DE4243599A1 - Rolling mill roller - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf den Walzbetrieb und betrifft insbesondere Walzwerkswalzen.The invention relates to the rolling operation and relates especially rolling mill rolls.
Am effektivsten kann die Erfindung beim Warmwalzen, ins besondere von Kupfer und Kupferlegierungen sowie Stahl angewendet werden.The invention can be most effective in hot rolling, ins special of copper and copper alloys as well as steel be applied.
Aus der FR-A-21 69 975 ist eine Walzwerkswalze bekannt, die eine Walzenachse mit einer Bandage aus Hartmetall mit einem Element zum Schutz gegen elektrochemischen Verschleiß auf weist. Das Schutzelement enthält eine Gleichstromquelle. Dabei ist eine Vorrichtung zum Zuführen einer Schmier- und Kühlflüssigkeit vorgesehen. Das Element zum Schutz gegen elektrochemischen verschleiß weist Anodenringe auf, die starr in an der Umfangslinie der Hartmetallbandage vorhan denen ringförmigen Eindrehungen angeordnet sind. Die Ano denringe sind aus einem Werkstoff hergestellt, dessen elektrisches Potential geringer als das des Hartmetalls der Bandage ist.From FR-A-21 69 975 a rolling mill roll is known which a roller axis with a bandage made of hard metal with a Element for protection against electrochemical wear points. The protective element contains a direct current source. There is a device for supplying a lubricating and Coolant provided. The element to protect against electrochemical wear shows anode rings that rigid in existing on the circumference of the hard metal bandage which ring-shaped indentations are arranged. The Ano denrings are made from a material whose electrical potential less than that of the carbide Bandage is.
Eine solche konstruktive Ausführung der Walzwerkswalze gewährleistet einen kathodischen Schutz der Hartmetall bandage gegen elektrochemischen Verschleiß auf folgende Weise. Die Anodenringe, die sich in der als Elektrolyt dienenden Schmier- und Kühlflüssigkeit befinden, bilden eine Gleichstromquelle, die einen Strom für den kathodi schen Schutz gegen elektrochemischen Verschleiß der Hartme tallbandage erzeugt.Such a constructive design of the rolling mill roll ensures cathodic protection of the hard metal bandage against electrochemical wear on the following Wise. The anode rings, which are in the form of the electrolyte serving lubricant and coolant a direct current source that provides a current for the cathode protection against electrochemical wear of the Hartme tall bandage generated.
Die Anodenringe lösen sich jedoch während des Walzvorganges auf, wodurch deren Oberfläche mit Löseprodukten überzogen wird und als Folge davon der elektrische Kontakt der Ano denringe mit dem Elektrolyt gestört wird. Die Potentialdifferenz an der Kontaktgrenze der Anodenringe und des Elek trolyten ist nicht ausreichend, um den vorliegenden Wider stand (Löseprodukte der Anodenringe) zu überwinden. Infol gedessen nimmt der Strom des Kathodenschutzes schroff ab, und er kann überhaupt abgebrochen werden, was zum elek trochemischen Verschleiß der Arbeitsfläche der Hartmetall bandage führt.However, the anode rings come loose during the rolling process on, whereby their surface is covered with solvent products and as a result the electrical contact of the Ano which is disturbed with the electrolyte. The potential difference at the contact limit of the anode rings and the elec trolyte is not sufficient to counter the present stand (solution products of the anode rings) to overcome. Info the current of the cathode protection decreases sharply, and it can be canceled at all, what the elek trochemical wear of the working surface of the hard metal bandage leads.
In einer anderen Ausführungsvariante der erwähnten Walz werkswalze stellt das Element zum Schutz gegen den elek trochemischen Verschleiß eine Anode dar, die als Gleitstück ausgebildet ist, das mittels Federkraft an die Bandage angedrückt wird.In another embodiment variant of the roll mentioned factory roller provides the element to protect against the elec trochemical wear represents an anode that acts as a slider is formed, the spring force to the bandage is pressed.
