DD240702A5 - METHOD AND DEVICE FOR EXTRACTING CARBON MASS, PARTICULARLY CARBON ELECTRODES - Google Patents
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Abstract
Zum Strangpressen von Kohlenstoffmassen, insbesondere von Kohlenstoffelektroden, wird die in einen Presszylinder (1) mit verschliessbarem Mundstueck (3) eingebrachte Kohlenstoffmasse (7) mit Hilfe eines Pressstempels (4) zunaechst bei verschlossenem Mundstueck (3) angestaucht und dann bei geoeffnetem Mundstueck (3) aus dem Presszylinder (1) herausgedrueckt. Um zur Erreichung einer guten Kornorientierung bei einer gleichbleibenden Austrittsgeschwindigkeit des Pressstranges (8) einen groesseren Verdichtungsdruck aufbringen zu koennen, wird auf den aus dem Mundstueck austretenden Strang (8) ein Gegendruck zum Pressdruck ausgeuebt. Fig. 3For extruding carbon masses, in particular of carbon electrodes, the carbon mass (7) introduced into a pressing cylinder (1) with closable mouthpiece (3) is first compressed with the aid of a press ram (4) with the mouthpiece (3) closed and then opened with the mouthpiece (3 ) pressed out of the press cylinder (1). To be able to apply a greater compression pressure to achieve a good grain orientation at a constant exit velocity of the pressed strand (8), a counter-pressure to the pressing pressure is exerted on the strand (8) emerging from the mouthpiece. Fig. 3
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren und Vorrichtung zum Strangpressen von KohlenstoffmassenMethod and apparatus for extruding carbon masses
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Strangpressen von Kohlenstoffmassen, insbesondere von Kohlenstoffelektroden, wobei die in einen Preßzylinder mit verschließbarem Mundstück eingebrachte Kohlenstoffmasse mit Hilfe eines Preßstempels zunächst bei verschlossenem Mundstück angestaucht und dann bei geöffnetem Mundstück aus dem Preßzylinder herausgedrückt wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for extruding carbon masses, in particular of carbon electrodes, wherein the introduced into a compression cylinder with closable mouthpiece carbon mass is first dipped with a press ram with a closed mouthpiece and then pressed out with the mouthpiece open from the P r eßzylinder, and on a device for carrying out the method.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Bevor Kohlenstoffelektroden gebrannt werden können, muß die Kohlenstoffmasse entsprechend geformt und verdichtet werden. Zu diesem Zweck wird die Kohlenstoffmasse in einen Preßzylinder mit einem verschließbaren Mundstück eingebracht und in diesem Preßzylinder bei verschlossenem Mundstück mit Hilfe eines Preßstempels vorverdichtet,Before carbon electrodes can be fired, the carbon mass must be shaped and compacted accordingly. For this purpose, the carbon mass is introduced into a press cylinder with a closable mouthpiece and pre-compressed in this press cylinder with a closed mouthpiece with the aid of a press ram,
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bevor der eigentliche Form- und Verdichtungsvorgang durch das Auspressen der Kohlenstoffmasse durch das Mundstück erfolgen kann. Die Qualität der späteren Elektroden hängt dabei unter anderem von einer gleichmäßigen Kornorientierung der Masseteilchen im Preßstrang und von einer ausreichenden Verdichtung des Preßstranges ab. Wie sich gezeigt hat, ist eine der Bedingungen für eine gleichmäßige Kornausrichtung in einer zumindest angenähert konstanten Austrittsgeschwindigkeit des Preßstranges aus dem Mundstück des Preßzylinders zu sehen. Diese Austrittsgeschwindigkeit des Preßstranges aus dem Mundstück des Preßzylinders hangt aber von dem über den Preßstempel auf die Kohlenstoffmasse ausgeübten Preßdruck ab, so daß für einen vorteilhaften Austrittsgeschwindigkeitsbereich nur ein bestimmter Preßdruck aufgebracht werden darf. Für einen bestimmten Elektrodenquerschnitt kann folglich nur dann eine erwünschte Kornorientierung im Preßstrang sichergestellt