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On connaît déjà des fours cloches dans lesquels des produits se présentant sous la forme de bobines ou d'enroulements sont disposés de façon à recevoir le flux calorifique par la tranche. Un tel agencement a pour avantage de faciliter la transmission calorifique, aussi bien au chauffage qu'au refroidissement.
La pénétration de la chaleur et son évacuation s'effectuent néanmoins à des vitesses relativement faibles, si bien que la durée d'un cycle de traitement peut atteindre un temps considérable, ce qui présente un triple inconvénient: il convient en effet de construire un nombre de fours
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important, représentant un investissement considérable; la surface occupée par l'installation est très étendue; la consommation de combustible est rendue élevée car les pertes de chaleur sont proportionnelles au temps.
La présente invention a notamment pour but d'améliorer les installations (le traitement par -fours cloches en rendant possibles les manipulations -rapides des charges et en augmentant les rendements de transmission calorifique aux tranches des bobines.
Selon la présente invention, les charges sont placées sur plateaux, lesdits plateaux étant pourvus d'organes d'accrochage et de soutiens, lesdits soutiens étant réalisés de façon à éviter le fluage desdits plateaux à chaud, pendant la période de grand feu et de maintien.
Selon une forme avantageuse d'exécution, le plateau porte-charge présente. des organes d'appui périphériques destinés à reposer sur des organes de soutien conjugués placés sur la sole du four et un appui central destiné à reposer sur un poinçon de centrage.
Le poinçon peut être fixe ou mobile et, dans ce dernier cas, il peut être utilisé comme organe de levage de la charge du four.
Il y a avantage en outre à pourvoir un tel four d'un couvercle et d'une sole éclipsables à l'aide de moyens de levage appropriés, le poinçon précité pouvant être utilisé également comme moyen de levage de la partie mobile de la sole et comme moyen de soutien unique pour le plateau porte- charge et pour cette partie mobile.
Cette partie mobile de la sole peut être agencée de façon à comporter soit des brûleurs de chauffage, soit des chambres de combustion correspondant à des brûleurs aménagés dans des parties fixes, soit des éléments radiants formant moufles.
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Le couvercle de l'enceinte comporte des aména- gements équivalents à ceux de la sole ou des aménagements différents.
De tels plateaux de manutention peuvent être utilisés à la réception frontale des jets de flamme qui sortent des brûleurs ou des chambres de combustion. Ils peuvent être utilisés également comme directeurs de circula- tion pour des jets de flamme radiaux, lorsque les brûleurs sont installés dans la paroi latérale du four cloche.
Avec une telle disposition, ces plateaux de manutention peuvent être utilisés aussi bien comme support de la tranche inférieure d'une ou plusieurs bobines que comme couvercle, au-dessus de la tranche supérieure de la ou desdites bobines, ce qui permet de superposer et d'accoler un nombre quelconque de bobines dans le même four, grâce à l'aménagement, aux hauteurs convenables, de brûleurs dans la paroi latérale.
Un agencement ainsi conçu permet en outre d'obtenir par induction une forte recirculation dans les canaux des plateaux, ce qui entraîne une grande régularité de chauffage.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention est mise en pratique.
La fig. 1 montre schématiquement en coupe une première forme d'exécution d'un four comportant les perfec- tionnements conformes à la présente invention.
La fige 2 montre également une coupe d'une première variante.
Les fige 3 et 4 montrent partiellement en coupe les parties inférieures de deux autres variantes.
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La fig. 5 montre en coupe très schématique une variante pourvue de plateaux chauffants.
La fig. 6 est une coupe faite par la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fige 1 représente un four dont la sole comporte un anneau fixe 1 supporté par les membrures 2 d'un plancher monté sur des poteaux 3. Cette sole reçoit une paroi 4 cylindrique dont la base est garnie d'une lame circulaire 5 plongeant dans une gouttière d'étanchéité 6.
Cette paroi 4 présente également des crochets de levage 7.
La partie supérieure de cette paroi est recouverte par un couvercle 8 et la périphérie de ce couvercle présente une lame circulaire 9 plongeant dans une gouttière 10 d'étanchéité, prévue à la partie supérieure et à l'extérieur de la paroi 4.
Ce couvercle est en outre muni d'une armature dont les poutrelles 11 sont utilisables comme moyen d'accrochage pour des liens 12 appartenant à un pont roulant 13 qui circule sur les rails 14 d'une voie supportée par des poteaux 15 représentés avec un arrachement, ce pont roulant servant à la manutention qui sera ci-dessous exposée.
Le couvercle 8 est garni avec un certain nombre de brûleurs 16 répartis en couronne et laisse passer des gaînes 17 d'évacuation des fumées, gaines plongeant dans le four au voisinage de la face interne de la paroi 4.
La sole annulaire 1 reçoit dans sa perforation un porte-brûleurs 18, et l'étanchéité du joint est assurée par une gouttière 19 qui entoure la base dudit porte-brûleurs, gouttière dans laquelle plonge une jupe 21 appartenant à la face inférieure de la sole annalaire 1. La face supérieure de la sole annulaire présente une couronne 20, perforée radialement et destinée à supporter l'embase périphérique
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d'un plateau porte-charge 22 pourvu de crochets de manuten- tion 23. La partie centrale du porte-brûleurs 18 présente un canal 24 au travers duquel passe le corps d'un poinçon 25 dont la tête supporte une sorte de moyeu 26 prévu au centre du plateau 22.
Ce poinçon présente également un épaulement 27 sur lequel sont adaptées des clavettes demi-lune 28 qui supportent par son centre le porte-brûleurs 18.
La région moyenne du prote-brûleurs 18 est garnie par une couronne de brûleurs 29 régulièrement répartis, brûleurs dirigés sensiblement de façon perpendiculaire à la paroi inférieure nervurée de la plaque 22.
La périphérie de la face supérieure de cette plaque est pourvue d'une gouttière d'étanchéité 30 dans laquelle plonge la jupe courte d'une plaque de fond 31 appliquée sur la plaque 22 et recevant la.tranche inférieure de la bobine 32 à traiter, cette dernière étan.t coiffée par une cloche 33 dont la jupe plonge par son bord dans la gout- tière 30 et dont le fond est renforcé par une plaque 34 .appuyée sur la tranche supérieure de la bobine 32 et destinée à être frappée par les jets de flamme issus des brûleurs 16.
L'avantage d'un tel dispositif est tout d'abord que le plateau porte-charge 22 permet une manutention de la charge éventuellement recouverte par la cloche d'atmos- phère 33, grâce au poinçon 25 terminent la tige de poussée d'un vérin quelconque, ou grâce aux chaînes 12 accrochées aux crochets 23. Pour la manutention par le poinçon, il suffit d'amener le porte-brûleurs 18 sur les galets 35 qui permettent de l'écarter, de retirer les clavettes 28 pour pouvoir, après enlèvement du couvercle 8, sortir la charge par l'orifice supérieur du four.
Les appuis périphériques 20
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permettent@les bobine 22 à
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froid ou à' chaud ,, eDÀ, 11 aba enceu dü.,ppd.ÍlQcnfJ25 si: né4essnÀrpe et, inversement,,leepoinçon seul peut'. soutenir.-le plateau pen-
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dlut un temps b1"e> o.e doub.e.so,uü,na estWë,st3.né.à 6-v-i-terr. le fluage du' plateau 22 de. grand diamètre sous la.. forte. citasse- de la bobine 32 pendant les-périodes de grand-t'eu ou pendant les poriodes de maintien, relativement longues.
Il est' ainsi aisé de transporter..'rapidement le plateau 22 et la bobine 32 avec la cloche 33: dans une chambre de refroidissement. Il est aussi aisé de substituer à l'ensemble de chauffage, constitué par.le.porte-brûleurs 18, et le couvercle 8, des ensembles de refroidissement, l'ensemble de chauffage étant utilisable instantanément sur un four voisin ayant reçu son chargement.
Il est aisé de constater que les pertes calori- fiques d'un tel four sont très faibles ; dans le cas de l'enlèvement de la charge après traitement et de son transport dans une cellule de refroidissement rapide, ces pertes sont limitées à celles qu'implique le refroidissement de la sole 1 et de la paroi 4. Dans le cas où la charge est refroidie in situ, par substitution au prote-brûleurs 18 et au couvercle 8 d'ensembles de ventilation, les pertes sont diminuées si l'on réutilise rapidement la sole pour le réchauffage d'une autre charge.
La disposition représentée sur la fig. 1 se rapporte au cas où les brûleurs sont des brûleurs à gaz. Sur la fig. 2, est représenté un agencement dans lequel les brûleurs forment des jets radiaux et nécessitent un dévelop- pement de flamme dans une chambre de combustion, comme c'est le cas pour les brûleurs à combustible liquide. A cet effet, la partie mobile 18a de la sole comporte des chambres de combustion 36 coudées et, face à l'entrée étroite radiale 37
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de cette chambre 36, est disposé l'orifice de sortie 38 d'un brûleur de sole 29a. L'orifice axial de plus large section 39 de -chaque chambre 36 débouche sous la plaque de support 22a de la. charge 32a.
Des dispositions analogues peuvent être prises ,en ce qui concerne le couvercle 8a dans lequel sont agencés des brûleurs radiaux 16a. Par contre, la région centrale du couvercle présente une partie amovible 40 pourvue de chambres 41 analogues aux chambres 36, cette partie amovible 40 reposant sur le couvercle 8a par des butées, l'étanchéité étant assurée par un joint supplémentaire 42.
Comme montré sur la f ig. 3, des plaques direc- trices 43 peuvent être prévues pour orienter les jets de flamme à la sortie des chambres 36b de la .sole 18b.
Comme on le voit sur la fig. 4, lorsque les produits de combustion doivent être isolés, pour quelque raison que ce soit, il est aisé de prévoir une sole 18c dans laquelle sont glissés des moufles 44 convenablement .coudes, lesdits moufles étant raccordés de façon étanche ou présentant simplement leurs extrémités aux. débouchés de brûleurs 45 convenablement orientés et aux orifices 46 d'évacuation des fumées. Ces brûleurs et orifices peùvent être disposés radialement dans une embase fixe 47 prévue sous la partie fixe 1c qui forme une sole annulaire.
Comme on le voit sur la fig. 5, les plaques support de charge peuvent également être utilisées au chauffage intermédiaire entre deux charges voisines et superposées 48 et 49. De telles plaques sont pourvues à cet effet de canaux internes 50. Face à.l'entrée de ces canaux, on peut disposer sur la paroi latérale 51 du four des
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brûleurs 52..Les fumées développent leur rayonnement et leur chaleur de convection dans les canaux 50 et la chaleur résultante est transmise aux tranche, .des charges par les faces supérieures 53 et inférieures 54. d'une plaque intermé- diaire. Les plaques exiges de l'empilage transmettent utilement la chaleur par l'une de leurs faces seulement.
Les brûleurs étant disposés, sur la hauteur du four, en quinconce, les fumées, intérieurement au four, sont soumises, par induction, à une très forte recirculation aux orifices d'entrée des canaux 50. Cette recirculation a pour conséquence une amélioration des conditions de la combustion, dans certains cas, et une homogénéisation de la température interne de l'enceinte de traitement. Les brûleurs d'un même étage soht disposés de façon convergente. Les cloisons de séparation des divers canaux 50 sont radiales ou Inclinées sur cette direction. ,
Dans tous les cas, des tubes d'atmosphère 55 sont prévus soit sur les couvercles, soit dans les soles, ces tubes pénétrant dans les cloches de protection telle que la cloche 33 pour y créer un milieu. gazeux convenable au traitement envisagé.
Dans le cas des empilages, les plateaux intermédiaires présentent des tubes 56 d'intercommu- nioation. Dans ce cas par ailleurs, la paroi de protection peut être constituée, pour les plateaux supérieurs, par une jupe 57 solidaire de la paroi inférieure dudit plateau, cette jupe plongeant par son bord dans une gouttière d'étanchéité
58 portée par la face supérieure de la plaque !adjacente.
Il est aisé de constater que les dispositions adoptées aboutissent aux avantages suivants : - diminution sensible des temps de chauffage
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puisqu'on profite au maximum des possibilités de transmission de la chaleur par les tranches des bobines et par leurs surfaces ex ternes : - refroidissement accéléré puisque la chaleur s'écoule principalement dans le sens longitudinal et peut être enlevée immédiatement par les plaques supports refroidies; - diminution de la consommation spécifique d'un four de ce type puisque le temps de chauffage est réduit et en même temps les pertes calorifiques; - amélioration du traitement puisque les cycles thermiques en chaque point du produit traité sont comparables entre eux, du fait de la réduction de la-durée du traitement; - facilité accrue de la manutention des charges;
- réduction des investissements pour une produc- tion donnée par utilisation systématique et intensive des fours et cellules de refroidissement ou des éléments de chauffage et de ventilation communs à plusieurs fours.
Il va de soi en outre que, sans sortir du cadre de la présente invention, on peut apporter des modifi- cations aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites.
C' est ainsi que l'on peut prévoir des éléments télescopiques de levage, par vérin ou crémaillère, pour le mouvement du plateau porte-charge et celui de la sole.
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Bell furnaces are already known in which products in the form of coils or windings are arranged so as to receive the heat flow through the edge. Such an arrangement has the advantage of facilitating the heat transfer, both for heating and for cooling.
The penetration of heat and its evacuation take place nevertheless at relatively low speeds, so that the duration of a treatment cycle can reach a considerable time, which presents a threefold drawback: it is indeed necessary to construct a number ovens
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important, representing a considerable investment; the surface occupied by the installation is very large; the fuel consumption is made high because the heat losses are proportional to time.
The object of the present invention is in particular to improve the installations (the treatment by bell furnaces by making possible the rapid handling of loads and by increasing the heat transmission efficiency to the edges of the coils.
According to the present invention, the loads are placed on trays, said trays being provided with hooking members and supports, said supports being made so as to avoid creep of said hot trays, during the period of high fire and maintenance. .
According to an advantageous embodiment, the load-carrying plate is present. peripheral support members intended to rest on conjugate support members placed on the floor of the furnace and a central support intended to rest on a centering punch.
The punch can be fixed or mobile and, in the latter case, it can be used as a lifting device for the load of the furnace.
It is also advantageous to provide such an oven with a cover and a collapsible base using appropriate lifting means, the aforementioned punch can also be used as lifting means of the movable part of the base and as a sole means of support for the load-carrying plate and for this mobile part.
This movable part of the hearth can be arranged so as to include either heating burners, or combustion chambers corresponding to burners arranged in fixed parts, or radiant elements forming muffles.
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The enclosure cover has arrangements equivalent to those of the floor or different arrangements.
Such handling trays can be used at the front reception of the flame jets which come out of the burners or the combustion chambers. They can also be used as flow directors for radial flame jets, when the burners are installed in the side wall of the bell furnace.
With such an arrangement, these handling trays can be used both as a support for the lower edge of one or more reels and as a cover, above the upper edge of said reel (s), which makes it possible to superimpose and 'join any number of coils in the same oven, thanks to the arrangement, at suitable heights, of burners in the side wall.
An arrangement thus designed also makes it possible to obtain, by induction, a strong recirculation in the channels of the plates, which results in a great regularity of heating.
The description which follows, with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples, will make it possible to clearly understand how the invention is put into practice.
Fig. 1 schematically shows in section a first embodiment of an oven comprising the improvements in accordance with the present invention.
Fig 2 also shows a section of a first variant.
Figures 3 and 4 show partially in section the lower parts of two other variants.
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Fig. 5 shows in very schematic section a variant provided with heating plates.
Fig. 6 is a section taken along the line VI-VI of FIG. 5.
Fig 1 shows an oven whose sole comprises a fixed ring 1 supported by the frames 2 of a floor mounted on posts 3. This sole receives a cylindrical wall 4, the base of which is lined with a circular blade 5 plunging into a waterproofing gutter 6.
This wall 4 also has lifting hooks 7.
The upper part of this wall is covered by a cover 8 and the periphery of this cover has a circular blade 9 plunging into a sealing gutter 10, provided at the upper part and on the outside of the wall 4.
This cover is also provided with a frame, the beams 11 of which can be used as attachment means for links 12 belonging to an overhead crane 13 which runs on the rails 14 of a track supported by posts 15 shown with a cutout , this overhead crane used for handling, which will be described below.
The cover 8 is lined with a certain number of burners 16 distributed in a ring and allows flue gas evacuation ducts 17 to pass, ducts immersing in the oven in the vicinity of the internal face of the wall 4.
The annular hearth 1 receives in its perforation a burner holder 18, and the sealing of the joint is ensured by a gutter 19 which surrounds the base of said burner holder, a gutter in which a skirt 21 belonging to the underside of the hearth plunges. annular 1. The upper face of the annular sole has a crown 20, radially perforated and intended to support the peripheral base
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a load-carrying plate 22 provided with handling hooks 23. The central part of the burner holder 18 has a channel 24 through which passes the body of a punch 25, the head of which supports a kind of hub 26 provided in the center of the board 22.
This punch also has a shoulder 27 on which are fitted half-moon keys 28 which support the burner holder 18 through its center.
The middle region of the burner protector 18 is lined with a ring of burners 29 which are regularly distributed, burners directed substantially perpendicular to the ribbed lower wall of the plate 22.
The periphery of the upper face of this plate is provided with a sealing gutter 30 in which the short skirt of a bottom plate 31 is placed, applied to the plate 22 and receiving the lower slice of the coil 32 to be treated, the latter étan.t capped by a bell 33 whose skirt plunges by its edge into the gutter 30 and whose bottom is reinforced by a plate 34 supported on the upper edge of the coil 32 and intended to be struck by the jets of flame from the burners 16.
The advantage of such a device is first of all that the load-carrying plate 22 allows handling of the load possibly covered by the atmosphere bell 33, thanks to the punch 25 terminating the push rod of a any jack, or thanks to the chains 12 attached to the hooks 23. For handling by the punch, it suffices to bring the burner holder 18 on the rollers 35 which allow it to be separated, to remove the keys 28 in order to be able, afterwards removing the cover 8, remove the load through the upper opening of the oven.
Peripheral supports 20
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allow @ coils 22 to
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cold or 'hot ,, eDÀ, 11 aba enceu dü., ppd.ÍlQcnfJ25 si: né4essnÀrpe and, conversely, the punch alone can'. support.-the tray will-
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dlut a time b1 "e> oe doub.e.so, uü, na estWë, st3.né.à 6-vi-terr. the creep of the 'plate 22 of. large diameter under the .. strong. cistern of the coil 32 during the grand-t'eu periods or during the holding periods, which are relatively long.
It is thus easy to quickly transport the plate 22 and the coil 32 with the bell 33: in a cooling chamber. It is also easy to replace the heating assembly, constituted by the burner holder 18, and the cover 8, with cooling assemblies, the heating assembly being usable instantly on a neighboring oven having received its load.