Jedoch werden bei dieser Konstruktion die Anoden in der Regel aus nicht verschleißfesten Werkstoffen (Aluminium, Magnesium) hergestellt, während die Walzgeschwindigkeiten in modernen Walzwerken sehr hohe Werte (bis 100 m/s) errei chen. Die abgefederten Anoden werden stark verschlissen, was zu häufigem Stillsetzen des Walzwerkes zum Austausch der Anoden führt.However, with this construction, the anodes in the Rule made of non-wear-resistant materials (aluminum, Magnesium) manufactured while the rolling speeds achieve very high values (up to 100 m / s) in modern rolling mills chen. The sprung anodes are badly worn, resulting in frequent shutdown of the rolling mill for replacement the anode leads.
Aus der SU-A-13 66 251 ist eine Walzwerkswalze bekannt, die eine Walzenachse mit einer Bandage enthält, in deren Nut ein Einsatz aus Hartmetall untergebracht ist, der eine Arbeitsfläche und ein Element zum Schutz gegen elektroche mischen Verschleiß mit einer Gleichstromquelle aufweist. Dabei ist eine Vorrichtung zum Zuführen einer Schmier- Kühlflüssigkeit vorgesehen. Das Element zum Schutz gegen den elektrochemischen Verschleiß der Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes stellt eine Anode dar, die als Gleit stück ausgebildet ist, die sich in der Nut der Bandage be finden und über die Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes in Berührung mit dem Kontakt stehen. Die Gleitstücke sind an einer Horizontalachse begrenzt drehbar angeordnet und weisen jeweils zwei Vorsprünge auf, die mit der entspre chenden Gegenwalze in Berührung mit dem Kontakt stehen, so daß im Ergebnis die Gleitstücke sich an dem Hartmetallein satz entlang bewegen, wodurch die Oxidhaut, die sich infol ge der Anodenauflösung an der mit dem Hartmetalleinsatz in Berührung stehenden Oberfläche bildet, von der Oberfläche des Gleitstückes entfernt wird. Wenn an der Anode keine Oxidhaut vorhanden ist, wird ein Kathodenschutzstrom mit einem konstanten Wert gesichert. Dieser Wert ist von dem Werkstoff der Anode und dem Widerstand des Elektrolytes (Schmier- und Kühlflüssigkeit) abhängig. Die Bewegungsgröße des Gleitstückes relativ zu dem Hartmetalleinsatz ist sehr gering und beträgt für eine Umdrehung der Walzwerkswalze höchstens einen Millimeter, weshalb das Gleitstück inner halb einer langen Zeit praktisch nicht verschleißt.From SU-A-13 66 251 a rolling mill roll is known which contains a roller axis with a bandage, in the groove a carbide insert is housed, the one Work surface and an element to protect against electroche mix wear with a DC power source. A device for supplying a lubricating Coolant provided. The element to protect against the electrochemical wear of the work surface of the Carbide insert is an anode that acts as a sliding piece is formed, which be in the groove of the bandage find and over the work surface of the carbide insert to be in contact with the contact. The sliders are rotatably arranged on a horizontal axis and each have two protrusions that correspond to the appropriate counter roller in contact with the contact, so that, as a result, the sliders adhere to the hard metal move along, causing the oxide skin, which follows ge of the anode dissolution on the with the hard metal insert in Touching surface forms from the surface the slider is removed. If none at the anode Oxide skin is present, using a cathode protection current secured at a constant value. This value is from that Material of the anode and the resistance of the electrolyte (Lubricant and coolant) dependent. The movement size the slider relative to the hard metal insert is very low and is for one revolution of the rolling mill roll at most one millimeter, which is why the slide inside practically not worn out for a long time.
