DE2619549A1 - Determn of end of steel refining period - when mfg steel in oxygen converters, using accelerometer to show converter movement - Google Patents

Determn of end of steel refining period - when mfg steel in oxygen converters, using accelerometer to show converter movement

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DE2619549A1
DE2619549A1 DE19762619549 DE2619549A DE2619549A1 DE 2619549 A1 DE2619549 A1 DE 2619549A1 DE 19762619549 DE19762619549 DE 19762619549 DE 2619549 A DE2619549 A DE 2619549A DE 2619549 A1 DE2619549 A1 DE 2619549A1
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Daniel Ramelot
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
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Abstract

Process for controlling the refining of molten iron where industrially pure O2 is blown through at least one tuyere located below the surface of the bath, comprising a value characteristic of the converter movement during the oxygen blow and detecting the one or two moments when there is a sharp drop in this value. Starting from one or the other of these moments the amt. of O2 required is blown in to obtain the precise moment of the end of refining coresponding to the quality of the steel required, the amt. of O2 being determined with the aid of a relationship previously established, for the converter being used, between the amt. of O2 and either the amt. of P in the steel or the Fe content in the slag. The converter movements are pref. measured along the axis passing through the trunnions, using their amplitude, frequency or acceleration, e.g. by use of an accelerometer. Method eliminates the need for premature tilting of the converter e.g. for measuring the Fe in the slag, as the converter movements indicate the precise end of refining.

Description

Verfahren zur Steuerung des Frischens von Roheisen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Frischens von Roheisen, das die Einblasung industriell reinen Sauerstoffs mit mindestens einer unter der Metallbadoberfläche, insbesondere im Boden des Konverters, angeordneten Blasdüse vorsieht. Diese Blasdüse besteht im wesentlichen aus zwei koaxialen Leitungen, wobei die zentrale Leitung der Führung von Sauerstoff und der Raum zwischen der zentralen und der äußeren Leitung der Förderung eines möglichst endotherm zerfallenden Mediums, wie eines flüssigen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffs, zum Schutze der Düse bzw. der feuerfesten Materialien gegen den Angriff des reinen Sauerstoffs dienen. Method of controlling the refining of pig iron The invention relates to a method for controlling the refining of pig iron, the injection industrially pure oxygen with at least one below the metal bath surface, in particular in the bottom of the converter, provided air nozzle arranged. This air nozzle consists essentially of two coaxial lines, with the central line the conduction of oxygen and the space between the central and the outer conduit the promotion of a medium that decomposes as endothermically as possible, such as a liquid one or gaseous hydrocarbons, to protect the nozzle or the refractory materials serve against the attack of pure oxygen.

Es wurden bereits eine bestimmte Zahl von Verfahren zur Steuerung des Frischvorgangs bei Roheisen mit Sauerstoffblasen vom Konverterboden aus vorgeschlagen, wobei diesbezüglich beispielsweise die auf Stoff- oder Wärmebilanzenbasierenden Verfahren zu nennen wären, bei denen ein mathematisches Modell für die Berechnung der Einsätze zur Anwendung kommt.A certain number of methods of control have already been used the refining process for pig iron with oxygen bubbles from the converter base is suggested, in this regard, for example, those based on material or heat balances procedure should be mentioned in which a mathematical model for the calculation of the stakes is used.

Im Prinzip sind mit diesen Verfahren beim Abstich des Konverters regelmässig die für das gefrischte Metall jeweils gewünschte Zusammensetzung und Temperatur erzielbar. In der Praxis jedoch ist bei den solcherart gezeitigten Ergebnissen eine gewisse Streuung festzustellen, die bedingt sein kann durch mangelhafte Kenntnis hinsichtlich der eingesetzten Materialien, beispielsweise des Gewichts und der genauen Zusammensetzung von Schrott bzw. Kalk und Roheisen.In principle, these procedures are used regularly when tapping the converter the composition and temperature required for the refined metal achievable. In practice, however, one of the results obtained in this way is determine a certain scatter, which may be due to insufficient knowledge with regard to the materials used, for example the weight and the exact Composition of scrap or lime and pig iron.

Um diesen Nachteil auszuschalten, wird im allgemeinen ein vorzeitiger Abstich des Konverters vorgenommen, der Eisengehalt und die Temperatur der Schlacke schnell gemessen und die Blasarbeit mit Zusätzen oder ohne solche während der zur Beistellung der jeweils gewünschten Metall zusammensetzung und -temperatur erforderlichen Zeit wiederaufgenommen.In order to eliminate this disadvantage, a premature one is generally used The converter is tapped, the iron content and the temperature of the slag quickly measured and the blowing work with or without additives during the for Provision of the metal composition and temperature required in each case Time resumed.

Die so erzielten Ergebnisse haben sich als zufriedenstellend erwiesen und konnten weitgehend dazu beitragen, die bei einem nichtvorzeitigen Abstich im allgemeinen fest zustellenden Abweichungen stark zu reduzieren.The results obtained in this way have proven to be satisfactory and were able to largely contribute to the prevention of premature tapping in the to greatly reduce general discrepancies to be determined.

