DE1583969B1 - Process for accelerating the dissolution of lime in the basic slag in steel production by refining with oxygen - Google Patents
Process for accelerating the dissolution of lime in the basic slag in steel production by refining with oxygenInfo
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Description
3 43 4
einsetzt, ist es zweckmäßig, das Boroxid oder die Bor- Kalk und Schlacke hatten folgende Zusammenverbindung
auf die Schlacke gleichzeitig mit der Be- setzung:
Schickung des Kalks aufzugeben oder mit dem Kalk
vor dessen Aufgabe auf die Schlackenoberfläche zu Kalk schlackebegins, it is appropriate that the boron oxide or the boron lime and slag had the following compound on the slag at the same time as the occupation:
Sending the lime to abandon or with the lime
before its task on the slag surface to lime slag
vermischen. Statt dessen kann man auch das Boroxid 5 CaO 96,10 % SiO2 47,26 %mix. Instead, you can also use the boron oxide 5 CaO 96.10% SiO 2 47.26%
oder die Borverbindung auf die Schlacke unmittelbar MgO 0,97 % FeO 16,05 °/0 or the boron compound on the slag directly MgO 0.97% FeO 16.05 ° / 0
vor der Einbringung des Kalks aufgeben. Der Zeit- Fe2O3 0,11 % MnO 16,05 °/0 give up before adding the lime. The time Fe 2 O 3 0.11 MnO% 16.05 ° / 0
abstand darf hierbei jedoch nicht erheblich sein, weil Al2O3 0,30 % Al2O3 3,92 %However, the distance must not be significant because Al 2 O 3 0.30% Al 2 O 3 3.92%
sonst eine Verflüchtigung des Bors vor der Einwirkung SiO2 0,62% P2O5 3,52%otherwise the boron will evaporate before the action SiO 2 0.62% P 2 O 5 3.52%
auf den Kalk zu befürchten ist. io Brennverlust.. 1,43% MgO 3,39%on the lime is to be feared. OK burning loss .. 1.43% MgO 3.39%
Die gemäß der Erfindung zu benutzende Borver- CaO 10,00 %The boron CaO to be used according to the invention 10.00%
bindung besteht zweckmäßig aus Borsäure oder ~~99~53~°/~ 10019 0I The bond consists appropriately of boric acid or ~~ 99 ~ 53 ~ ° / ~ 10019 0 I.
wasserfreiem Borax, die Borverbindung kann aber ' 'anhydrous borax, but the boron compound can ''
auch aus Bortrioxid oder Verbindungen bestehen, die Die längste Auflösungsdauer des Kalks in deralso consist of boron trioxide or compounds that The longest dissolution time of the lime in the
bei erhöhten Temperaturen Bortrioxid liefern. 15 Schlacke in Kontrollversuchen und in Versuchen unterdeliver boron trioxide at elevated temperatures. 15 slag in control tests and in tests below
Um dem Hüttenmann die Bemessung der verhältnis- Verwendung einer Borverbindung findet sich in derTo the smelter the dimensioning of the ratio use of a boron compound can be found in the
mäßig kleinen Menge von Bortrioxid oder Borverbin- folgenden Tabelle:moderately small amount of boron trioxide or boron compounds - see table below:
dung zu der relativ großen Menge zerkleinerten Kalks Größte Auflösungsdauerto the relatively large amount of crushed lime. Greatest dissolving time
zu ersparen, empfiehlt es sich, bei dem Verfahren nach (in Sekunden)to save, it is advisable to use the procedure according to (in seconds)
der Erfindung eine Zuschlagmasse zu verwenden, die 20 Kontrolle — kein Zusatz 16,6the invention to use an aggregate, the 20 control - no addition 16.6
aus einem Gemisch von zerkleinertem Kalk und einer jyjjt Na2B4O7 0,8from a mixture of crushed lime and a jyjjt Na 2 B 4 O 7 0.8