Die Schmier- und Kühlflüssigkeit wird aber der Walzwerks walze unter hohem Druck zugeführt und verspritzt, dabei wird deren Geschlossenheit verletzt. Im Ergebnis erhöht sich deren elektrischer Widerstand stark. Als Gleichstrom quelle dient die Anode, infolge eines großen elektrischen Widerstandes der Schmier- und Kühlflüssigkeit verringert sich aber der Kathodenstrom. Der unzureichende Wert des Kathodenschutzstromes kann den elektrochemischen Verschleiß der Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes nicht abwenden.However, the lubricating and cooling liquid becomes the rolling mill roller fed under high pressure and sprayed, thereby their unity is violated. As a result, increased their electrical resistance is strong. As direct current source serves the anode, due to a large electrical Resistance of the lubricant and coolant is reduced but the cathode current. The insufficient value of the Cathode protection current can cause electrochemical wear do not turn away from the working surface of the carbide insert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzwerks walze mit einem Element zum Schutz gegen elektrochemischen Verschleiß der Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes in einer solchen konstruktiven Ausführung zu schaffen, durch die die Lebensdauer der Walze verlängert werden kann.The invention has for its object a rolling mill roller with an element for protection against electrochemical Wear of the working surface of the carbide insert in to create such a constructive execution by which can extend the life of the roller.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Walzwerks walze, die eine Walzenachse mit einer Bandage enthält, in deren Nut ein Hartmetalleinsatz, der eine Arbeitsfläche hat, starr angeordnet ist und der mit einem Element zum Schutz gegen elektrochemischen Verschleiß dessen Arbeits fläche versehen ist, das eine Gleichstromquelle ein schließt, wobei eine Vorrichtung zum Zuführen einer Schmier- und Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, erfindungs gemäß das Element zum Schutz gegen elektrochemischen Ver schleiß der Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes minde stens eine flache Induktionsspule hat, die an der Bandage angebracht ist, wobei die auf der Seite der Außenfläche der Spule liegenden Teile ihrer Windungen mit dem Hartmetall einsatz elektrisch verbunden und die auf der Seite der Innenfläche der Spule liegenden Teile ihrer Windungen so ausgeführt sind, daß sie mit der Schmier- und Kühlflüs sigkeit in elektrischen Kontakt treten können, wobei die Gleichstromquelle von einem in der Nähe der Induktions spule ortsfest angeordneten Magnet gebildet ist.This object is achieved in that in a rolling mill roller containing a roller axis with a bandage in whose groove is a hard metal insert, which is a work surface has, is rigidly arranged and which has an element for Protection against electrochemical wear and tear of its work is provided, which is a DC power source closes, a device for feeding a Lubricant and coolant is provided, fiction according to the element for protection against electrochemical ver wear on the working surface of the carbide insert min least has a flat induction coil on the bandage is attached, which on the side of the outer surface of the Coil lying parts of their turns with the hard metal insert electrically connected and on the side of the Inner surface of the coil lying parts of its turns are executed that they with the lubricating and cooling rivers can come into electrical contact, the DC power source from one near the induction Coil fixed magnet is formed.
Eine solche konstruktive Ausführung des Elementes zum Schutz gegen den elektrochemischen Verschleiß des Hartme talleinsatzes gestattet es, den Kathodenschutzstrom mit dem erforderlichen Wert zu erzeugen, wodurch der elektrochemi sche Verschleiß der Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes praktisch ausgeschlossen wird.Such a constructive design of the element for Protection against the electrochemical wear of the Hartme insert allows the cathode protection current with the generate the required value, thereby the electrochemical cal wear on the working surface of the carbide insert is practically excluded.
Zweckmäßigerweise wird in der Bandage mindestens eine zu sätzliche Nut zur Unterbringung einer Induktionsspule hergestellt.At least one is expediently closed in the bandage additional groove for accommodating an induction coil produced.
Eine solche konstruktive Ausführung eignet sich für den Fall, daß bestimmte Abmessungen der Walzwerkswalzen einge halten werden müssen.Such a design is suitable for Case that certain dimensions of the rolling mill rollers turned on will have to hold.
Wenn in der Bandage zwei zusätzliche Nuten vorgesehen sind, ist es von Vorteil, daß diese relativ zu dem Hartmetallein satz einander gegenüber zu liegen kommen.If two additional grooves are provided in the bandage, it is advantageous that these are relative to the hard metal sentence to come face to face.