werden, wenn eine bestimmte Preßkraft und davon abhängig eine bestimmte Verdichtung eingehalten wird. Für hohe Ansprüche reicht diese Verdichtung jedoch im allgemeinen nicht aus, so daß man in solchen Fällen auf eine Vibrationsverdichtung in geschlossenen Formen übergeht, wobei allerdings keine Kornorientierung erreicht werden kann.before the actual molding and compression process can be carried out by the extrusion of the carbon mass through the mouthpiece. Among other things, the quality of the later electrodes depends on a uniform grain orientation of the mass particles in the press strand and on sufficient compaction of the pressed strand. As has been shown, one of the conditions for uniform grain alignment is seen in an at least approximately constant exit velocity of the billet from the mouth of the press cylinder. However, this exit speed of the pressed strand from the mouthpiece of the pressing cylinder depends on the pressing pressure exerted on the carbon mass via the pressing die, so that only a certain pressing pressure may be applied for an advantageous exit velocity range. Consequently, a desired grain orientation in the press strand can only be ensured for a specific electrode cross-section if a certain compressive force and, depending thereon, a specific compaction is maintained. For high demands, however, this compaction is generally not sufficient, so that one goes to such cases on a vibration compression in closed forms, although no grain orientation can be achieved.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es daher, trotz einer guten Kornorientierung eine beliebig hohe Verdichtung des Preßstranges zu erreichen.The aim of the invention is therefore, despite a good grain orientation to achieve an arbitrarily high compression of the pressed strand.
Darlegung des Vesens der ErfindungPresentation of the invention of the invention
Die der Erfindung zugrundeliegende, technische Aufgabe besteht somit darin, den Preßdruck weitgehend unabhängig von der Austrittsgeschwindigkeit des Preßstranges aus dem Mundstück des Preßzylinders wählen zu können.The underlying the invention, technical problem is thus to be able to choose the pressing pressure largely independent of the exit velocity of the pressed strand from the mouth of the press cylinder.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß auf den aus dem Mundstück austretenden Strang der Kohlenstoffmasse ein Gegendruck zum Preßdruck ausgeübt wird.The invention solves the problem set by the fact that on the emerging from the mouthpiece strand of the carbon mass, a back pressure is exerted to the pressing pressure.
Da die Austrittsgeschwindigkeit bei der Anwendung eines Gegendruckes von der Differenz des Preß druckes und des Gegendruckes abhängt und diese Druckdifferenz in einfacher Weise auf die gewünschte Austrittsgeschwindigkeit des Preßstranges aus dem Mundstück angepaßt werden kann, kann auf die Kohlenstoffmasse ein von der Austrittsgeschwindigkeit unabhängiger Verdichtungsdruck ausgeübt werden. Die sonst durch eine Vergrößerung des Preßdruckes bedingte Steigerung der Austrittsgeschwindigkeit wird ja durch den entsprechend' gev/ählten Gegendruck unterbunden, so daß der Preßstrang mit einer für die gewünschte Orientierung vorteilhaften Geschwindigkeit aus dem Mundstück des Preßzylinders austreten kann.Since the exit velocity in the application of a back pressure on the difference of the pressing pressure and the backpressure depends and this pressure difference can be easily adapted to the desired exit velocity of the press strand from the mouthpiece, can be exerted on the carbon mass independent of the exit velocity compression pressure. The otherwise caused by an increase in the pressing pressure increase the exit velocity is indeed prevented by the corresponding 've / counter pressure selected, so that the Preßstrang can escape with a favorable for the desired orientation speed from the mouth of the press cylinder.
Da sich der Reibungswiderstand zwischen der Kohlenstoffmasse und dem Preßzylinder mit zunehmendem Preßstempelhub, also mit wachsender Länge des aus dem Mundstück austretenden Preßstranges verringert, vergrößert sich bei einer gleichbleibenden PreßstempelbeaufschlagungSince the frictional resistance between the carbon mass and the pressing cylinder decreases with increasing Preßstempelhub, so with increasing length of the exiting from the mouthpiece Preßstranges increases with a constant Preßstempelbeaufschlagung
der im Mundstückbereich v/irksame Auspreßdruck mit wachsendem Preßstempelhub, was eine steigende Austrittsgeschwindigkeit zur Folge "hat. Um eine gleichmäßige Austrittsgeschwindigkeit für den Preßstrang sicherzustellen, müßte daher der Beaufschlagungsdruck des Preßstempels in Abhängigkeit vom Preßstempelhub gesteuert werden. Wird nicht die Beaufschlagung des Preßstempels, sondern die Gegenkraft gesteuert, und zwar im Sinne einer Vergrößerung des Gegendruckes mit wachsender Länge des Preßstranges, so kann auch bei einer gleichbleibenden Beaufschlagung des Preßstempels eine konstante Austrittsgeschwindigkeit für den Preßstrang erreicht werden.In order to ensure a uniform exit speed for the Preßstrang, therefore, the application pressure of the press ram would have to be controlled in dependence on the Preßstempelhub.If not the admission of the press ram, but the counterforce controlled, in the sense of an increase in the back pressure with increasing length of the press strand, so even with a constant application of the press ram, a constant exit velocity for the press strand can be achieved.
Auf Grund der sich bei einem Preßstempelhub ändernden Reibungskräfte innerhalb des Preßzylinders wird sich unter Wahrung einer konstanten Austrittsgeschwindigkeit für den Preßstrang eine Änderung des Verdichtungsdruckes ergeben. Diese Änderung hat aber auf die Qualität der Rohelektrode keinen wesentlichen Einfluß, weil ja im wesentlichen der gesamte" Preßstrang dieser Änderung des Verdichtungsdruckes unterworfen ist.Due to the changing in a Preßstempelhub frictional forces within the press cylinder will result in a change in the compression pressure while maintaining a constant exit velocity for the Preßstrang. However, this change has no significant influence on the quality of the raw electrode, because essentially the entire "press strand is subjected to this change in the compression pressure.
Zur Durchführung des Verfahrens kann von einer bekannten Vorrichtung ausgegangen werden (DE-OS 28 55 899), die für den aus einem vertikal angeordneten Preßyzlinder austretenden Preßstrang eine mit Abstand vom Mundstück des Preßzylinders angeordnete Führungshülse vorsieht, um Deformationen des Preßstranges bei seinem Abtransport zu vermeiden. Der von der Führungshülse aufgenommene Preßstrang wird nämlich zusammen mit derTo carry out the method can be assumed from a known device (DE-OS 28 55 899), which provides for the exiting from a vertically arranged Preßyzlinder Preßstrang a distance from the mouth of the press cylinder arranged guide sleeve to prevent deformation of the pressed strand in its removal , The received from the guide sleeve press strand is namely together with the
Führungshülse weitergefördert.Guide sleeve further promoted.
Wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Führungshülse einer solchen Vorrichtung als an das Mundstück des Preßzylinders dicht anschließbarer, axial verschiebbarer Druckzylinder mit einem darin geführten Druckstempel ausgebildet, so kann über diesen Druckstempel auf den aus dem Mundstück des Preßzylinders- austretenden Preßstrang ein gewünschter Gegendruck zum Preßdruck ausgeübt werden, weil der Mantel des Druckzylinders ein radiales Ausweichen des Preßstranges wirksam verhindert. Der Druckstempel muß dabei selbstverständlich über den austretenden Preßstrang zurückgeschoben werden können, ohne die Lage des Druckzylinders zu verändern. 1st die gewünschte Länge des Preßstranges erreicht, so kann der Druckzylinder vom Mundstück axial zurückgezogen werden, um den Preßstrang durchtrennen zu können.If for carrying out the method according to the invention, the guide sleeve such a device as the mouthpiece of the press cylinder tightly connectable, axially displaceable pressure cylinder formed with a guided therein plunger, so can on this plunger on the exiting from the mouth of the Preßzylinders- Preßstrang a desired back pressure to the pressing pressure be exerted because the jacket of the printing cylinder effectively prevents radial deflection of the Preßstranges. The plunger must of course be able to be pushed back over the exiting Preßstrang without changing the position of the printing cylinder. Once the desired length of Preßstranges reached, the pressure cylinder can be withdrawn axially from the mouthpiece to cut through the Preßstrang can.
Um den Einfluß von Reibungskräften im Bereich des Druckzylinders weitgehend ausschließen zu können, kann der Mantel des Druckzylinders an wenigstens eine Druckleitung für ein Gleitmittel angeschlossene Schmieröffnurigen auf v/eisen, durch die das Gleitmittel zwischen den Mantel des Druckzylinders und den Preßstrang gedrückt wird.In order to be able to largely exclude the influence of frictional forces in the area of the printing cylinder, the jacket of the printing cylinder can be pressed against at least one pressure line for a lubricating Schmieröffnurigen v / iron, through which the lubricant between the shell of the printing cylinder and the Preßstrang is pressed.
Bei einer horizontalen Preßzylinderanordnung muß der Preß strang beim Abziehen des Druckzylinders entsprechend unterstützt werden. Hiefür können außerhalb des Druckzylinders vorgesehene, anstellbare Stützauflagen angeordnet werden, die beim Abziehen des DruckzylindersIn a horizontal Preßzylinderanordnung the Preß strand must be supported accordingly when removing the printing cylinder. For this purpose, provided outside of the printing cylinder, engagable support pads can be arranged when removing the printing cylinder
vom Strang in die Arbeitsstellung eingeschwenkt oder angehoben werden. Eine besonders vorteilhafte Unterstützung des Preßstranges erhält man jedoch, wenn im Mantel des Druckzylinders ein einen Teil der Innenwandung bildender Stützträger für den Preßstrang axial verschiebbar geführt ist, v/eil in diesem Falle der Preßstrang aufdem Stützträger beim Abziehen des Druckzylinders aufliegen bleiben kann. Der Stützträger wird beim Abziehen des Druckzylinders ortsfest gehalten und aus dem Druckzylindermantel ausgezogen.swung or raised from the strand in the working position. A particularly advantageous support of the pressed strand is obtained, however, if in the jacket of the printing cylinder a part of the inner wall forming support support for the press strand is guided axially displaceable, v / eil in this case, the press strand can remain on the support support during removal of the printing cylinder. The support beam is held stationary during removal of the printing cylinder and pulled out of the pressure cylinder jacket.
Ausführungsbeispielembodiment
An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigenWith reference to the drawing, the inventive method is explained in detail. Show it
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem schematischen Längsschnitt mit verschlossenem Mundstück des Preßzylinders,1 shows an embodiment of a device according to the invention for carrying out the method in a schematic longitudinal section with a closed mouthpiece of the press cylinder,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit an das Mundstück des Preßzylinders angeschlossenem Druckzylinder jFig. 2 is a representation corresponding to FIG. 1, but with the pressure cylinder connected to the mouthpiece of the press cylinder j
Fig. 3 die Vorrichtung während des Auspressens eines Preßstranges gegen einen Gegendruck,3 shows the device during the extrusion of a press cord against a back pressure,
Fig. 4 die Vorrichtung nach der Beendigung des Preßvorganges vor dem Durchtrennen des Preßstranges,4 shows the device after the completion of the pressing operation before the severing of the pressed strand,
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante undFig. 5 is a corresponding to FIG. 4 representation of a design variant and
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.6 is a section along the line VI-VI of FIG .. 5
Die dargestellte Vorrichtung zum Strangpressen von Kohlenstoffelektroden besteht im wesentlichen aus einem Preßzylinder 1, der ein mit Hilfe eines Deckels 2 verschließbares Mundstück 3 aufweist und einen Preßstempel 4 verschiebbar aufnimmt.-In axialer Verlängerung des Mundstückes 3 ist ein axial verschiebbarer Druckzylinder 5 vorgesehen, der dicht an das Mundstück 3 des Preßzylinders 1 angeschlossen werden kann und mit einem Druckstempel 6 versehen ist. Nach dem Anstauchen der in den Preßzylinder 1 eingebrachten Kohlenstoffmasse 7, was bei verschlossenem Mundstück 3 über den Preßstempel 4 gemäß Fig. 1 durchgeführt wird, wird der Deckel 2 vom Verschlußstück 3 abgenommen und der Druckzylinder 5 an das Mundstück 3 dicht angeschlossen. Vor dem eigentlichen Strangpressen wird der im Druckzylinder 5 geführte Druckstempel 6 entsprechend beaufschlagt und gegen die Kohlenstoffmasse 7 im Bereich des Mundstückes gedrückt, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Wird nun der Preßstempel 4 beaufschlagt, so wird die Kohlenstoffmasse 7 gegen die Kraft des Druckstempels 6 aus dem Mundstück 3 herausgedrückt, wobei der austretende Preßstrang 8 durch den Druckzylinder 5 geführt wird, so daß über den Druckstempel 6 ein entsprechender Gegendruck zum Preßdruck ausgeübt werden kann. Auf die Kohlenstoffmasse 7 bzw. den Preßstrang 8 wirkt somit ein Verdichtungsdruck, der von der Größe des Preßdruckes und der Größe des Gegendruckes durch den Druckstempel 6 abhängt. Die Austrittsgeschwindigkeit des Preßstranges 8 aus dem Mundstück 3 ist allerdings von diesem Verdichtungsdruck unabhängig, weil für die Austrittsgeschwindigkeit lediglich die Druckdifferenz zwischen dem Gegendruck und dem Druck im Bereich des Mundstückes 3 maßgebend ist. Es kann da-The illustrated apparatus for extruding carbon electrodes consists essentially of a press cylinder 1, which has a closable by means of a lid 2 mouthpiece 3 and a press ram 4 slidably receives.-In the axial extension of the mouthpiece 3, an axially displaceable pressure cylinder 5 is provided, the tight can be connected to the mouthpiece 3 of the press cylinder 1 and is provided with a plunger 6. After the upsetting of the introduced into the pressing cylinder 1 carbon mass 7, which is carried out with closed mouthpiece 3 on the ram 4 of FIG. 1, the lid 2 is removed from the closure piece 3 and the pressure cylinder 5 is connected to the mouthpiece 3 tightly. Prior to the actual extrusion of the pressure cylinder 5 guided in the pressure piston 6 is acted upon accordingly and pressed against the carbon mass 7 in the region of the mouthpiece, as indicated in Fig. 2. Now, if the ram 4 is acted upon, the carbon mass 7 is pushed out against the force of the plunger 6 from the mouthpiece 3, wherein the exiting Preßstrang 8 is guided by the pressure cylinder 5, so that via the plunger 6, a corresponding back pressure can be exerted to the pressing pressure , On the carbon mass 7 and the Preßstrang 8 thus acts a compression pressure, which depends on the size of the pressing pressure and the size of the back pressure by the plunger 6. The exit velocity of the pressed strand 8 from the mouthpiece 3, however, is independent of this compression pressure, because only the pressure difference between the back pressure and the pressure in the region of the mouthpiece 3 is decisive for the exit velocity. It can
her bei sehr hohen Verdichtungsdrücken eine vergleichsweise geringe Austrittsgeschv/indigkeit sichergestellt werden, so daß der Preßstrang 8 nicht nur eine hohe Verdichtung, sondern auch eine erwünschte Kornorientierung aufweist. Durch eine Steuerung der Beaufschlagung des Druckstempels 6 und/oder des Preßstempels 4 können dabei sehr unterschiedliche Verhältnisse berücksichtigt werden.At relatively high compression pressures, a comparatively low exit velocity is ensured, so that the pressed strand 8 not only has a high compression but also a desired grain orientation. By controlling the pressurization of the plunger 6 and / or the press ram 4 very different conditions can be considered.
Um die Reibungskräfte im Bereich des Druckzylinders 5 möglichst klein zu halten, sind im Mantel des Druckzylinders 5 Schmieröffnungen 9 vorgesehen, die an eine Druckleitung 10 für ein Gleitmittel angeschlossen sind, so daß das Gleitmittel unter dem nötigen Druck zwischen den Zylindermantel und den Preßstrang 8 geleitet werden kann.In order to keep the frictional forces in the region of the pressure cylinder 5 as small as possible, 5 lubrication openings 9 are provided in the jacket of the pressure cylinder, which are connected to a pressure line 10 for a lubricant, so that the lubricant passed under the necessary pressure between the cylinder jacket and the Preßstrang 8 can be.
Nach der Beendigung des Preßvorganges wird der Druckstempel 6 vom Preßstrang 8 abgehoben und der Druckzylinder 5 aus seiner Arbeitsstellung gemäß Fig. 3 vom Preßstrang 8 in die Stellung nach Fig. 4 zurückgezogen, um den Preßstrang 8 mit Hilfe der Messer 11 durchtrennen zu können. Beim Zurückziehen des Druckzylinders 5 vom Preßstrang 8 muß dieser entsprechend unterstützt werden. Zu diesem Zweck sind nach Fig.4 anhebbare StützauflagenAfter the completion of the pressing operation, the plunger 6 is lifted from the press strand 8 and the pressure cylinder 5 is withdrawn from its working position shown in FIG. 3 from the press strand 8 in the position shown in FIG. 4 in order to sever the Preßstrang 8 using the knife 11 can. When retracting the printing cylinder 5 from the Preßstrang 8 this must be supported accordingly. For this purpose, according to Figure 4 liftable support pads
12 vorgesehen, die an den Preßstrang 8 angestellt werden, sobald dieser vom Druckzylinder 5 freigegeben wird.12 are provided, which are employed on the Preßstrang 8 as soon as it is released from the pressure cylinder 5.
An Stelle der Stützauflagen 12 kann auch ein StützträgerIn place of the support pads 12 may also be a support bracket
13 vorgesehen werden, der in einer Axialnut 14 des Mantels des Druckzylinders 5 axial verschiebbar geführt13 are provided, which is guided axially displaceably in an axial groove 14 of the jacket of the printing cylinder 5
ist und. einen Teil der Innenwandung des Druckzylinders. 5 bildet, wie dies in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Der Stützträger 13 braucht daher beim Zurückziehen des Druckzylinders 5 vom Mundstück 3 des Preßzylinders 1 lediglich mittels einer Halterung 15 festgehalten zu werden, um ihn aus dem Druckzylinder 5 herauszuziehen. Der Preßstrang 8 bleibt folglich ohne Relativbewegung während des Abziehens des Druckzylinders 5 auf dem Stützträger 13 liegen, so daß eine ununterbrochene Unterstützung des Preßstranges 8 erreicht werden kann. Um einen dichten Anschluß des Druckzylinders 5 an das Mundstück 3 des Preßzylinders sicherzustellen, ohne die Halterung 15 abnehmen zu müssen, kann der Druckzylinder 5 mit einer stirnseitigen Aufnahmeaussparung 16 für die Halterung 15 versehen werden. Die Anordnung muß dabei selbstverständlich so getroffen werden, daß die Messer 11 zum Durchtrennen des Preßstranges 8 unbehindert eingesetzt werden können. Zu diesem Zweck kann eine bereichsweise Verschiebung der Halterung 15 notwendig sein.is and. a part of the inner wall of the printing cylinder. 5 forms, as shown in Figs. 5 and 6. The support bracket 13 therefore needs to be held when withdrawing the impression cylinder 5 from the mouthpiece 3 of the press cylinder 1 only by means of a holder 15 to pull it out of the impression cylinder 5. The Preßstrang 8 thus remains without relative movement during the withdrawal of the printing cylinder 5 are on the support bracket 13, so that an uninterrupted support of the Preßstranges 8 can be achieved. In order to ensure a tight connection of the printing cylinder 5 to the mouthpiece 3 of the press cylinder, without having to remove the holder 15, the printing cylinder 5 can be provided with a front-side receiving recess 16 for the holder 15. The arrangement must of course be made so that the blades 11 can be used to cut through the pressed strand 8 unhindered. For this purpose, a region-wise displacement of the holder 15 may be necessary.
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