relativ kleinen Menge einer anorganischen borhaltigen m^ H3BO3 0^7relatively small amount of an inorganic boron-containing m ^ H 3 BO 3 0 ^ 7
Verbindung besteht, die in geschmolzenem Zustand jyfjt B2O3 0,7Compound exists, which in the molten state jyfjt B 2 O 3 0.7
in der Schlacke unlöslich ist und einen nicht mischbaren Flüssigkeitsfilm auf der Schlacke praktisch un- 25 Diese Werte zeigen, daß mit jeder Borverbindung mittelbar nach der Berührung hiermit bildet. die Auflösungsgeschwindigkeit und auch die Ge-is insoluble in the slag and an immiscible liquid film is practically immiscible on the slag. These values show that with every boron compound forms indirectly after contact with it. the rate of dissolution and also the
Bei dem Sauerstoffaufblasverfahren ist es an sich schwindigkeit außerordentlich gesteigert wird, mit
zweckmäßig, den zerkleinerten Kalk auf die Anfangs- welcher der Kalk mit der Kieselsäure und den Verschlacke
aufzubringen, die sich während der ersten unreinigungen in dem geschmolzenen Metall reagiert,
1 oder 2 Minuten, d. h. während der Umwandlung 30 und aus dieser Beschleunigung folgt eine erhebliche
des Kohlenstoffs im Roheisen in gasförmige Kohlen- Verkürzung des Sauerstoffaufblasfrischens und der
oxide, bildet. Dementsprechend erfolgt natürlich auch Umwandlung des Metallbades auf die gewünschte
die Aufgabe des zerkleinerten Kalkes und des Bor- Zusammensetzung zum Abstich,
oxids oder der Borverbindung gemäß der Erfindung auf Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist,
diese Anfangsschlacke. 35 daß der Anstieg der Auflösungsgeschwindigkeit durchIn the case of the oxygen inflation process, the speed is in itself extremely increased, with expedient to apply the crushed lime to the beginning - which the lime with the silica and the slag that reacts during the first impurities in the molten metal, 1 or 2 minutes, that is, during the conversion 30 and from this acceleration there follows a substantial shortening of the carbon in the pig iron to gaseous coals of the oxygen inflation refining and the oxides that form. Correspondingly, of course, the metal bath is also converted to the desired task of the crushed lime and the boron composition for tapping,
oxide or the boron compound according to the invention. Another essential advantage of the invention is this initial slag. 35 that the increase in the rate of dissolution by
Die stark gesteigerte Auflösungsgeschwindigkeit des Verwendung relativ kleiner Zuschlagmengen und ohne
Kalks in einer solchen kieselsäurehaltigen Konverter- Einführung von Elementen erhalten wird, die für die
schlacke, wie diese sich aus der Verwendung von Bor- Stahlherstellung schädlich sind, wie dies gewöhnlich
verbindungen gemäß der Erfindung gegenüber der der Fall ist, wenn man hierfür Flußspat verwendet.
Auflösungsgeschwindigkeit ohne solche Zuschläge 40 Viel größere Flußspatanteile sind gegenüber Borergibt,
ist unter einem Mikroskop mit heißem Objekt- oxid oder Borverbindungen nach der Erfindung im
träger durchgeführt und nachgewiesen worden: Verhältnis zur Kalkmenge erforderlich, um die not-The greatly increased rate of dissolution of the use of relatively small aggregate quantities and without lime in such a silicic acid-containing converter introduction is obtained from elements which are harmful to the slag, such as those resulting from the use of boron steel production, as is usually the case with compounds according to the invention which is the case when using fluorspar for this purpose.
Dissolution rate without such additions 40 Much larger fluorspar proportions are obtained compared to boron, has been carried out under a microscope with hot object oxide or boron compounds according to the invention in the carrier and has been proven: ratio to the amount of lime required in order to
Auf den Objektträger des Mikroskops wird ein wendige Auflösung des Kalks in der Schlacke zu erkleiner Tiegel gesetzt, der das zu betrachtende Ma- zielen. Außerdem führt die Verwendung derart hoher terial enthält. Elektrische Widerstände bringen das 45 Flußspatanteile häufig zu einer so weitgehenden Material im Tiegel auf Schmelztemperatur und werden Schlackenverdünnung, daß die Schlacke rings um die entsprechend eingeregelt. Zu der Einrichtung gehört Seitenwand des Konvertergefäßes aufwärts kriecht, auch ein Zuführungskasten, der auf einem Schwenk- wo sie nicht nur von einer wirksamen Teilnahme am arm oberhalb des Tiegels gelagert ist, um abgemessene Betrieb des Sauerstoffaufblasverfahrens ausgeschaltet Mengen Zuschläge auf die Oberfläche der Schmelze 50 ist, sondern auch leicht eine zerstörende Wirkung auf im Tiegel aufzubringen. Mit dieser Vorrichtung können das feuerfeste Futter des Behälters ausübt und beim also physikalische Effekte bei erhöhten Temperaturen Gießen des fertigen geschmolzenen Stahls aus dem unter jeder gewünschten Atmosphäre und mit Ver- Gefäß stört.On the microscope slide, an agile dissolution of the lime in the slag becomes smaller Crucible set, the objectives to be considered. In addition, the use of such high results contains material. Electrical resistances often bring the fluorspar content to such an extent Material in the crucible is at melting temperature and will be slag dilution that the slag around the regulated accordingly. Part of the device is the side wall of the converter vessel that crawls upwards, also a feeder box that is on a swivel-where they not only benefit from effective participation arm is mounted above the crucible to shut off metered operation of the inflation oxygen process Amounts of aggregates on the surface of the melt 50 is, but also easily has a destructive effect to apply in the crucible. With this device, the refractory lining of the container can exercise and during ie physical effects at elevated temperatures pouring the finished molten steel from the interferes with any desired atmosphere and with vessels.
größerungen bis zu etwa 100 linear leicht beobachtet Ein weiterer überraschender Vorteil der ErfindungEnlargements up to about 100 linearly observed easily Another surprising advantage of the invention
und fotografiert werden. 55 besteht darin, daß es bei der praktischen Durch-and be photographed. 55 consists in the fact that in practical
Im Mikroskop mit heißem Objektträger wurde die führung nicht darauf ankommt, daß jedes KalkteilchenIn the microscope with a hot slide, the guide does not depend on every lime particle
Auflösungsgeschwindigkeit des Kalks in Abwesenheit mit Boroxid oder Borverbindungen vereinigt ist,The rate of dissolution of the lime in the absence of boron oxide or boron compounds,
jeglicher Zuschläge und in Gegenwart abgemessener sondern es muß nur der Schlacke eine ausreichendeAny surcharges and measured in the presence but only the slag has to be sufficient
Mengen von wasserfreiem Borax (Na2B4O7), Borsäure Menge hiervon zugeführt werden.Amounts of anhydrous borax (Na 2 B 4 O 7 ), boric acid amount of this are added.
(H3BO3) und Boroxid (B2O3), die zugleich mit und in 60 Bei einer weiteren Versuchsreihe wurde in den(H 3 BO 3 ) and boron oxide (B 2 O 3 ), which at the same time with and in 60 In a further series of tests was in the
verschiedenen Zeitabständen vor oder nach der Kalk- Tiegel des Mikroskopaufbaues eine Schlackenmengedifferent time intervals before or after the lime crucible of the microscope structure a quantity of slag
zugabe zugesetzt werden, beobachtet und gemessen. derselben Zusammensetzung wie bei der ersten Ver-added, observed and measured. same composition as in the first
Schlacke und Kalk hatten die nachstehend angege- suchsreihe eingesetzt. Nachdem sie auf etwa 13700C benen Zusammensetzungen. Bei gewissen Versuchen gebracht worden war, wurden mittels des schwenkwurde nur der Kalk der geschmolzenen Schlacke zu- 65 baren Vorratskastens 35 Teilchen Kalk, von denen nur gesetzt. Bei anderen Versuchen waren die Kalkteilchen eines vorher mit wasserfreiem Borax behandelt worden zunächst mit dem einen oder anderen Borzuschlag war, rasch auf die Schlackenoberfläche fallen gelassen, vermischt. Die Behandlung des Kalkteilchens erfolgte durch seinSlag and lime had used the series sought below. After they are down to about 1370 0 C compositions. When certain experiments had been carried out, only the lime of the molten slag was added by means of the swivel storage box, 35 particles of lime, of which only set. In other experiments, the lime particles that had previously been treated with anhydrous borax were initially mixed with one or the other boron aggregate, quickly dropped onto the surface of the slag. The lime particle was treated by being
I 583 969
5 6 I 583 969
5 6
rasches Eintauchen in geschmolzenen Borax, Ab- streut wurde. Jeder andere Punkt bedeutet 5 Kalkkühlung und Verfestigung. Die Kalkteilchen hatten teilchen aufgestreut auf die Schlacke in verschiedenen dieselbe Zusammensetzung wie bei der ersten Versuchs- Zeitabständen nach Aufgabe des Boroxids. Wie also reihe. Nach gleichzeitigem Aufbringen der 35 Kalk- Punkt 2 der Kurve A zeigt, lösten sich 5 Kalkteilchen, teilchen auf die geschmolzene Schlacke wurden die 5 die 25 Sekunden nach Aufstreuen eines Boroxidteil-34 unbehandelten Kalkteilchen sowie das eine be- chens aufgebracht wurden, innerhalb 3 Sekunden, handelte Kalkteilchen in weniger als 1 Sekunde auf- Punkt 3 der Kurve A bedeutet, daß 5 Kalkteilchen in gelöst. Dieses überraschende Ergebnis beweist, daß es einem Abstand von 30 Sekunden nach Auffallen des bei der Durchführung der Erfindung nur notwendig Boroxidteilchens aufgestreut wurden und in diesem ist, daß eine genügende Menge Borverbindung in die io Fall die Zeit zur Auflösung des Kalks in der Schmelze Schlacke geführt wird, ohne daß jedes einzelne Kalk- 7 Sekunden betrug. Gemäß Kurve B lösten sich 5 Kalkteilchen Borverbindung enthalten müßte. teilchen, die in einem Abstand von 30 Sekunden nach Die Verwendung von Boroxid oder Borverbindung Aufbringen von 10 Boroxidteilchen aufgestreut waren, zur Auflösung des in der ersten Blasstufe zugesetzten in der Schmelze innerhalb etwa einer halben Sekunde. Kalks ist auch wertvoll zur Verkürzung des ganzen 15 5 Kalkteilchen, die in einem Abstand von 60 Sekunden Sauerstoffblaszyklus. nach Auffallen der 10 Boroxidteilchen aufgestreut Dieser Vorteil der Erfindung wurde im Mikroskop wurden, lösten sich in einer Sekunde. 5 Kalkteilchen, mit heißem Objektträger dadurch nachgewiesen, daß die die in einem Abstand von 90 Sekunden nach Aufgabe Auflösungsgeschwindigkeit unbehandelten Kalks und der 10 Boroxidteilchen aufgestreut wurden, lösten sich mit Borverbindung versetzten Kalks in Schlacke ver- 20 in 2 Sekunden auf. 5 Kalkteilchen, die in einem glichen wurde, die von einem basischen, mit Sauerstoff Abstand von 120 Sekunden nach Aufbringen der beblasenen Konverter nach 14 Minuten Sauerstoff- 10 Boroxidteilchen aufgegeben wurden, brauchten frischung entfernt war. Diese Schlacke hatte folgende 6 Sekunden für ihre Auflösung. Die Zahlen für die Zusammensetzung: Auflösung von 5 Kalkteilchen bei entsprechendenrapid immersion in molten borax that has been scattered. Every other point means 5 lime cooling and solidification. The lime particles had particles scattered on the slag in different compositions the same as in the first test intervals after the boron oxide had been applied. So how row. After simultaneous application of the 35 lime point 2 of curve A shows, 5 lime particles loosened, the 5 particles were applied to the molten slag within 3 seconds , acted lime particles in less than 1 second - point 3 of curve A means that 5 lime particles dissolved in. This surprising result proves that there was an interval of 30 seconds after the occurrence of the boron oxide particles only necessary when carrying out the invention were scattered and in this case, that a sufficient amount of boron compound led to the time for the lime to dissolve in the melt slag without every single lime being 7 seconds. According to curve B , 5 lime particles dissolved should contain boron compound. particles that were scattered at an interval of 30 seconds after the application of 10 boron oxide particles, to dissolve the added in the first blowing stage in the melt within about half a second. Lime is also valuable for shortening the whole 15 5 lime particles that are cycled every 60 seconds. after falling on the 10 boron oxide particles scattered This advantage of the invention was under the microscope, dissolved in one second. 5 lime particles, detected with a hot microscope slide in that the lime, which was untreated 90 seconds after the application, and the 10 boron oxide particles were sprinkled on, dissolved lime mixed with boron compound in slag in 2 seconds. 5 lime particles, which were in a similar position, which were given up by a basic, with oxygen distance of 120 seconds after application of the blown converter after 14 minutes of oxygen-boron oxide particles, needed freshening was removed. This slag had the following 6 seconds to dissolve. The figures for the composition: Dissolution of 5 lime particles with appropriate
25 Zeitabständen, nachdem 20 Boroxidteilchen aufge-25 time intervals after 20 boron oxide particles
SiO2 22,60% streut waren, sind deutlich an der Lage der PunkteSiO 2 22.60% were scattered, are clear from the position of the points
CaO 58,30% auf der Kurve C ersichtlich.CaO 58.30% can be seen on curve C.
Al2O3 1,40 % Die Werte zeigen, daß bei der Durchführung derAl 2 O 3 1.40% The values show that when the
MgO 1,96% Erfindung die Boroxidaufgabe vorzugsweise gleich-MgO 1.96% invention, the boron oxide task is preferably the same
P2O5 1,92 % 3° zeitig oder nach der Kalkzugabe erfolgen soll.P 2 O 5 1.92% should be carried out 3 ° early or after the addition of lime.
MnO 5,40 % Bei den vorstehend beschriebenen Versuchen wurdeMnO 5.40% In the experiments described above,
FeO 8,44% calciumreicher Ätzkalk, d. h. CaO (+Verunreinigun-FeO 8.44% calcium-rich quicklime, d. H. CaO (+ impurities
S 0,0% gen)j benutzt. Ähnliche Ergebnisse werden bei AnS 0.0% g en ) j used. Similar results are obtained with An
wendung der Erfindung im Zusammenhang mitapplication of the invention in connection with
Der verwendete Kalk hatte die gleiche Zusammen- 35 Handelsformen von dolomitischem Ätzkalk, d. h. setzung wie in dei ersten Versuchsreihe. Die mittlere CaO ■ MgO (+Verunreinigungen), erhalten. Dies wur-Auflösungsdauer für zehn unbehandelte Kalkteilchen de nachgewiesen, indem man bei etwa 13700C betrug 4 Minuten, während die a) die Auflösungszeit von 10 Teilchen dolomitischem höchste Auflösungsdauer 10 Sekunden betrug, wenn Ätzkalk bei Zugabe zu einer geschmolzenenThe lime used had the same composition as in the first series of tests. The mean CaO ■ MgO (+ impurities), get. This was proven to dissolve time for ten untreated lime particles at about 1370 0 C was 4 minutes, while the a ) the dissolution time of 10 particles of dolomitic highest dissolution time was 10 seconds when quick lime was added to a molten one
acht unbehandelte Kalkteilchen und zwei mit.B2O3 4q ofenschlacke derselben Zusammensetzung wie behandelte Kalkteilchen gleichzeitig auf die Schlacke in der ersten versuchsreihe miteight untreated lime particles and two with.B 2 O 3 4 q furnace slag of the same composition as treated lime particles simultaneously on the slag in the first series of tests with
fallen gelassen wurden. b) der Auflösungsdauer bei Zugabe von 10 Teilchendropped. b) the dissolution time with the addition of 10 particles
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, dolomitischem Ätzkalk zu der geschmolzenenA number of attempts were made to add dolomitic quicklime to the molten one
um den Einfluß der Zeitspanne zwischen Zugabe der Schlacke gleichzeitig mit der Zugabe eines mitto the influence of the time between adding the slag simultaneously with the addition of one with
Borverbindung und des Kalks zur Schlacke zu be- 45 Na2B4O, behandelten Teilchens verglich, stimmen. Die Ergebnisse sind als Kurven m derBoron compound and the lime to the slag to loading 45 Na 2 B 4 O, treated particle compared to vote. The results are shown as curves m the
Zeichnung aufgetragen. Eine Probe kieselsäurehaltiger Im ersten Fall betrug die größte Auflösungszeit derDrawing applied. A sample of silica containing In the first case the greatest dissolution time was the
Schlacke, die aus einem basisch mit Sauerstoff normal 10 Kalkteilchen 15 Sekunden, während im zweiten gefrischten Ofen gerade vor der Kalkzugabe ent- Fall die größte Auflösungszeit für die 11 Teilchen, von nommen worden war, wurde in den Tiegel des heißen 50 denen nur eines Borax aufwies, weniger als 1 Sekunde Objektträgers gegeben. Als Zuschlag wurde Bor- betrug.Slag that consists of a basic with oxygen normal 10 lime particles 15 seconds, while in the second The longest dissolution time for the 11 particles, from was taken, was in the crucible of the hot 50 which only one had borax, less than 1 second Given slide. Boron was fraudulent as a surcharge.