Eine solche konstruktive Ausführung trägt dazu bei, den Kathodenschutzstrom zu vergrößern, was beim Walzen von Metallen mit großem elektrischem Potential im Medium der Schmier- und Kühlflüssigkeit mit einem verhältnismäßig hohen elektrischen Widerstand notwendig ist.Such a constructive design helps to To increase cathode protection current, what when rolling Metals with high electrical potential in the medium of Lubricant and coolant with a proportionate high electrical resistance is necessary.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Walzwerkswalze anhand der Zeichnungen erläutert; es zeigen:Below is an embodiment of an Invention modern rolling mill roll explained with reference to the drawings; it demonstrate:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer erfindungs gemäßen Walzwerkswalze, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section of a rolling mill roll according to Inventive,
Fig. 2 eine vergrößerte schematische Draufsicht einer Induktionsspule der Walzwerkswalze, Fig. 2 is an enlarged schematic plan view of an induction coil of the roll mill,
Fig. 3 den Längsschnitt der Walzwerkswalze einer zweiten Ausführungsform eines Elements zum Schutz der Arbeitsfläche des Hartmetalleinsatzes gegen elek trochemischen Verschleiß und Fig. 3 shows the longitudinal section of the rolling mill roll of a second embodiment of an element for protecting the working surface of the hard metal insert against electro-chemical wear and
Fig. 4 den Längsschnitt der Walzwerkswalze mit einem Element zum Schutz der Arbeitsfläche des Hartme talleinsatzes gegen den elektrochemischen Ver schleiß in einer dritten Ausführungsform. Fig. 4 shows the longitudinal section of the rolling mill roll with an element for protecting the working surface of the hard metal insert against the electrochemical wear in a third embodiment.
Gemäß Fig. 1 enthält die Walzwerkswalze eine Walzenachse 1, auf der eine Bandage 2 sitzt, in deren Nut 6 ein Hartme talleinsatz 3 mit einer Arbeitsfläche 4 starr angeordnet ist. Die Bandage 2 weist eine Mutter 5 auf, mit deren Hilfe der Hartmetalleinsatz 3 befestigt ist. Der Hartmetallein satz 3 ist mit einem Element zum Schutz seiner Arbeits fläche 4 gegen elektrochemischen Verschleiß versehen. Außerdem ist die Walzwerkswalze mit einer nicht gezeigten Vorrichtung zum Zuführen einer Schmier- und Kühlflüssigkeit ausgerüstet. Die Nut 6 ist in der Stirn der Bandage 2 ist ausgeführt.Referring to FIG. 1, the rolling mill roll includes a roll shaft 1, sitting on a bandage 2, in which a groove 6 Hartme talleinsatz is arranged rigidly with a working surface 4 3. The bandage 2 has a nut 5 , with the aid of which the hard metal insert 3 is fastened. The hard metal insert 3 is provided with an element to protect its working surface 4 against electrochemical wear. In addition, the rolling mill roll is equipped with a device, not shown, for supplying a lubricating and cooling liquid. The groove 6 is in the forehead of the bandage 2 is executed.
Das Element zum Schutz gegen elektrochemischen Verschleiß besteht aus einer flachen Induktionsspule 7, die in der Nut 6 der Bandage 2 untergebracht ist. Auf die Induktionsspule 7 (Fig. 2) ist ein Kupferdraht aufgewickelt, der mit einem Isolierstoff überzogen ist und der eine große Anzahl von Windungen bildet, die zwischen der Außen- und der Innen fläche der Spule 7 liegen. Die auf der Seite der Außen fläche der Spule 7 liegenden Windungsteile 8 sind mit dem Hartmetalleinsatz 3 mittels eines aus Kupferdraht bestehen den Leiters 9 elektrisch verbunden, der an jedem Windungs teil 8 an der Umfangslinie der Spule 7 unter Bildung eines geschlossenen Kreises, der mittels desselben Drahtes mit dem Hartmetalleinsatz 3 (Fig. 1) verbunden ist, angelötet ist. Der auf der Seite der Innenfläche der Spule 7 liegende Teil 10 (Fig. 2) jeder Windung ist zur Bildung eines elek trischen Kontaktes mit der Schmier- und Kühlflüssigkeit abisoliert, was notwendig ist, um den Kathodenschutzstrom kreis zu schließen. Das