修有限公司 | 一种大管径薄壁管焊后热处理装置及其使用方法 |
| CN114657359B (zh) * | 2021-11-03 | 2023-08-11 | 航天晨光股份有限公司 | 一种中小口径不锈钢波纹管快速可控冷却方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3708354A (en) * | 1971-06-09 | 1973-01-02 | Anaconda American Brass Co | Method and apparatus for measuring and controlling the continuous annealing of a long length of metal tubing |
-
1975
- 1975-01-31 JP JP50012380A patent/JPS58494B2/ja not_active Expired
-
1976
- 1976-01-19 CA CA243,745A patent/CA1065745A/en not_active Expired
- 1976-01-24 DE DE19762602678 patent/DE2602678A1/de active Pending
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