trioxid unmittelbar der Schlacke von etwa 13700C zu- Es sind auch zahlreiche Versuche auf dem heißentrioxide directly to the slag from about 1370 0 C to- There are also numerous experiments on the hot
gesetzt. In gemessenen Zeitabständen wurde dann Objektträger des Mikroskops durchgeführt worden, wieder Kalk auf die Oberfläche der so behandelten um den Einfluß der Zusammensetzung der Atmosphäre Schlacke fallen gelassen. 55 über der geschmolzenen Schlacke des basischen, mitset. The microscope slide was then carried out at measured time intervals, again lime on the surface of the so treated to influence the composition of the atmosphere Slag dropped. 55 above the molten slag of the basic, with
Die Kurven A, B und C zeigen die zur Auflösung Sauerstoff gefrischten Konverters auf die Auflösung des anschließend in verschiedenen Zeitabständen zu- des Kalks zu ermitteln. Diese Versuche wurden mit gesetzten Kalks erforderliche Zeit, nachdem das Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Kohlendioxid und Boroxid auf die Schlackenoberfläche auffallen ge- Kohlenmonoxid über der geschmolzenen Schlacke lassen worden war. Die in Teilchen von 0,6 bis 0,84mm 60 durchgeführt, wobei unbehandelter Kalk als Kontrolle auf die Schlackenoberfläche aufgestreute Boroxid- und mit Boroxid behandelter Kalk gebraucht wurde, menge war folgende: In jedem Fall waren die AuflösungsgeschwindigkeitenCurves A, B and C show the converters refined to dissolve oxygen to determine the dissolution of the lime afterwards at different time intervals. These tests were required with the lime set after the air, oxygen, nitrogen, argon, carbon dioxide and boron oxide had been allowed to hit the surface of the slag and carbon monoxide over the molten slag. The amounts carried out in particles from 0.6 to 0.84 mm 60, using untreated lime as a control, boron oxide and lime treated with boron oxide as a control, were as follows: In each case the rates of dissolution were
Kurve A 1 Teilchen identisch mit denjenigen in der ersten Versuchsreihe.Curve A 1 particles identical to those in the first series of experiments.
Kurve B 10 Teilchen Es 'st a^s0 ersichtnGh> daß die bei Zugabe von BoroxidCurve B 10 Particles It ' st a ^ s0 ers i c h tnG h> that the with the addition of boron oxide
v„~,a r1 on TAiTr-I1Ar. 65 nacn der Erfindung erhaltenen Ergebnisse von der Zu- v "~, a r 1 on TAiTr-I 1 Ar. 6 5 NaCN he d invention results obtained from the inlet
sammensetzung der Atmosphäre über dem geschmol-composition of the atmosphere above the molten
Punktl des Diagramms stellt den einheitlichen zenen Schlacke-Kalk-System im Konverter unab-Zeitpunkt dar, wo Boroxid auf die Schlacke aufge- hängig sind.Punktl of the diagram represents the uniform zenen slag-lime system in the converter inde-pendently represents where boron oxide is suspended on the slag.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
zeitig den schädlichen Einfluß von Ferrosilikat auf das Damit die Auflösung des Kalks möglichst sofortSufficient basicity for the reactions between dissolved that the crushed slag and impurities in the molten lime in the presence of a metal proportionate to its amount can be introduced and facilitated to remove the moderately small amount of boron oxide or one of the impurities, In particular, manganese, sulfur and boron compound-phosphorus, which provide boron oxide under the blowing conditions, must be removed from the metal bath and applied equally,
early the harmful influence of ferrosilicate on the so that the dissolution of the lime as soon as possible
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