Element zum Schutz der Arbeits fläche 4 gegen elektrochemischen Verschleiß enthält eine Gleichstromquelle, die aus einem im Walzgerüst (nicht gezeigt) in der Nähe der Spule 7 ortsfest befestigten Magneten 11, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem Dauermagneten besteht. Die zusätzliche Nut 6, in der sich die Spule 7 befindet, ist von einem Gehäuse 12 aus Isolier stoff zum Zurückhalten der Spule 7 und zu deren Schutz gegen Beschädigung abgeschlossen. Im Gehäuse 12 ist eine Öffnung 13 zum Eintritt der Schmier-und Kühlflüssigkeit in die zusätzliche Nut 6 vorgesehen.The element for protection against electrochemical wear consists of a flat induction coil 7 , which is accommodated in the groove 6 of the bandage 2 . On the induction coil 7 ( Fig. 2), a copper wire is wound, which is coated with an insulating material and which forms a large number of turns, which are between the outer and inner surface of the coil 7 . The lying on the side of the outer surface of the coil 7 winding parts 8 are electrically connected to the hard metal insert 3 by means of a copper wire, the conductor 9 , the part of each winding 8 on the circumferential line of the coil 7 to form a closed circle, by means of the same Wire is connected to the hard metal insert 3 ( Fig. 1), is soldered. The lying on the side of the inner surface of the coil 7 part 10 ( Fig. 2) of each turn is stripped to form an elec trical contact with the lubricating and cooling liquid, which is necessary to close the cathode protection circuit. The element for protecting the working surface 4 against electrochemical wear contains a direct current source which consists of a magnet 11 fixed in the roll stand (not shown) in the vicinity of the coil 7 , in the present exemplary embodiment a permanent magnet. The additional groove 6 , in which the coil 7 is located, is completed by a housing 12 made of insulating material for retaining the coil 7 and protecting it from damage. An opening 13 is provided in the housing 12 for the lubricant and coolant to enter the additional groove 6 .
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Elements zum Schutz der Walzwerkswalze gegen elektrochemischen Ver schleiß. Diese Ausführungsform ist anwendbar, wenn der Walzendurchmesser klein ist und die Spule 7 nicht in der Nut 6 in der Stirn der Bandage 2 untergebracht werden kann. Diese Nut 6 liegt auf der Seite des Außendurchmessers der Bandage 2, wie in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 shows a second embodiment of the element for protecting the rolling mill roller against electrochemical wear. This embodiment is applicable when the roller diameter is small and the spool 7 cannot be accommodated in the groove 6 in the front of the drum 2 . This groove 6 lies on the side of the outside diameter of the bandage 2 , as shown in FIG. 3.
Zum Walzen von Kupferprofilen mit großen Abmessungen dient die Ausführungsform des Elementes zum Schutz des Hartme talleinsatzes 3 gegen elektrochemischen Verschleiß nach Fig. 4. In dieser Ausführungsform sind zwei Nuten 6 vor gesehen, die bezüglich des Hartmetalleinsatzes 3 einander gegenüberliegen. Dabei ist eine Nut 6 in der Bandage 2 und die andere in der Mutter 5 ausgeführt.For rolling of copper profiles of large dimensions, the embodiment 3 of the element serves to protect the Hartme talleinsatzes against electrochemical wear according to Fig. 4. In this embodiment, two grooves 6 are seen before, with respect to the opposite of the hard metal insert 3 today. One groove 6 is made in the bandage 2 and the other in the nut 5 .
In jeder zusätzlichen Nut 6 ist eine Spule 7 untergebracht, die vom Gehäuse 12 abgeschlossen ist. Der Dauermagnet 11 hat eine entsprechende Gestalt, damit das Magnetfeld die Windungen der beiden Spulen 7 durchdringt.In each additional groove 6 , a coil 7 is housed, which is closed by the housing 12 . The permanent magnet 11 has a corresponding shape so that the magnetic field penetrates the turns of the two coils 7 .
