CN106495508A - 一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑 - Google Patents

一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑 Download PDF

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CN106495508A CN201610891694.1A CN201610891694A CN106495508A CN 106495508 A CN106495508 A CN 106495508A CN 201610891694 A CN201610891694 A CN 201610891694A CN 106495508 A CN106495508 A CN 106495508A
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李磊
张作冉
马广明
周晨阳
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Abstract

一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，包括窑体、窑顶上盖、料钟、分叉料管、窑体上部吸气梁、窑气吸气管道、上层烧嘴梁、下层烧嘴梁、一次空气管道、煤气管道、二次空气管道、冷却风管、电磁振动给料机，称量装置，电机振动给料机，窑下输送皮带，上料小车；窑体横截面呈准矩形，窑顶上盖、料钟两道加料门能自动密闭；菱镁矿通过分叉料管均匀分配于窑顶储料带截面上；窑体内设置上层烧嘴梁、下层烧嘴梁和周边烧嘴。本发明的优点：余热充分利用，烧嘴均匀分布在窑炉横截面上，煅烧均匀质量稳定；矿石原料要求20‑80mm，节约矿产资源；窑顶上盖、料钟两道加料门自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，窑体密闭性好，可回收二氧化碳、粉尘。

Description

一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑
技术领域
本发明涉及煅烧菱镁矿的窑炉技术领域，特别涉及了一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑。
背景技术
将矿山开的采菱镁矿经过窑炉煅烧生成轻烧氧化镁产品，轻烧氧化镁是中档镁砂、高纯镁砂、电熔镁砂的主要原料，同时是镁化工、镁建材的主要原料。目前国内轻烧氧化镁主要窑炉为反射窑，燃烧煤气反射窑炉排下部是是燃烧室，燃烧器安装在墙体上，燃烧室下为储料斗，靠人工将料从炉排下捅入储料斗，投料口和烟囱在窑顶直接与大气连通。存在以下问题：反射窑生产能力小一般20-40t/d，自动化程度低；矿石原料受限，要求200-300mm块状料，浪费矿产资源；窑顶热量直接从烟囱和装料口排入大气没有有效利用，窑底储料斗里热量没能有效利用，能耗高、环境污染严重；燃烧器安装在墙体上物料受热不均衡，产品质量不稳定；二氧化碳、粉尘无法回收，污染环境。
发明内容
本发明的目的是为了提高热能利用率，节能环保，特提供了一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑。
本发明提供了一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，包括窑体1、窑顶上盖2、料钟3、分叉料管4、窑体上部吸气梁5、窑气吸气管道6、上层烧嘴梁7、下层烧嘴梁8、一次空气管道9、煤气管道10、二次空气管道11、冷却风管12、电磁振动给料机13，称量装置14，电机振动给料机15，窑下输送皮带16，上料小车17；
其中：窑体1横截面呈准矩形，窑顶上盖2、料钟3两道加料门能自动密闭，阻止空气在加料时进入窑内；菱镁矿通过分叉料管4均匀分配于窑顶储料带截面上；窑体上部设置窑体上部吸气梁5与窑气吸气管道6连通，窑体上部吸气梁5的上部为储备菱镁矿区域；窑体1内设置上层烧嘴梁7和下层烧嘴梁8和周边烧嘴，窑体上部吸气梁5至上层烧嘴梁7之间为预热区，上层烧嘴梁7至下层烧嘴梁8之间区域为煅烧区，下层烧嘴梁8至出料口之间为冷却区，经加热的一次空气和煤气分别经一次空气管道9和煤气管道10从烧嘴喷出；二次空气管道11的冷空气进入窑体1内的冷却风管12从窑体1底部吹出；料面均匀下落，经预热带、煅烧带、分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由振动给料机卸出窑。
所述的窑体1横截面呈准矩形，设有人孔和检修孔，用以方便施工和检修；窑衬用两层一级高铝砖230mm×114mm×65mm，一层硅藻土保温砖116mm，一层轻质硅钙板80mm，一层纤维毡20mm。
窑顶上盖2、料钟3交替开启闭合，分叉料管4设有翻板阀，使从窑顶加料经分叉料管4进入储备区，均匀分配于窑顶截面上。窑体上部吸气梁5下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，经窑气吸气管道6进入换热器。
根据需要调整正负压操作，使该窑保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗，上烧嘴梁7下烧嘴梁8之间为锻烧区。
烧嘴梁横贯窑体1横截面，上三根下三根共六根烧嘴梁，每根烧嘴梁5个烧嘴均匀的分布在窑炉的横截面内，上层烧嘴梁周边窑壁设周边烧嘴，每个烧嘴负责的煅烧面积一样，使煅烧截面加热均匀，燃烧梁外壳低合金钢高强度钢，烧嘴为合金钢。
烧嘴梁采用导热油夹套冷却，导热油系统提供两路供电确保导热油连续循环，允许停止循环导热油温度低于70度，导热油系统设置报警装置。如图2所示，烧嘴在烧嘴梁下侧，烧嘴喷出的火焰在烧嘴梁下侧的空间燃烧。
一次空气管道9、煤气管道10分别经预热通过烧嘴梁从烧嘴喷出。二次空气经二次空气管道11进入冷却风管12，冷却风管11开口向下，二次空气经冷却风管加热后吹入窑内，同时也冷却了物料。
分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由电磁振动给料机13卸出窑。
本发明提供一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑。主要实现：窑上部设有吸气管，可回收余热通过换热器加热空气和煤气，余热充分利用；烧嘴均匀分布在窑炉横截面上，煅烧均匀质量稳定；矿石原料要求20-80mm，节约矿产资源；窑体密闭性好，可回收二氧化碳、粉尘。
本发明采用的技术方案是：窑体1截面呈准矩形，窑顶上盖2、料钟3两道加料门自动密闭阻止空气在加料时进入窑内。菱镁矿通过分叉料管4均匀分配于窑顶储料带截面上。窑体上部设置吸气梁5与窑气吸气管道6连通，吸气梁上部为储备菱镁矿区域。窑体内设置上烧嘴梁7和下烧嘴梁8两层烧嘴梁和周边烧嘴，吸气梁5至上层烧嘴梁7之间为预热区，上层烧嘴梁7至下层烧嘴梁8之间区域为煅烧区，下层烧嘴梁8至出料口之间为冷却区，经加热的一次空气和煤气分别经一次空气管道9和煤气管道10从烧嘴喷出。二次空气管道11的冷空气进入窑内的冷却风管12从窑底吹出。料面均匀下落，经预热带、煅烧带、分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由振动给料机卸出窑。
本发明环保节能轻烧氧化镁焙烧窑特点：
窑体1横截面呈准矩形，窑体设置上下两层烧嘴梁7、8和周边烧嘴，窑体上部设置吸气梁5，吸气梁5上部为储备菱镁矿区域，吸气梁至上层烧嘴梁之间为预热区，利用高温煅烧后的窑气预热菱镁矿至分解的温度，上层烧嘴梁7至下层烧嘴梁8之间区域为煅烧区，菱镁矿均匀锻烧成轻烧氧化镁。
下层烧嘴梁8至出料口之间为冷却区，在窑底部加装冷却管，一是冷却熟料，二是，把预热过后的热风作为助燃风。二次空气冷空气通过冷却管从底部入窑将煅烧后的菱镁矿冷却至100℃以下出窑，被加热的二次空气则向上进入煅烧区。
当一定量菱镁矿通过窑顶加料门进入储备区，均匀分配于窑顶截面上，窑顶的斗底两道加料门，自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。菱镁矿加入窑内缓慢经四个区域往下移动，煅烧分解成产品。
锻烧区采用上下两层烧嘴梁，每层三根烧嘴梁，每根2～10个烧嘴，根据窑炉截面积大小设计，每个烧嘴均匀分布在窑炉的横截面内，每个烧嘴所负责的煅烧面积一样。空气通过换热器预热进入燃烧梁，烧嘴梁采用导热油夹套冷却，梁内通过若干个燃料给料管，管端设置特殊烧嘴，梁端引入一次和底部引进二次空气均匀混合燃烧。
窑上层设一层窑气吸气梁，吸气梁下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，根据需要调整正负压操作，使该窑保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗。
窑体除横贯一层窑气抽出管，二层烧嘴梁和周边烧嘴及出灰机构外无其他内件，耐火材料表面垂直无异形，因而该窑结构简单，钢结构和耐火材料用量小。
炉窑操作配置PLC自动控制系统。
附图中窑体1的窑壳总高25.76米，有效容积327立方米，有效内径3.6米，有效高度21米，煅烧温度1100-1200℃，单位热耗3.7×106KJ/t；设有人孔和检修孔，用以方便施工和检修；窑衬用两层一级高铝砖230×114×65，一层硅藻土保温砖116mm，一层轻质硅钙板80mm，一层纤维毡20mm，能承受在高温下下降物料磨损、上升气流冲刷、CaO的化学侵蚀，保温性能好。
附图中上盖2、料钟3自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。
附图中分叉料管4设有翻板阀，使从窑顶加料经分叉料管4进入储备区，均匀分配于窑顶截面上。
附图中吸气梁5下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，经吸气管道6进入换热器。根据需要调整正负压操作，使该窑保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗。
附图中上烧嘴梁7下烧嘴梁8之间为锻烧区。烧嘴梁横贯窑体1横截面，上三根下三根共六根烧嘴梁，每根烧嘴梁5个烧嘴均匀的分布在窑炉的横截面内，上层烧嘴梁周边窑壁设周边烧嘴，每个烧嘴负责的煅烧面积一样，使煅烧截面加热均匀，燃烧梁外壳低合金钢高强度钢，烧嘴为合金钢。烧嘴梁采用导热油夹套冷却，导热油系统提供两路供电确保导热油连续循环，允许停止循环导热油温度低于70度，导热油系统设置报警装置。如图2所示，烧嘴在烧嘴梁下侧，烧嘴喷出的火焰在烧嘴梁下侧的空间燃烧。
附图中一次空气管道9、煤气管道10分别经预热通过烧嘴梁从烧嘴喷出。
二次空气经二次空气管道11进入冷却风管12，冷却风管11开口向下，二次空气经冷却风管加热后吹入窑内，同时也冷却了物料。分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由电磁振动给料机13卸出窑。
从菱镁矿经分叉料管入窑到成品出窑，在窑内煅烧循环约24-30小时。由于窑顶热量吸出用于加热燃料、空气，下部二次空气冷却物料同时也被加热，使热能充分利用，单位能耗3.7×106KJ/t。按1986年冶金部(86)冶钢字第305号《焙烧石灰窑等级标准》(草案)颁布的单膛竖窑等级热耗对比分析，煅烧菱镁矿热耗为4002KJ/kg，与普通菱镁矿竖窑热耗5854.66KJ/kg相比，有较大幅度降低。
本发明的优点：
窑体密封性好有利于除尘，经除尘后SO2的排放量小于25mg/m3,粉尘小于30mg/m3。烧嘴均匀分布在窑炉横截面上，煅烧均匀质量稳定；矿石原料粒度要求20-80mm，节约矿产资源。窑体内除吸气梁、二层烧嘴梁和周边烧嘴及出灰机构外无其他内件，耐火材料表面垂直规整无异形，因而本窑结构简单。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明一种日产200吨节能环保轻烧氧化镁焙烧窑一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是热工区域分布图；
图3是上层烧嘴梁热分布示意图；
图4是下层烧嘴梁热分布示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例提供了一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，包括窑体1、窑顶上盖2、料钟3、分叉料管4、窑体上部吸气梁5、窑气吸气管道6、上层烧嘴梁7、下层烧嘴梁8、一次空气管道9、煤气管道10、二次空气管道11、冷却风管12、电磁振动给料机13，称量装置14，电机振动给料机15，窑下输送皮带16，上料小车17；
其中：窑体1横截面呈准矩形，窑顶上盖2、料钟3两道加料门能自动密闭，阻止空气在加料时进入窑内；菱镁矿通过分叉料管4均匀分配于窑顶储料带截面上；窑体上部设置窑体上部吸气梁5与窑气吸气管道6连通，窑体上部吸气梁5的上部为储备菱镁矿区域；窑体1内设置上层烧嘴梁7和下层烧嘴梁8和周边烧嘴，窑体上部吸气梁5至上层烧嘴梁7之间为预热区，上层烧嘴梁7至下层烧嘴梁8之间区域为煅烧区，下层烧嘴梁8至出料口之间为冷却区，经加热的一次空气和煤气分别经一次空气管道9和煤气管道10从烧嘴喷出；二次空气管道11的冷空气进入窑体1内的冷却风管12从窑体1底部吹出；料面均匀下落，经预热带、煅烧带、分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由振动给料机卸出窑。
所述的窑体1横截面呈准矩形，设有人孔和检修孔，用以方便施工和检修；窑衬用两层一级高铝砖230mm×114mm×65mm，一层硅藻土保温砖116mm，一层轻质硅钙板80mm，一层纤维毡20mm。
窑顶上盖2、料钟3交替开启闭合，分叉料管4设有翻板阀，使从窑顶加料经分叉料管4进入储备区，均匀分配于窑顶截面上。窑体上部吸气梁5下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，经窑气吸气管道6进入换热器。
根据需要调整正负压操作，使该窑保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗，上烧嘴梁7下烧嘴梁8之间为锻烧区。
烧嘴梁横贯窑体1横截面，上三根下三根共六根烧嘴梁，每根烧嘴梁5个烧嘴均匀的分布在窑炉的横截面内，上层烧嘴梁周边窑壁设周边烧嘴，每个烧嘴负责的煅烧面积一样，使煅烧截面加热均匀，燃烧梁外壳低合金钢高强度钢，烧嘴为合金钢。
烧嘴梁采用导热油夹套冷却，导热油系统提供两路供电确保导热油连续循环，允许停止循环导热油温度低于70度，导热油系统设置报警装置。如图2所示，烧嘴在烧嘴梁下侧，烧嘴喷出的火焰在烧嘴梁下侧的空间燃烧。
一次空气管道9、煤气管道10分别经预热通过烧嘴梁从烧嘴喷出。二次空气经二次空气管道11进入冷却风管12，冷却风管11开口向下，二次空气经冷却风管加热后吹入窑内，同时也冷却了物料。
分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由电磁振动给料机13卸出窑。
本发明提供一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑。主要实现：窑上部设有吸气管，可回收余热通过换热器加热空气和煤气，余热充分利用；烧嘴均匀分布在窑炉横截面上，煅烧均匀质量稳定；矿石原料要求20-80mm，节约矿产资源；窑体密闭性好，可回收二氧化碳、粉尘。
本发明采用的技术方案是：窑体1截面呈准矩形，窑顶上盖2、料钟3两道加料门自动密闭阻止空气在加料时进入窑内。菱镁矿通过分叉料管4均匀分配于窑顶储料带截面上。窑体上部设置吸气梁5与窑气吸气管道6连通，吸气梁上部为储备菱镁矿区域。窑体内设置上烧嘴梁7和下烧嘴梁8两层烧嘴梁和周边烧嘴，吸气梁5至上层烧嘴梁7之间为预热区，上层烧嘴梁7至下层烧嘴梁8之间区域为煅烧区，下层烧嘴梁8至出料口之间为冷却区，经加热的一次空气和煤气分别经一次空气管道9和煤气管道10从烧嘴喷出。二次空气管道11的冷空气进入窑内的冷却风管12从窑底吹出。料面均匀下落，经预热带、煅烧带、分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由振动给料机卸出窑。
本发明环保节能轻烧氧化镁焙烧窑特点：
窑体1横截面呈准矩形，窑体设置上下两层烧嘴梁7、8和周边烧嘴，窑体上部设置吸气梁5，吸气梁5上部为储备菱镁矿区域，吸气梁至上层烧嘴梁之间为预热区，利用高温煅烧后的窑气预热菱镁矿至分解的温度，上层烧嘴梁7至下层烧嘴梁8之间区域为煅烧区，菱镁矿均匀锻烧成轻烧氧化镁。
下层烧嘴梁8至出料口之间为冷却区，在窑底部加装冷却管，一是冷却熟料，二是，把预热过后的热风作为助燃风。二次空气冷空气通过冷却管从底部入窑将煅烧后的菱镁矿冷却至100℃以下出窑，被加热的二次空气则向上进入煅烧区。
当一定量菱镁矿通过窑顶加料门进入储备区，均匀分配于窑顶截面上，窑顶的斗底两道加料门，自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。菱镁矿加入窑内缓慢经四个区域往下移动，煅烧分解成产品。
锻烧区采用上下两层烧嘴梁，每层三根烧嘴梁，每根2～10个烧嘴，根据窑炉截面积大小设计，每个烧嘴均匀分布在窑炉的横截面内，每个烧嘴所负责的煅烧面积一样。空气通过换热器预热进入燃烧梁，烧嘴梁采用导热油夹套冷却，梁内通过若干个燃料给料管，管端设置特殊烧嘴，梁端引入一次和底部引进二次空气均匀混合燃烧。
窑上层设一层窑气吸气梁，吸气梁下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，根据需要调整正负压操作，使该窑保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗。
窑体除横贯一层窑气抽出管，二层烧嘴梁和周边烧嘴及出灰机构外无其他内件，耐火材料表面垂直无异形，因而该窑结构简单，钢结构和耐火材料用量小。
炉窑操作配置PLC自动控制系统。
附图中窑体1的窑壳总高25.76米，有效容积327立方米，有效内径3.6米，有效高度21米，煅烧温度1100-1200℃，单位热耗3.7×106KJ/t；设有人孔和检修孔，用以方便施工和检修；窑衬用两层一级高铝砖230×114×65，一层硅藻土保温砖116mm，一层轻质硅钙板80mm，一层纤维毡20mm，能承受在高温下下降物料磨损、上升气流冲刷、CaO的化学侵蚀，保温性能好。
附图中上盖2、料钟3自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。
附图中分叉料管4设有翻板阀，使从窑顶加料经分叉料管4进入储备区，均匀分配于窑顶截面上。
附图中吸气梁5下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，经吸气管道6进入换热器。根据需要调整正负压操作，使该窑保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗。
附图中上烧嘴梁7下烧嘴梁8之间为锻烧区。烧嘴梁横贯窑体1横截面，上三根下三根共六根烧嘴梁，每根烧嘴梁5个烧嘴均匀的分布在窑炉的横截面内，上层烧嘴梁周边窑壁设周边烧嘴，每个烧嘴负责的煅烧面积一样，使煅烧截面加热均匀，燃烧梁外壳低合金钢高强度钢，烧嘴为合金钢。烧嘴梁采用导热油夹套冷却，导热油系统提供两路供电确保导热油连续循环，允许停止循环导热油温度低于70度，导热油系统设置报警装置。如图2所示，烧嘴在烧嘴梁下侧，烧嘴喷出的火焰在烧嘴梁下侧的空间燃烧。
附图中一次空气管道9、煤气管道10分别经预热通过烧嘴梁从烧嘴喷出。
二次空气经二次空气管道11进入冷却风管12，冷却风管11开口向下，二次空气经冷却风管加热后吹入窑内，同时也冷却了物料。分解后的轻烧氧化镁经冷却带冷却至80-100℃，落入储料仓再由电磁振动给料机13卸出窑。

Claims (5)

1.一种环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，包括窑体(1)、窑顶上盖(2)、料钟(3)、分叉料管(4)、窑体上部吸气梁(5)、窑气吸气管道(6)、上层烧嘴梁(7)、下层烧嘴梁(8)、一次空气管道(9)、煤气管道(10)、二次空气管道(11)、冷却风管(12)、电磁振动给料机(13)，称量装置(14)，电机振动给料机(15)，窑下输送皮带(16)，上料小车(17)；
其中：窑体(1)横截面呈准矩形，窑顶上盖(2)、料钟(3)两道加料门能自动密闭，阻止空气在加料时进入窑内；菱镁矿通过分叉料管(4)均匀分配于窑顶储料带截面上；窑体上部设置窑体上部吸气梁(5)与窑气吸气管道(6)连通，窑体上部吸气梁(5)的上部为储备菱镁矿区域；窑体(1)内设置上层烧嘴梁(7)和下层烧嘴梁(8)和周边烧嘴，窑体上部吸气梁(5)至上层烧嘴梁(7)之间为预热区，上层烧嘴梁(7)至下层烧嘴梁(8)之间区域为煅烧区，下层烧嘴梁(8)至出料口之间为冷却区，经加热的一次空气和煤气分别经一次空气管道(9)和煤气管道(10)从烧嘴喷出；二次空气管道(11)的冷空气进入窑体(1)内的冷却风管(12)从窑体(1)底部吹出。
2.按照权利要求1所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：所述的窑体(1)横截面呈准矩形，设有人孔和检修孔，用以方便施工和检修；窑衬用两层一级高铝砖230mm×114mm×65mm，一层硅藻土保温砖116mm，一层轻质硅钙板80mm，一层纤维毡20mm。
3.按照权利要求1所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：窑顶上盖(2)、料钟(3)交替开启闭合，分叉料管(4)设有翻板阀，使从窑顶加料经分叉料管(4)进入储备区，均匀分配于窑顶截面上。窑体上部吸气梁(5)下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，经窑气吸气管道(6)进入换热器。
4.按照权利要求1所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：烧嘴梁横贯窑体(1)横截面，上三根下三根共六根烧嘴梁，每根烧嘴梁5个烧嘴均匀的分布在窑炉的横截面内，上层烧嘴梁周边窑壁设周边烧嘴，每个烧嘴负责的煅烧面积一样，使煅烧截面加热均匀，燃烧梁外壳低合金钢高强度钢，烧嘴为合金钢。
5.按照权利要求1所述的环保节能轻烧氧化镁焙烧窑，其特征在于：一次空气管道(9)、煤气管道(10)分别经预热通过烧嘴梁从烧嘴喷出。二次空气经二次空气管道(11)进入冷却风管(12)，冷却风管(11)开口向下，二次空气经冷却风管加热后吹入窑内，同时也冷却了物料。
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