It is easy to see that the heat losses of such a furnace are very low; in the case of removal of the load after treatment and its transport in a rapid cooling cell, these losses are limited to those involved in cooling the sole 1 and the wall 4. In the case where the load is cooled in situ, by replacing the burner protector 18 and the cover 8 with ventilation units, the losses are reduced if the sole is quickly reused for reheating another load.
The arrangement shown in FIG. 1 relates to the case where the burners are gas burners. In fig. 2, there is shown an arrangement in which the burners form radial jets and require flame development in a combustion chamber, as is the case with liquid fuel burners. For this purpose, the movable part 18a of the sole comprises combustion chambers 36 angled and, facing the narrow radial inlet 37
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of this chamber 36, is disposed the outlet 38 of a sole burner 29a. The larger section axial orifice 39 of each chamber 36 opens out under the support plate 22a of the. load 32a.
Similar arrangements can be made with regard to the cover 8a in which radial burners 16a are arranged. On the other hand, the central region of the cover has a removable part 40 provided with chambers 41 similar to the chambers 36, this removable part 40 resting on the cover 8a by stops, the sealing being ensured by an additional seal 42.
As shown in f ig. 3, direction plates 43 may be provided to direct the jets of flame at the outlet of the chambers 36b of the sole 18b.
As seen in fig. 4, when the combustion products must be isolated, for whatever reason, it is easy to provide a sole 18c in which are slipped mittens 44 suitably elbows, said muffles being connected in a sealed manner or simply having their ends at the ends. . suitably oriented burner outlets 45 and to the smoke discharge orifices 46. These burners and orifices can be disposed radially in a fixed base 47 provided under the fixed part 1c which forms an annular hearth.
As seen in fig. 5, the load support plates can also be used for intermediate heating between two neighboring and superimposed loads 48 and 49. Such plates are provided for this purpose with internal channels 50. Facing the entry of these channels, it is possible to have on the side wall 51 of the oven
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burners 52. The fumes develop their radiation and convection heat in the channels 50 and the resulting heat is transmitted to the sections,. of the charges by the upper faces 53 and lower 54, of an intermediate plate. The plates required for stacking usefully transmit heat through one side only.
The burners being arranged, on the height of the furnace, staggered, the fumes, inside the furnace, are subjected, by induction, to a very strong recirculation at the inlet orifices of the channels 50. This recirculation results in an improvement of the conditions. combustion, in certain cases, and homogenization of the internal temperature of the treatment chamber. The burners of the same stage are arranged in a convergent fashion. The partitions of the various channels 50 are radial or inclined in this direction. ,
In all cases, atmosphere tubes 55 are provided either on the lids or in the soles, these tubes penetrating into the protective bells such as the bell 33 to create a medium there. gas suitable for the intended treatment.
In the case of stacks, the intermediate trays have intercommunication tubes 56. In this case, moreover, the protective wall may be constituted, for the upper plates, by a skirt 57 integral with the lower wall of said plate, this skirt plunging at its edge into a sealing gutter.
58 carried by the upper face of the adjacent plate.
It is easy to see that the measures adopted lead to the following advantages: - significant reduction in heating times
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since the possibilities of heat transmission through the edges of the coils and their external surfaces are maximized: - accelerated cooling since the heat flows mainly in the longitudinal direction and can be removed immediately by the cooled support plates; - reduction in the specific consumption of a furnace of this type since the heating time is reduced and at the same time the heat losses; - improvement of the treatment since the thermal cycles at each point of the treated product are comparable to each other, due to the reduction in the duration of the treatment; - increased ease of handling loads;
- reduction of investments for a given production by systematic and intensive use of furnaces and cooling cells or of heating and ventilation elements common to several furnaces.
It goes without saying, moreover, that, without departing from the scope of the present invention, modifications can be made to the embodiments which have just been described.
This is how telescopic lifting elements can be provided, by jack or rack, for the movement of the load-carrying plate and that of the sole.
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