Die erfindungsgemäße Walzwerkswalze wird wie folgt betrie ben. Während des Warmwalzens wird der rotierenden Walze die Schmier- und Kühlflüssigkeit zugeführt, die über die Öff nung 13 (Fig. 1) in die zusätzliche Nut 6 und auf die Spule 7 gelangt. Da der Dauermagnet 11 sich in der Nähe der Spule 7 befindet, wird ein Magnetfeld erzeugt, bei dessen Kreu zung während der Drehung der Spule 7 in deren Windungen eine elektromotorische Kraft entsteht. Rotiert die Walz werkswalze im uhrzeigersinn, wird negatives Potential der elektromotorischen Kraft über die Windungsteile 8 der Spule 7 und über den Leiter 9 zu dem Hartmetalleinsatz 3 und weiter zum Walzgut und von diesem über die Schmier- und Kühlflüssigkeit, die als Elektrolyt dient, zu den Windungs teilen 10 der Spule 7, die mit der Schmier- und Kühlflüs sigkeit in Berührung mit dem Kontakt stehen, geleitet. Auf diese Weise erfolgt der kathodische Schutz der Arbeits fläche 4 des Hartmetalleinsatzes 3 gegen elektrochemischen Verschleiß, wodurch die Lebensdauer der Walzen verlängert wird.The rolling mill roller according to the invention is operated as follows. During hot rolling, the rotating roller is supplied with the lubricating and cooling liquid which passes through the opening 13 ( FIG. 1) into the additional groove 6 and onto the coil 7 . Since the permanent magnet 11 is in the vicinity of the coil 7 , a magnetic field is generated, at the intersection of which, during the rotation of the coil 7, an electromotive force is generated in the windings thereof. Rotates the rolling mill roller clockwise, negative potential of the electromotive force on the winding parts 8 of the coil 7 and on the conductor 9 to the hard metal insert 3 and on to the rolling stock and from this via the lubricating and cooling liquid, which serves as the electrolyte Windungs parts 10 of the coil 7 , which are in contact with the contact with the lubricating and cooling liquid. In this way, the cathodic protection of the working surface 4 of the hard metal insert 3 against electrochemical wear takes place, thereby extending the life of the rollers.
Im gegebenen Fall beruht das Prinzip des Kathodenschutzes auf der Polarisation der Kathode (Walzgut) bis zum Errei chen des Potentials der Anode (Hartmetalleinsatz), so daß im Ergebnis die Potentialdifferenz an der Kontaktgrenze der Arbeitsfläche 4 des Hartmetalleinsatzes 3 und des Walzgutes gleich Null ist und die Arbeitsfläche 4 des Hartmetallein satzes 3 nicht aufgelöst wird.In the given case, the principle of cathode protection is based on the polarization of the cathode (rolling stock) until the potential of the anode is reached (hard metal insert), so that as a result the potential difference at the contact boundary of the working surface 4 of the hard metal insert 3 and the rolling stock is zero and the work surface 4 of the carbide insert 3 is not resolved.
Bei geringen Walzgeschwindigkeiten kann ein Elektromagnet als Gleichstromquelle verwendet werden.At low rolling speeds, an electromagnet can can be used as a direct current source.
Der beschriebene, dank der erfindungsgemäßen konstruktiven Ausführung des Elementes zum Schutz gegen elektrochemischen Verschleiß stattfindende Kathodenschutz der Arbeitsfläche 4 des Hartmetalleinsatzes 3 schließt einen Einfluß auf den Verschleiß der anderen gleitenden Bauteile des Walzwerkes aus und ist für das Bedienungspersonal ungefährlich, weil die elektromotorische Kraft nur im Betrieb des Walzwerkes entsteht.The described, thanks to the constructive design of the element for protection against electrochemical wear according to the invention, the cathode protection of the working surface 4 of the hard metal insert 3 excludes an influence on the wear of the other sliding components of the rolling mill and is harmless to the operating personnel because the electromotive force is only in operation of the rolling mill is created.
Außerdem kann ein solcher Kathodenschutz in modernen Hoch geschwindigkeitswalzwerken bei Walzen angewendet werden, die aus beliebigen verschleißfesten Werkstoffen, insbeson dere aus Hartmetallen hergestellt sind.In addition, such cathode protection can be found in modern highs speed rolling mills are applied to rolls, made of any wear-resistant materials, in particular which are made of hard metals.
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Legal Events
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |