CN101261080B - 一种分体组合式微波加热焙炼还原炉 - Google Patents

Abstract

一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，主要结构由组合炉I、II、III、IV、炉架、产物箱、主体气道、出气管、尘料箱、氮气瓶、工作梯、低温焙炼还原炉、中温焙炼还原炉、高温焙炼还原炉、水冷机构、微波加热器、双层保温出料斗、电磁气动出料阀、电控箱组成，采用分体组合式、竖式、六棱体塔形设计，以出气道为中心对称设置四个独立炉体，各炉体设置进料斗、低温焙烧还原炉、中温焙烧还原炉、高温焙烧还原炉、产物箱，各炉分开为独立炉，组合为整体炉，可循环作业，电控箱由微计算机整体控制各炉功能，集机、电、水、气、炉于一体，生产效率比现有技术可提高4-6倍，提高了金属氧化物粉状材料的焙炼还原质量，此组合炉设计先进、布局合理、操作方便。

Description

一种分体组合式微波加热焙炼还原炉

技术领域

本发明涉及一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，属金属冶炼制取设备的技术领域。

背景技术

随着金属矿产资源的开采，经过选矿得到的金属氧化物粉状原料日益增多，为金属冶炼提供粉状原料已成了十分重要的工序，目前对金属氧化物粉状原料的处理以微波加热固相还原法为优，一般需要1000℃以上的温度。

目前，微波加热还原设备大都为单一的加热还原，不能连续进行的从低温到高温的加热焙炼还原冶炼，这就给金属氧化物粉状原料的加热还原造成了很多困难，主要是由于微波加热还原设备内部结构的不合理造成的，例如：一炉多次调温，在高温下在同一炉腔内不断加入冷料，使炉体耐火材料在急冷急热状态下产生裂纹，导致炉体炉腔使用寿命短；微波加热过程中产生的热点导致金属粉料的热量不均匀，容易出现烧结现象；冷料与热料由于密度差别，混合后不能按时间顺序加热；由于这些弊端使得现有微波加热设备不能进行大规模的生产，使金属氧化物粉料加热焙炼还原的质量和效率都受到了影响。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对现有技术的不足，设计一种分体组合式、竖式多层微波加热焙炼还原炉，每一个单体炉为独立加热还原焙炼，组合各炉循环作业，每一炉体均由进料斗、低温炉、中温炉、高温炉组成，从低温到高温、逐层连续加热还原，有效防止炉体忽冷忽热及炉料烧结现象，进行分体循环炼制，达到提高炉体寿命，大幅度提高焙炼还原质量和效率的目的。

技术方案

本发明主要结构由：组合炉I、组合炉II、组合炉III、组合炉IV、炉架、产物箱、主体气道、出气管、尘料箱、氮气瓶、工作梯、低温焙炼还原炉、中温焙炼还原炉、高温焙炼还原炉、水冷机构、电磁气动出料阀、微波加热器、双层保温出料斗、电控箱组成；以主体气道25为中心，在四角部等距离设置六棱体组合炉I、II、III、IV，主体气道25通过出气管28、29、30，分别与组合炉I、II、III、IV的低温焙炼还原炉6、中温焙炼还原炉12、高温焙炼还原炉18联接；在组合炉I与组合炉II之间设有工作梯31、在组合炉III、IV之间设有工作梯32；主体气道25为圆筒状，下部设有尘料箱26、箱门27，在组合炉I、III之间设置电控箱131。

所述的组合炉I、II、III、IV结构一样、对称设置，上部为进料斗1，进料斗1下部联接进料管2，进料管2下部联接水冷机构3，水冷机构3下部联接电磁气动出料阀4，电磁气动出料阀4下部联接出料斗5，出料斗5下部联接低温焙炼还原炉6，低温焙炼还原炉6上设有微波控制器7、微波加热器8，低温焙炼还原炉6下部联接水冷机构9，水冷机构9下部联接电磁气动出料阀10，电磁气动出料阀10下部联接出料斗11，出料斗11下部联接中温焙炼还原炉12，中温焙炼还原炉12上设有微波控制器13、微波加热器14，中温焙炼还原炉12下部设有水冷机构15，水冷机构15下部联接电磁气动出料阀16，电磁气动出料阀16下部联接出料斗17，出料斗17联接高温焙炼还原炉18，高温焙炼还原炉18上设有微波控制器19、微波加热器20，高温焙炼还原炉18下部联接水冷机构21，水冷机构21下部联接电磁气动出料阀22，电磁气动出料阀22下部联接出料斗23，电磁气动出料阀22同时联接炉架33，炉架33下内部设有产物箱24，产物箱24外侧部设有氮气瓶34，并由氮气管35联接，产物箱24内上部为氮气56、下部为产物57。

所述的低温焙炼还原炉6、中温焙炼还原炉12、高温焙炼还原炉18结构一样，炉体36外轮廓为六棱体，炉腔40为圆筒形，在炉体36六棱体各边上设置微波发生器8、14、20，在炉体36侧部设置微波控制器7、13、19，炉体36的中间为圆筒形炉壁37，炉壁37上设有温度传感器38、39，炉壁37内为炉腔40，炉腔40内为焙炼还原材料41，在炉壁37与炉体36之间为保温层42，保温层42内置放保温材料43；炉体36、炉腔40的上部设有气路管68，并联通主气道25；传感器38、39通过屏蔽电缆联接电控箱131。

所述的双层保温出料斗5、11、17、23，结构一样，为圆锥体，出料斗5、11、17、23上部为上端部44，下端为下端部45，中间为出料通道67，出料通道67为圆筒形，出料通道67外部为内保温层49，内保温层49外部为外保温层48，外保温层48外部为外锥体46、内部为内锥体47。

所述的电磁气动出料阀4、10、16、22，结构一样，为圆盘形，电磁气动出料阀4、10、16、22的上部为上端盘51，上端盘51侧部联接电磁铁50，电磁铁50下部联接开合盘52，并由弹簧53联接并拉动，开合盘52对准上端盘51做上下开合动作，上端盘51的中间为出料口54，周边设有安装螺孔55。

所述的水冷机构3、9、15、21，结构一样，为圆盘形，中间为法兰盘58，法兰盘58的中间为出料口62，法兰盘58内为圆盘环形水冷管59，并环绕出料通道62，水冷管59左、右侧设有左三通管65、右三通管66，左三通管65联接进水管60、进水阀63，右三通管66联接出水管61、出水阀64。

所述的电控箱131，为组合炉I、II、III、IV整体电控箱，电控箱131正面为操纵面板132，电控箱131里面为电路板133，组合炉I、II、III、IV分别对应操纵板70、71、72、73，操纵板70、71、72、73结构一样，功能一样，轮翻使用，操纵板70、71、72、73由上至下依次设有液晶显示屏74、进料控制器75、低温焙炼还原炉控制器76、中温焙炼还原炉控制器77、高温焙炼还原炉控制器78；进料控制器75上设置指示灯79、水冷开关80、电磁气动开关81；低温焙炼还原炉控制器76上设置指示灯82、微波控制开关83、水冷开关84、电磁气动开关85；中温焙炼还原炉控制器77上设置指示灯86、微波控制开关87、水冷开关88、电磁气动开关89；高温焙炼还原炉控制器78上设置指示灯90、微波控制开关91、水冷开关92、电磁气动开关93。

所述的电路板133，为组合炉I、II、III、IV整体电路，并由微计算机CPU整体程序控制，并在电路板133的中间位置设置微计算机处理器96，在微计算机处理器96的左上部为组合炉I控制电路100，在组合炉I控制电路100上设置进料控制电路97、微波加热控制电路98、电磁气动控制电路99、液晶显示电路101、水冷控制电路102、温度指示电路103；在组合炉II控制电路104上设置液晶显示电路105、电磁气动控制电路106、微波加热控制电路107、水冷电路108、温度指示电路109；在组合炉III控制电路110上设置液晶显示电路111、电磁气动控制电路112、微波加热控制电路113、水冷电路114、温度指示电路115；在组合炉IV控制电路116上设置液晶显示电路117、电磁气动控制电路118、微波控制电路119、水冷电路120、温度指示电路121；在微计算机处理器96的下部设有振荡器电路122、电源控制电路123、动力控制电路126；在电源控制电路123上设置电源输入电路124、变压稳压整流电路125；在动力控制电路126上设置进料电机电路127、水冷电机电路128、升降电机电路129；在微计算机处理器电路96与各分电路之间由导线130联接；在电控箱131与组合炉I、II、III、IV之间由屏蔽电缆联接。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是根据金属氧化物粉状材料焙烧及焙炼还原的实际情况以及对温度不同阶段的特殊要求，把单个微波加热焙炼还原炉进行组合，组合成竖式塔形分温层焙炼炉，从上至下依次设置进料斗、低温焙炼还原炉、中温焙炼还原炉、高温焙炼还原炉、产物箱，并在各层之间设置水冷机构、双层保温出料斗、电磁气动出料阀，自动控制进入下一焙炼还原炉，温度由低到高，不间歇焙炼还原，最后进入产物箱，并由氮气进行保护冷却，每个炉体均采用六棱体，以便于安装和增加微波发生器，使焙炼炉温度更加均匀、准确，还将每个塔式焙炼还原炉进行四角式组合，并由同一电控箱控制，四个塔式炉组成一整体机构，中间共用一个废气出气通道，并由各气路管联通各焙炼还原炉炉腔，在两个焙炼还原炉之间设有工作梯，以便运输、维修、安装各炉的设备及调试，各焙炼还原炉设置水循环法兰盘式冷却机构，使各炉在焙炼、出炉过程中进行自动冷却，保证各炉焙炼的安全性，各炉出料斗为双层保温出料斗，以使各炉焙炼还原后的金属材料不受出料的干扰，保证各焙炼还原材料温度的连续性，各炉的出料口由电磁气动阀自动控制，出料时电磁气动阀可将出口自动打开，焙炼时自动闭合，非常方便。

电控箱为四炉整体电控箱，各炉独立设置操纵功能，可整体使用，也可单炉使用，各炉之间不受影响，控制电路采用微计算机程序控制、液晶显示、信号指示，各炉功能均在操纵面板操纵，有序工作。

此分体组合式微波加热焙炼还原炉合起来为一整体，分开来为独立炉，可循环作业，各炉不受干扰影响，生产效率可提高4-6倍，大大提高了金属氧化物粉状材料的焙炼还原质量，此组合炉设计先进，布局合理，操作方便，集机、电、水、气、炉于一体，是十分理想的分体组合式微波加热焙炼还原炉。

附图说明

图1为整体结构主视图

图2为整体结构侧视图

图3为整体结构俯视图

图4低、中、高温焙炼还原炉主视图

图5低、中、高温焙炼还原炉俯视图

图6为图5的A-A剖面图

图7为双层保温出料斗主视图

图8为双层保温出料斗俯视图

图9为电磁气动出料阀开合机构主视图

图10为电磁气动出料阀开合机构俯视图

图11为水冷机构主视图

图12为图11的B-B剖面图

图13为电控箱操纵面板布置图

图14为电控箱控制电路布置图

图中所示，附图标记清单如下：

1、进料斗，2、进料管，3、水冷机构，4、电磁气动出料阀，5、出料斗，6、低温焙炼还原炉，7、微波控制器，8、微波加热器，9、水冷机构，10、电磁气动出料阀，11、出料斗，12、中温焙炼还原炉，13、微波控制器，14、微波加热器，15、水冷机构，16、电磁气动出料阀，17、出料斗，18、高温焙炼还原炉，19、微波控制器，20、微波加热器，21、水冷机构，22、电磁气动出料阀，23、出料斗，24、产物箱，25、主体气道，26、尘料箱，27、箱门，28、出气管，29、出气管，30、出气管，31、工作梯，32、工作梯，33、炉架，34、氮气瓶，35、氮气管，36、炉体，37、炉壁，38、温度传感器，39、温度传感器，40、炉腔，41、还原材料，42、保温层，43、保温材料，44、上端部，45、下端部，46、外锥体，47、内锥体，48、外保温层，49、内保温层，50、电磁铁，51、上端盘，52、开合盘，53、弹簧，54、出料口，55、螺孔，56、氮气，57、产物，58、水冷法兰盘，59、环形水冷管，60、进水管，61、出水管，62、出料通道，63、进水阀，64、出水阀，65、三通管，66、三通管，67、出料通道，68、气路管，70、操纵板，71、操纵板，72、操纵板，73、操纵板，74、液晶显示屏，75、进料控制器，76、低温焙炼还原炉控制器，77、中温焙炼还原炉控制器，78、高温焙炼还原炉控制器，79、指示灯，80、水冷开关，81、电磁气动开关，82、指示灯，83、微波控制开关，84、水冷开关，85、电磁气动开关，86、指示灯，87、微波控制开关，88、水冷开关，89、电磁气动开关，90、指示灯，91、微波控制器，92、水冷开关，93、电磁气动开关，96、微计算机处理器，97、进料控制电路，98、微波加热控制电路，99、电磁气动控制电路，100、微波炉I控制电路，101、液晶显示电路，102、水冷控制电路，103、温度指示电路，104、组合炉II控制电路，105、液晶显示电路，106、电磁气动控制电路，107、微波加热控制电路，108、水冷控制电路，109、温度指示电路，110、组合炉III控制电路，111、液晶显示电路，112、电磁气动控制电路，113、微波加热控制电路，114、水冷控制电路，115、温度指示电路，116、组合炉IV控制电路，117、液晶显示电路，118、电磁气动控制电路，119、微波加热控制电路，120、水冷控制电路，121、温度指示电路，122、振荡器电路，123、电源控制电路，124、电源输入电路，125、变压稳压整流电路，126、动力控制电路，127、进料电机电路，128、水冷电机电路，129、升降电机电路，130、导线，131、电控箱，132、操纵面板，133电路板，I、组合炉，II、组合炉，III、组合炉，IV、组合炉。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1、2、3所示，为整体结构及布置图。

分体组合炉，一般以四个分体组合为佳，也可视需要进行二体、六体、八体或十二体组合。

四个分体组合以废气出气主体气道25为中心，在四角部对称等间距设置四个独立的竖式塔状焙炼还原炉I、II、III、IV，中间由出气管联接，在I、II炉之间设置工作梯31，在III、IV炉之间设置工作梯32，这种布置可使工作梯31、32照顾左右炉体及主体气道25，可减少工作梯数量，便于操作；在I、III炉之间设置电控箱131，电控箱131通过屏蔽电缆与各炉联接，操纵人员可同时看到并兼顾四个分炉体，这种布置十分合理。

组合炉I、II、III、IV为独立炉体，分上下五层，形成竖式、塔式结构，上层为进料斗1，依次为低温焙炼还原炉6、中温焙炼还原炉12、高温焙炼还原炉18、产物箱24，各炉之间由出料斗5、11、17、23联接，这种竖式结构可使焙炼还原过程形成一从上到下的垂直作业，易于操作。

低、中、高温焙炼还原炉6、12、18结构一样，均为六棱体，由于炉体呈六棱状，微波发生器容易在各边均匀安装，而且还可增加微波发生器数量，使炉体炉温均匀、恒定，可大幅度提高焙炼还原质量。

竖式炉体采用水冷机构、电磁气动出料阀、双层保温出料斗，可形成自动控制操作作业，中间不间歇，可减少工人劳动强度和提高生产效率。

图4、5、6所示，为低、中、高温焙炼还原炉结构图，外形为六棱体，中间为圆桶状，外部为保温隔离层，炉体36可用高强度的合金结构钢焊接制作，炉壁37可用耐火材料制作，以适应低温25-600℃、中温600-1000℃、高温1000-1500℃焙炼需要，炉壁37上设置温度传感器38、39，通过屏蔽电缆与电控箱131联接，液晶显示屏可随时显示炉内温度，保温层42可填充硅质耐火纤维棉等保温材料。

图7、8所示，为双层保温出料斗结构图，出料斗为圆锥体，分内、中、外三层，内层为出料通道67，内保温层49、外保温层48环绕出料通道67。

图9、10所示，为电磁气动出料阀开合机构图，上端盘51的中间为出料口54，下部由开合盘52堵住，由磁铁50控制弹簧53，并拉动开合盘52开启、关闭，出料时开启，焙炼时关闭。

图11、12所示，为水冷机构图，水冷法兰盘58内设有环形水冷管59，两端设三通管65、66，分别联接进水管60、进水阀63、出水管61、出水阀64，并接入外部水源，进行水流动冷却。

图13、14所示，为电控箱131及操纵面板132、电路板133结构图。

操纵面板132上分别设置组合炉I、II、III、IV四个炉的操纵板70、71、72、73，操纵板70、71、72、73布置一样，功能一样，分路管理各焙烧还原炉，可单独使用，也可同时使用。

电路板133在电控箱131的内部，以微计算机96为中心联接，由组合炉I、II、III、IV的控制电路100、104、110、116、电源控制电路123、动力控制电路126、振荡器电路122组成整体电路，各分电路通过导线130联接，配套使用，注意联接关系、位置。

Claims (9)

1.一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：主要结构由：组合炉I、组合炉II、组合炉III、组合炉IV、炉架、产物箱、主体气道、出气管、尘料箱、氮气瓶、工作梯、低温焙炼还原炉、中温焙炼还原炉、高温焙炼还原炉、水冷机构、电磁气动出料阀、微波加热器、双层保温出料斗、电控箱组成；以主体气道(25)为中心，在四角部等距离设置六棱体组合炉I、II、III、IV，主体气道(25)通过出气管(28、29、30)，分别与组合炉I、II、III、IV的低温焙炼还原炉(6)、中温焙炼还原炉(12)、高温焙炼还原炉(18)联接；在组合炉I与组合炉II之间设有工作梯(31)、在组合炉III、IV之间设有工作梯(32)；主体气道(25)为圆筒状，下部设有尘料箱(26)、箱门(27)，在组合炉I、III之间设置电控箱(131)。

2.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的组合炉I、II、III、IV结构一样、对称设置，上部为进料斗(1)，进料斗(1)下部联接进料管(2)，进料管(2)下部联接水冷机构(3)，水冷机构(3)下部联接电磁气动出料阀(4)，电磁气动出料阀(4)下部联接出料斗(5)，出料斗(5)下部联接低温焙炼还原炉(6)，低温焙炼还原炉(6)上设有微波控制器(7)、微波加热器(8)，低温焙炼还原炉(6)下部联接水冷机构(9)，水冷机构(9)下部联接电磁气动出料阀(10)，电磁气动出料阀(10)下部联接出料斗(11)，出料斗(11)下部联接中温焙炼还原炉(12)，中温焙炼还原炉(12)上设有微波控制器(13)、微波加热器(14)，中温焙炼还原炉(12)下部设有水冷机构(15)，水冷机构(15)下部联接电磁气动出料阀(16)，电磁气动出料阀(16)下部联接出料斗(17)，出料斗(17)联接高温焙炼还原炉(18)，高温焙炼还原炉(18)上设有微波控制器(19)、微波加热器(20)，高温焙炼还原炉(18)下部联接水冷机构(21)，水冷机下部联接电磁气动出料阀(22)，电磁气动出料阀(22)下部联接出料斗(23)，电磁气动出料阀(22)同时联接炉架(33)，炉架(33)下内部设有产物箱(24)，产物箱(24)外侧部设有氮气瓶(34)，并由氮气管(35)联接，产物箱(24)内上部为氮气(56)、下部为产物(57)。

3.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的低温焙炼还原炉(6)、中温焙炼还原炉(12)、高温焙炼还原炉(18)结构一样，炉体(36)外轮廓为六棱体，炉腔(40)为圆筒形，在炉体(36)六棱体各边上设置微波发生器(8、14、20)，在炉体(36)侧部设置微波控制器(7、13、19)，炉体(36)的中间为圆筒形炉壁(37)，炉壁(37)上设有温度传感器(38、39)，炉壁(37)内为炉腔(40)，炉腔(40)内为焙炼还原材料(41)，在炉壁(37)与炉体(36)之间为保温层(42)，保温层(42)内置放保温材料(43)；炉体(36)、炉腔(40)的上部设有气路管(68)，并联通主气道(25)；传感器(38、39)通过屏蔽电缆联接电控箱131。

4.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的双层保温出料斗(5、11、17、23)，结构一样，为圆锥体，出料斗(5、11、17、23)上部为上端部(44)，下端为下端部(45)，中间为出料通道(67)，出料通道(67)为圆筒形，出料通道(67)外部为内保温层(49)，内保温层(49)外部为外保温层(48)，外保温层(48)外部为外锥体(46)、内部为内锥体(47)。

5.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的电磁气动出料阀(4、10、16、22)，结构一样，为圆盘形，电磁气动出料阀(4、10、16、22)的上部为上端盘(51)，上端盘(51)侧部联接电磁铁(50)，电磁铁(50)下部联接开合盘(52)，并由弹簧(53)联接并拉动，开合盘(52)对准上端盘(51)做上下开合动作，上端盘(51)的中间为出料口(54)，周边设有安装螺孔(55)。

6.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的水冷机构(3、9、15、21)，结构一样，为圆盘形，中间为法兰盘(58)，法兰盘(58)的中间为出料口(62)，法兰盘(58)内为圆盘环形水冷管(59)，并环绕出料通道(62)，水冷管(59)左、右侧设有左三通管(65)、右三通管(66)，左三通管(65)联接进水管(60)、进水阀(63)，右三通管(66)联接出水管(61)、出水阀(64)。

7.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的电控箱(131)，为组合炉I、II、III、IV整体电控箱，电控箱(131)正面为操纵面板(132)，电控箱(131)里面为电路板(133)，组合炉I、II、III、IV分别对应操纵板(70、71、72、73)，操纵板(70、71、72、73)结构一样，功能一样，轮翻使用，操纵板(70、71、72、73)由上至下依次设有液晶显示屏(74)、进料控制器(75)、低温焙炼还原炉控制器(76)、中温焙炼还原炉控制器(77)、高温焙炼还原炉控制器(78)；进料控制器(75)上设置指示灯(79)、水冷开关(80)、电磁气动开关(81)；低温焙炼还原炉控制器(76)上设置指示灯(82)、微波控制开关(83)、水冷开关(84)、电磁气动开关(85)；中温焙炼还原炉控制器(77)上设置指示灯(86)、微波控制开关(87)、水冷开关(88)、电磁气动开关(89)；高温焙炼还原炉控制器(78)上设置指示灯(90)、微波控制开关(91)、水冷开关(92)、电磁气动开关(93)。

8.根据权利要求7所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：所述的电路板(133)，为组合炉I、II、III、IV整体电路，并由微计算机CPU整体程序控制，并在电路板(133)的中间位置设置微计算机处理器(96)，在微计算机处理器(96)的左上部为组合炉I控制电路(100)，在组合炉I控制电路(100)上设置进料控制电路(97)、微波加热控制电路(98)、电磁气动控制电路(99)、液晶显示电路(101)、水冷控制电路(102)、温度指示电路(103)；在组合炉II控制电路(104)上设置液晶显示电路(105)、电磁气动控制电路(106)、微波加热控制电路(107)、水冷电路(108)、温度指示电路(109)；在组合炉III控制电路(110)上设置液晶显示电路(111)、电磁气动控制电路(112)、微波加热控制电路(113)、水冷电路(114)、温度指示电路(115)；在组合炉IV控制电路(116)上设置液晶显示电路(117)、电磁气动控制电路(118)、微波控制电路(119)、水冷电路(120)、温度指示电路(121)；在微计算机处理器(96)的下部设有振荡器电路(122)、电源控制电路(123)、动力控制电路(126)；在电源控制电路(123)上设置电源输入电路(124)、变压稳压整流电路(125)；在动力控制电路(126)上设置进料电机电路(127)、水冷电机电路(128)、升降电机电路(129)；在微计算机处理器电路(96)与各分电路之间由导线(130)联接；在电控箱(131)与组合炉I、II、III、IV之间由屏蔽电缆联接。

9.根据权利要求1所述的一种分体组合式微波加热焙炼还原炉，其特征在于：低、中、高温焙炼还原炉炉体为六棱体。

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