DE1483648A1 - Method and device for the production of hollow cast bodies - Google Patents
Method and device for the production of hollow cast bodiesInfo
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
Description
STKVA-RTS AND LLOYDS LIMIiPED 41 Oswald Street, Glasgow, U.1., ScotlandSTKVA - RTS AND LLOYDS LIMIiPED 41 Oswald Street, Glasgow, U.1., Scotland
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hohler Gußkörper (Röhren)Method and device for the production of hollow cast bodies (tubes)
(Gegossene Hohlkörper) I(Cast hollow bodies) I
Die Erfindung bezieht eich auf die Herstellung gegossener rohrförmiger Hohlkörper duroh ein Verfahren, das die Arbeitsgänge einschließt, ein geschmolzenes Material in einer rohrförmigen Form ansteigen zu lassen, dem Material zu gestatten, in dieser -Form während eines Zeitraumes zu verbleiben, um das in Berührung mit der Form befindliche Material bis auf eine erforderliohe Wandstärke erstarren zu lassen, wonach das verbleibende geschmolzene Material aus der Form entfernt wird, um darin einen rohrförmigen Hohlkörper von gewünschter Wandstärke erstarren zu lassen, wonach das verbleibende geschmolzene Material aus der Form entfernt wird, um darin einen rohrförmigen Hohlkörper von gewünschter Wandstärke zu hinterlassen·The invention relates to the production of cast tubular hollow bodies by a method which includes the operations of raising a molten material in a tubular shape, to allow the material to remain in this form for a period of time in order to be in contact with to solidify the material located in the form to a required wall thickness, after which the remaining Molten material is removed from the mold to create a tubular hollow body of desired therein To solidify the wall thickness, after which the remaining molten material is removed from the mold to to leave behind a tubular hollow body of the desired wall thickness
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lArt. 7 § 1 Abs. 2 Nr?1 Satz δ des Änderung*)«· ν. 4. 9.19-5lArt. 7 Section 1 ( 2) No. 1 sentence δ of the amendment *) «· ν. 4. 9. 19-5
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In der Theorie körinte dieses Verfahren, wenn es für das Giessen von rohrförmigen Metallhohlkörpern verwendet wird,^beträchtliche praktische und industrielle Vorteile haben, insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellunß von nahtlosen Stahlrohren. Beispielsweise erfordern die üblichen Stahlrohrherstellungsarbeitsgänge (Walzen, Ziehen, Drehschmieden, Pilgern) die Herstellung von dickwandigen Hohlkörpern, Diese werden im allgemeinen hergestellt, indem ein gegossener Massel oder eine gewalzte Stange durch eine oder mehrere kostfe spielige mechanische Arbeitsgänge geführt werden,wie etwa Stanzen, Drehdurchstossen oder Bohren, wobei ein wahlweises Verfahren darin besteht, einen dickwandigen Hohlkörper direkt aus geschmolzenem Metall zu giessen · Die Gießtechniken, die für Hohlkörper zur Verfugung stehen (wie etwa Zentrifugalgiessen) sind nicht immer in der Lage, Hohlkörper annehmbarer Güte zur weiteren Verarbeitung herzustellen. Es gibt auch gewisse Legierungen, von denen zufriedenstellendes hohles Rohmaterial zur Rohrherstellung nicht hergestellt werden kann, well die bestehenden Techniken direkt oder indirekt zu Hohlkörpern führen, die eine unerwünscht grobe Struktur zeigen, gelegentlich mit interdendritischen Schrumpfhöhlungen und schwachen Zonen und Ansammlungen von ausgesondertenIn theory, this procedure worked if it did used for casting tubular metal hollow bodies, ^ considerable practical and industrial Have advantages, especially in connection with the production of seamless steel tubes. For example The usual steel tube manufacturing operations (rolling, drawing, rotary forging, pilgrimage) require the Manufacture of thick-walled hollow bodies, These are generally manufactured by using a cast ingot or a rolled bar can be guided through one or more costly mechanical operations, such as such as punching, rotary piercing or drilling, an optional method being to use a thick-walled Casting hollow bodies directly from molten metal · The casting techniques that are available for hollow bodies standing (such as centrifugal casting) are not always able to produce hollow bodies of acceptable quality Manufacture processing. There are also certain alloys which satisfactorily use hollow raw materials Pipe manufacturing cannot be manufactured because the existing techniques directly or indirectly too Lead hollow bodies that show an undesirably coarse structure, occasionally with interdendritic shrinkage cavities and weak zones and clusters of segregated
co intermetallischen Verbindungen und anderen Teilchen· οco intermetallic compounds and other particles · ο
Ot So sollte das Gießverfahren, auf das sich die ο vorliegende Erfindung bezieht, in der Lage sein, sichOt So the casting process to which the ο present invention relates should be able to
^ für die Herstellung dickwandiger rohrförmiger Hohlkörper zu eignen, die ausgezeichnete E^nschaften^ for the production of thick-walled tubular hollow bodies to suit the excellent unions
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als Ausgangsmaterial für die üblichen Rohrherstellungsanlagen haben, da erwartet werden kann, daß das Verfahren Hohlkörper herzustellen gestattet, die eine verfeinerte Kornstruktur haben, eng verknüpften radial dentridischen Aufbau durch die ganze Länge eines Hohlkörpers und eine gute gleichmässige Verteilunk von feinen intermetallischen Verbindungen und andleren Teilchen durchas a starting material for the usual pipe manufacturing plants have, since the process can be expected to make it possible to produce hollow bodies which have a refined Have grain structure, closely linked radial dentridic structure through the entire length of a hollow body and a good even distribution of fine intermetallic compounds and other particles
die gesamte Wandstärke, Eigenschaften, die im allgemeinen in Hohlkörpern nicht erreichbar sind, die durch Verdünnen und durch Stossen von massiven Masseln erzeugt werden, die in üblicher Art und Weise gegossen werden oder in Hohlkörpern, die beispielsweise durch i the total wall thickness, properties that are generally not achievable in hollow bodies, which are produced by thinning and pounding massive pigs that are cast in the usual way or in hollow bodies that are, for example, by i
Zentrifugalgiessen erzeugt wurden, wobei (im Unterschied zu dem Verfahren, auf das sich die Erfindung bezieht) das geschmolzene Metall in die umlaufende Form mit einer Temperatur" eingeführt weinen muß, die weit über der Verflüssigungstemperatur liegt, was zu einem groben Kornaufbau führt, der entlang der Länge des Hohlkörpers verschieden ist und worin eine ausgesprochene dichte Schichtenbildung intermetallischer Verbindungen und anderer Teilchen vorhanden sein kann infolge der Zentrifugalkräfte, die während des Gießvorßanges darauf einwirken.Centrifugal casting were generated, whereby (in contrast to the method on which the invention refers) the molten metal introduced into the revolving mold at a temperature "must cry" that far is above the liquefaction temperature, resulting in a coarse grain build-up that runs along the length of the Hollow body is different and in which a pronounced dense layer formation of intermetallic compounds and other particles may be present due to centrifugal forces generated during the casting process act on it.
Die praktische Ausführung, der oben erwähnten Vorteile des fraglichen Gießverfahrens für die Hcrstellunc von Metallhohlkörpern ist Jedoch nicht vollständig einfach. So hat sich eine ausgesprochene Neigung der Bohrung eines mit diesem Verfahren hergestelltenThe practical implementation of the advantages mentioned above However, the casting process in question for the production of hollow metal bodies is not complete simple. There is a marked tendency for the bore of a hole made with this method
Hohlkörpers gezeigt, Unregelmäßigkeiten, lunker 909815/0431 Hollow body shown, irregularities, voids 909815/0431
BADBATH
Vertief langen undgrobe dentri tische Wachstumsstelifen^ ° ^ " zu zeigen, die durch ein verhältnismäßig teueres Bearbeitungveffahren entfernt werden müssen, vbevor der Hohlkörper als Ausgangsmaterial für die Rohrherstelluncsanlagen annehmbar ist, die Röhre hohe Qualität herstellen sollen. Diese Problem ist von besonderer Beduetung von der Herstellung von Hohlkörpern aus Stahl insbesondere Legierungs-Stählen wie etwa rostfreien Stellen.Deeply long and coarse dentritic growth stelifes ^ ° ^ " to show, which must be removed by a relatively expensive machining process, vbefore the hollow body as the starting material for the pipe manufacturing systems is acceptable, the tube should be made of high quality. This problem is of particular concern to the Manufacture of hollow bodies made of steel, in particular alloy steels such as rustproof spots.
Versuche haben gezeigt, dass dieses Problem besonders akut wird, wenn Vorsuche gemacht werden, dickwandige Hohlkörper von verhätnismäßig geringer Bohrung herzustellen. Experiments have shown that this problem becomes particularly acute when preliminary searches are made, thick-walled Manufacture hollow body of relatively small bore.
Es hat sich gezeigt, dass dieses Problem mindestens teilweise von der Geschwindigkeit abhängt, mit der geschmolzenes Material aus der Bohrung des entstehdnen Loches abgegeben wird, das gebildet wird, indem das geschmolzene Matall in der Form gehalten wird. DasProblem wird noch schwieriger, wenn die Bedingungen so sind, dass eine Kappe oder Brücke aus festen Metall über der Oberseite desentstehenden Loches gebildet wird, da dies ein schnelles und reibungsloses Abfließen des geschmolzenen Materials aus der Bohrung der Höhlung hindert und in der Boschreibungüer gleichzeitig laufenden brit. Patentanmeldung Nr. 26491/74 ist ein Veifehren ein Gerät gezeigt zum Verhindern der Bildung einer solchen Kappe oder Brücke, um dadurch das g fragliche Problem zu lösen.It has been found that this problem depends, at least in part, on the rate at which the melted Material is released from the bore of the resulting hole, which is formed by the melted metal is held in the shape. The problem becomes even more difficult when the conditions are like that are that a cap or bridge of solid metal is formed over the top of the resulting hole this prevents the molten material from flowing out of the bore of the cavity quickly and smoothly and brit. Patent application No. 26491/74 is a Veifehren a device shown to prevent the formation of such a cap or bridge, thereby eliminating the problem in question to solve.
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Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass je schneller die Abgabe des geschmolzenen Metall aus der Bohrung des entstehenden Hohlkörpers ist, umsobesser die Oberflächenhüte die in der Bohrung des gegossenen Hohlkörpers entsteht unds umso gleichmäßiger die MikroStruktur und der Aufbau des Metalls in diesem Beieich des Hohlkörpers. Es wird angenommen, dass hohe Geschwindigkeitender Entfernung des geschmolzenen Metalls aus der Bohrung des entstehenden Hohlkörpers zu einer " Reinigung der Innenenwandung des Körpers führen und zur Entfernung von schwachen dentritischen Ansammlungen und anderen herausragenden Stellen die die Neigung haben, Einschlüsse und Tropfen vom geschmolzenen Metall aauf dieser Wandung festzuhalten und so zu Unregelmäßigkeiten In und Nahe der endgültigen Oberfläche des 10ches im Hohlkörper führen.Surprisingly, it has now been shown that the faster the release of the molten metal from the The bore of the resulting hollow body is, the better the surface hats that in the bore of the cast Hollow body is created and the more uniform the microstructure and the structure of the metal in it Beieich the hollow body. It is believed that high rates of removal of the molten Metal from the bore of the resulting hollow body to a "cleaning of the inner wall of the body lead to the removal of weak dendritic accumulations and other protruding areas have a tendency to hold inclusions and drops of molten metal on this wall and so to Irregularities in and near the final surface of the 10ches in the hollow body.
Es hat sich gezeigt, dass die Fallgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls innerhalb der Bohrung des entstehenden !Hohlkörpers mindestens 10 Zoll je Sekunde sein sollte undvorzugsweise ImHBeACh von 15 - 50 Zoll tIt has been shown that the rate of fall of the molten metal within the bore of the emerging Hollow body should be at least 10 inches per second and preferably 15-50 inches
je Sekunde. Gute Ergebnisse wurden erzielt beim Giessen von Hohlkörpern aus rostfreiem S^ahl mit !Fallgeschwindigkeit© des geschmolzenen Metalls von JJO cm je Sekunde, aber verbesserte Ergebnisse können mit höheren Fallgeschwindigkeiten erzielt werden. per second. Good results have been achieved when casting hollow bodies made of stainless steel at a rate of fall of molten metal of JJO cm per second, but improved results can be obtained at higher falling speeds.
So schafft die Erfindung ein kVerfahrens zum Gießen von Rohrförmigen Metallhohlkörpern wobei verschmolzenes MetallThus the invention provides a method for casting Tubular metal hollow bodies being fused metal
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veranlasst wird in einer rohrförmigen Form hochzusteigen, das Metall während einem Zeitraum in der Form gehalten wird, der genügt um das Metall bis auf eine gewünschte Stärke auf der Wandung der Form erstarren zu lassen um einen entstehenden Hohlkörper zu bilden und danach restliches geschmolzenes Metall aus der Form mit einer Fallgeschwindigkeit in der Höhlung des entstehenden Hohlkörpers mit mindestens 25 ca .1e Sekunde zu entfernen. Vorzugsweise liegt diese Fallgeschwindigkeit, wie oben erwähnt in dem Bereich von ^O - 75 cm je Sekunden.is made to climb up in a tubular shape, the metal is held in the shape for a period of time sufficient to keep the metal down to a desired one To solidify starch on the wall of the mold to form a hollow body and then residual molten metal from the mold at a rate of fall in the cavity of the emerging The hollow body can be removed with at least 25 approx. 1 second. This rate of fall is preferably as above mentioned in the range of ^ O - 75 cm per second.
Die gewünschte Fallgeschwindigkeit kann kdurch Schwerkraft erreichtwerden, wenn darauf geachtet wird, Behinderungen in der Entlüftung des Behälters zu vermeiden in dem das geschmolzene Metall einsetzt. Fallgeschwindigkkeiten innerhalb des Bereiches von 25 - 30 cm je Sekunde können auf diese Art und Welse erztel t werden. Um höhere Werte der Fallgeschwindigkeiten zu erreichen, kann ein G sförmiger Druck kauf das obere Ende der Form v.ur Einwirkung gebracht werden, wobei ein geeignetes Verfahren die Vorbindung des oberen Endes der Form mit einem geschlossenen Gefäß erfolgt, in dem Gas durch das Ansteigen des Metalls in der Form zu Beginn des Gießvorganges zusammengepresst wird, wobei die aufgespeicherte Energie des koibinierten Gases dann benutzt wird,The desired rate of fall can be achieved by gravity if care is taken to avoid obstructions in the venting of the container in which the molten metal sets in. Fallgeschwindigkkeiten within the range of 25 - 30 cm per second can be in this way and W e lse erztel t. In order to achieve higher values of the falling velocities, a G s-shaped pressure can be applied to the upper end of the mold, a suitable method being to pre-bind the upper end of the mold to a closed vessel in which the gas is raised by the Metal is pressed together in the mold at the beginning of the casting process, whereby the stored energy of the co-combined gas is then used,
o um ein schnelles Abheben des Metalls aus der Bohrung deso to quickly lift the metal out of the bore of the
^ entstehenden Hohlkörpers am Ende des Gießverfahrens^ resulting hollow body at the end of the casting process
^. zu bewirken.^. to effect.
-*■ Falls erwünscht kann ein neutrales Gas verwendet werden um das obere Ende der Gießform unter Druck 7,\i setzten,- * ■ If desired, a neutral gas can be used to pressurize the upper end of the mold 7, \ i ,
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um die Abgabe des Metalls aus der Bohrung des entstehenden Hohlkörpers zu erzielen« wobei ein solches neutrales Gas dazu dient, die Bohrung des Hohlkörpers gegen Ochsidferen und Zunderbildung durch hohe Temparaturen zu schlitzen.to the release of the metal from the bore of the emerging To achieve hollow body «where such a neutral gas is used to the bore of the hollow body against Ochsidferen and the formation of scale due to high temperatures.
Jodes beliebiges geeignete Gerät kann verwendet werden, um rohrförmige Metallkörper mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zu gießen, aber als Beispiel folgt eine Beschreibung einer geeigneten Form eines Gerätes unter Hinweis auf die beigefügte Chematische Zeichnung·Jodes of any suitable device can be used to cut tubular metal bodies using the method according to the present invention, but as an example, a description of a suitable form of one follows Device with reference to the attached chemical drawing
In der Zeichnung hat ein^fenkörper 1, eine Auskleidung 2 und enthält geschmolzenes Metall 2, in das eine senkrechte rohrförmige Form 4 eintaucht. Eine Leitung 5 führt vom oberen Ende der Form zu einem Gefäß 6 mit neutralen G-s undein Druckgas Einlass 7 fürin einen Raum über den geschmolzenen Metall in dem Ofenkörper, der am oberen Ende geschlossen ist. Die Form 4 verläuft durch eine Stoppbüchse 8 in das geschmolzene Metall 3 zu erreichen.In the drawing, a body 1 has a lining 2 and contains molten metal 2, in which a perpendicular tubular shape 4 is immersed. A line 5 leads from upper end of the mold to a vessel 6 with neutral G-s and a pressurized gas inlet 7 for a space above the molten metal in the furnace body, which is at the top The end is closed. The mold 4 runs through a stop sleeve 8 to reach the molten metal 3.
Im Betrieb veranlaßt der Druck des durch den Bnlaß 7 eintretenden Gasws das Metall in der Form 4 hochzusteigen und neutrales Gas in dem Gefäs 6 zusammenzupressen.In operation, the pressure of the incoming through the Bnlaß 7 G a sws causes the metal in the mold 4 to climb and neutral gas in the compressing Gefäs. 6
Metall kann in der Form während eines solchen Zeitraumes vertreiben um es in Berührung mit der Form erstarren zu lassen um einen entstehenden Hohlkörper von einer erforderlichen Wandstärke zu erzeugen.Metal can displace in the mold during such a period of time to solidify in contact with the mold to create a hollow body of a required wall thickness.
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Der Drude auf das geschmolzene Metall im Ofen 2 wird dann unterbrochen und das in der Form verbleibende geschmolzene Metall wird in den Ofen zurückabgegeben, wobei in der Form ein rohrförmiger Körper von der gewünschten Wandstärke zurückbleibt.The pressure on the molten metal in the furnace 2 is then interrupted and the molten metal remaining in the mold is returned to the furnace, leaving a tubular body of the desired wall thickness in the mold.
Die Leitung 5 wird danach von der Form gelöst die Form aus der Stoffbüehse^8 entfernt und der Metallhohlkörper aus der Form entnommen.The line 5 is then released from the mold removed from the Stoffbüehse ^ 8 and removed the metal hollow body from the mold.
Die Form 4 ist an ihrem oberen Ede mit einer feuerfesten Auskleidungshülse 10 von niederer Leitfähigkeit versehen um den Wäremverlust zu verringern, sodass die Bilder einer Kappe oder Brücke aus festem Metall am oberen Ende des Hohlkörpers mindestens teilweise verhütet wird, die in der Beschreibung der gleichzeitig laufenden brit. Patentanmeldung Nr. 26491/64 dargestellt.The mold 4 is provided at its upper end with a refractory lining sleeve 10 of low conductivity to reduce heat loss, leaving images of a solid metal cap or bridge at the top of the Hollow body is at least partially prevented, which in the description of the British patent application running at the same time No. 26491/64 shown.
Bei der Verwendung des Gerätes zum Ausführen eines Verfahrens in Übereinstimmung mit der Erfindung werden die Drücke in dem Raum küber den geschmolzenen Metall in den Ofenkörper und an der Oberseite der Form gesteuert, um eine gewünschte Fallgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls innerhalb der Bohrung des entstehenden Hohlkörper zu erzielen, wie vorstehend beschrieben.In using the apparatus to carry out a method in accordance with the invention, the In the space k over the molten metal into the furnace body and controlled at the top of the mold a desired rate of fall of the molten metal within the bore of the resulting hollow body as described above.
Da dies Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung können vorteilhaft im Zusammenhang mit einer oder »ahr der Methoden und Geräten verwendet werden die In denAs this method and device according to the invention can be beneficial in connection with a or »ahr the methods and equipment used are the in the
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Beschreibungen der brit· Patente Nr, 885,757 dargelegt sind ( das sich auf die Verbindung des oberen Wundes der Form mit einem Gefäß mit neutralen Gas bezieht, die vorstehend beschrieben.) Die weiter gleichzeitig in der brit. Patentanmeldung Nr. 32990/62 beschrieben, dass das Vorsehen eines getrennten Tauchrohres vorsieht, das mit der Form verbunden ist) ; wie in der gleichzeitig laufenden pbrit. Patentanmeldung Nr. 26492/64 beschrieben ( die sich damit beschäftigt die Form auf eine !geeignete Anfangstemperatur vor Einbringung desMetalls zu bringen) ; wie in der gleichseitig alaufenden brit.Patentanmeldung Nr.26493/64 beschrieben ( die sich damit beschäftigt verschiedene T^iIe der Länge der Form auf eine geeignete Anfangstemperatur vor dem Eindringen des Mettalä. zu bringen. Wie in der gleichzeitig laufenden brit. Patentanmeldung Nr. 26494/64 beschrieben. ( Die sich damit beschäftigt das geschmolzene Metall zu veranlassen mit einer geeigneten Geschwindigkeit in der Form zu steigen.) ; Und wie in der gleichzeitig laufenden brit.Patentanmeldung Nr. 51448/64 beschrieben ( die sich damit beschäftig eine relative axiale Schwingung zwischen der Form und dem darin befindlichen Metall zu verursachen.Descriptions of British Patent No. 885,757 (which relates to the connection of the upper wound of the mold to a vessel with neutral gas, described above.) Further described simultaneously in British Patent Application No. 32990/62 that providing a separate dip tube connected to the mold); as in the pbrit running at the same time. Patent Application No. 26492/64 (which deals with bringing the mold to a suitable starting temperature prior to incorporation of the metal); as described in co-pending British patent application no. 26494/64 (which deals with causing the molten metal to rise in the mold at an appropriate rate); and as described in concurrent British patent application No. 51448/64 (which deals with a relative axial To cause vibration between the mold and the metal in it.
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Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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| GB (1) | GB1116218A (en) |
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Cited By (1)
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Families Citing this family (2)
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- 1965-06-24 SE SE843965A patent/SE324042B/xx unknown
- 1965-06-25 DE DE19651483648 patent/DE1483648A1/en active Pending
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| DE3403186A1 (en) * | 1983-06-07 | 1984-12-13 | Alan Worswick (Engineering) Ltd. | Process and apparatus for the casting of hollow bodies |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| SE324042B (en) | 1970-05-19 |
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