Dieser vorzeitige Abstich des Konverters bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass der Frischvorgang ausgedehnt wird.However, this premature tapping of the converter has the disadvantage with it that the freshening process is extended.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens, mit dem sich der letztgenannte Nachteil ausschalten und der Frischvorgang ohne vorzeitigen Abstich zeitgenau beenden lässt.The present invention aims to provide a method with which the last-mentioned disadvantage is eliminated and the freshening process without premature Can terminate the tapping on time.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch Beobachtung der Konverterbewegungen zwei für das Frischen entscheidende Momente bestimmt werden kennen, nämlich zunächst der Zeitpunkt der Schlackenschmelzung und ein wenig später der Augenblick der Beendigung der Entphosphorung; diese Bewegungen lassen sich aufgrund ihrer Stärke, ihrer Geschwindigkeit bzw. ihrer Beschleunigung charakterisieren.Surprisingly, it was found that by observing the Converter movements are determined for two decisive moments for the freshness know, namely first the time of the slag melting and a little later the moment of completion of dephosphorization; these movements can be due to characterize their strength, their speed or their acceleration.

Ausserdem konnte von der Anmelderin nachgewiesen werden, dass ein bestimmtes Verhältnis zwischen der ab der einen oder anderen dieser Momente zu verblasenden Sauerstoffmenge einerseits und ciem Phosphorgehalt des Metalls bzw.In addition, it could be demonstrated by the applicant that a certain ratio between the one or the other of these moments to be faded Amount of oxygen on the one hand and the phosphorus content of the metal or

dem Eisengehalt der Schlacke andererseits besteht.the iron content of the slag on the other hand.

Dementsprechend kann über die Messung der Konverterbewegungen der genaue Augenblick für die Beendigung des Frischvorgangs bestimmt werden.Accordingly, by measuring the converter movements of the the exact moment for the termination of the freshening process can be determined.

Auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungen ist das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen gekennzeichnet durch Messung einer für die Konverterbewegung während des Sauerstoffblasens charakteristischen Grösse; Erfassung der beiden Augenblicke, da diese charakteristische Grösse eine plötzliche und wesentliche Verringerung erfährt; und von dem einen oder anderen dieser Augenblicke an durch Einblasung derjenigen Sauerstoffmenge in den Konverter, die erforderlich ist, um den genauen Augenblick der Beendigung des Frischvorgangs für die jeweils gewünschte Stahlqualität zu bestimmen, wobei die Festlegung dieser Sauerstoffmenge mittels des vorher für die betreffende Anlage festgelegten Verhältnisses zwischen der nach diesem Augenblick eingeblasenen Sauerstoffmenge und dem Phosphorgehalt des Metalls bzw. dem Eisengehalt der Schlacke entsprechend der Stärke der plötzlichen Verringerung der jeweiligen charakteristischen Grösse erfolgt.On the basis of the foregoing, this is according to the invention Method essentially characterized by measuring one for the converter movement characteristic size during oxygen blowing; Capture of the two moments, since this characteristic quantity experiences a sudden and substantial decrease; and from one or the other of these moments on by blowing them in Amount of oxygen in the converter that is required at the exact moment determine the completion of the refining process for the steel quality desired in each case, the determination of this amount of oxygen by means of the previously for the relevant Plant defined relationship between the blown in after that moment Amount of oxygen and the phosphorus content of the metal or the iron content of the slag according to the strength of the sudden decrease in the respective characteristic Size takes place.

ltiach es er ersten Ausgestaltung der Erfindung werden die Konverterbewegungen längs der durch den Mittelpunkt der Sapnen es Konverters verlaufenden Achse gemessen.According to the first embodiment of the invention, the converter movements measured along the axis passing through the center of the converter axis.

Eine !'-i te Abwandlung der Erfindung sieht vor, die Konverterbewegungen durch Messung ihrer Schwingungsweite bzw. ihrer Frequenz zu erfassen.A! '- i th modification of the invention provides the converter movements by measuring their amplitude or frequency.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Konverterbewegungen durch Messung der Beschleunigung oder alternativ durch Messung de Verschiebungsgeschwindigkeit bestimmt.According to a further embodiment of the invention, the converter movements by measuring the acceleration or alternatively by measuring the displacement speed certainly.

Schliesslich werden erfindungsgemäss die Konverterbewegungen innerhalb eines Frequenzbereichs von 0 bis 50 Hz, vorzugsweise 10 und 25 Hz, gemessen.Finally, according to the invention, the converter movements are within a frequency range from 0 to 50 Hz, preferably 10 and 25 Hz, measured.

Man beachte, dass die vorbeschriebene Steuerung in Verbindung mit Jeder beliebigen Führung des Frischprozesses vor der Bestimmung des Zeitpunktes für die Beendigung des Sauerstcffblasens anwendbar ist. Beispielsweise kann wie folgt verfahren werden: &) Durchführung einer ersten Frischphase unter Einblasung einer konstanten Sauerstoffmenge, die mit Hilfe eines Diagramms über die Beeinflussung dieser Grösse durch Parameter wie beispielsweise das Alter des Konverters, den Siliziumgehalt des Roheisens, die Konvertercharge und das Gewicht des eingesetztea Erzes bestimmt wird.Note that the above-described control in connection with Any guidance of the freshness process before determining the time is applicable for the termination of oxygen blowing. For example, like proceed as follows: &) Carry out a first fresh phase while blowing in a constant amount of oxygen, which is determined with the help of a diagram on the influence this size by parameters such as the age of the converter, the silicon content of the pig iron, the converter charge and the weight of the ore used will.

t) Messung des Kohlenoxyds in den aus dem Konverter austretenden Gase; Erfassung des Augenblicks, da dieser Gehalt eine plötzliche und beträchtliche Verringerung erfährt; und nach Beginn dieser Reduzierung Beendigung der ersten Frischphase durch Veränderung der Sauerstoffmenge auf den technisch maximal möglichen Wert.t) measurement of the carbon dioxide in the gases exiting the converter; Capture the moment when this salary shows a sudden and considerable decrease learns; and after this reduction has started, the first fresh phase is ended Change in the amount of oxygen to the technically maximum possible value.

c) Durchführung einer zweiten Frischphase, während der die Sauerstoffmenge auf dem technisch maximal möglichen Wert gehalten wird.c) Carrying out a second fresh phase, during which the amount of oxygen is kept at the technically maximum possible value.

d) Beendigung des Frischvorgangs auf der Basis der nach dem erfindungsgemässen Verfahren gemessenen Konverterbewegungen.d) termination of the freshening process on the basis of the according to the invention Method of measured converter movements.

Die Figuren 1, 2 und 5, die keinerlei Einschränkung darstellen, dienen als Beispiel zum besseren Verständnis des vorbeschriebenen Verfahrens.Figures 1, 2 and 5, which are not limiting in any way, serve as an example for a better understanding of the method described above.

Figur 1 zeigt die Entwicklung der Beschleunigungen des Konverters (auf der Ordinate) in Abhängigkeit von der Zeit (auf der Abszisse), wobei diese Beschleunigungen längs der durch den Mittelpunkt der Konverter zapfen verlaufenden Achse gemessen sind.Figure 1 shows the development of the accelerations of the converter (on the ordinate) as a function of time (on the abscissa), this being Accelerations along the pin running through the center of the converter Axis are measured.

Figur 2 veranschaulicht das für die betreffende Anlage vorhandene Verhältnis zwischen dem Eisengehalt der Schlacke (auf der Abszisse) und der nach der starken und plötzlichen Verringerung der Konverterbeschleunigungen entsprechend der Schlackenschmelze in das Bad eingeblasenen Sauerstoffmenge (auf der Ordinate).Figure 2 illustrates the existing for the system in question Relationship between the iron content of the slag (on the abscissa) and that after corresponding to the strong and sudden decrease of the converter accelerations the amount of oxygen blown into the bath (on the ordinate).

Figur 5 veranschaulicht das für die betreffende Anlage gegebene Verhältnis zwischen dem Phosphorgehalt des Metalls (auf der Ordinate) und der nach der starken und plötzlichen Verringerung der Konverterbeschleunigungen entsprechend dem Ende der Entphosphorungsphase in das Bad eingeblasenen Sauerstoffmenge (auf der Abszisse).FIG. 5 illustrates the relationship given for the plant in question between the phosphorus content of the metal (on the ordinate) and that after the strong one and sudden decrease in converter accelerations according to the end the amount of oxygen blown into the bath during the dephosphorization phase (on the abscissa).

Gemäss Figur 1 wird die zeitliche Entwicklung der Konverterbeschleunigungen längs der durch den Mittelpunkt der Konverterzapfen verlaufenden Achse im Frequenzbereich 10 bis 25 Hz von einem Beschleunigungsmesser aufgezeichnet. Diese Entwicklung lässt sich in enger Anlehnung an die metallurgischen Phasen des Umwandlungsprozesses in drei Abschnitte unterteilen, nämlich: Abschnitt l: Entkohlungsabschnitt, der sich über etwa drei Viertel der Umwandlungszeit erstreckt; Abschnitt 2: Entphosphorungsabschnitt, der sich bis ca.According to FIG. 1, the development of the converter accelerations over time is shown along the axis running through the center of the converter pin in the frequency domain 10 to 25 Hz recorded by an accelerometer. These Development can be based closely on the metallurgical phases of the transformation process divide into three sections, namely: Section l: Decarburization section, the extends over approximately three quarters of the conversion period; Section 2: dephosphorization section, which extends up to approx.

95 % der Umwandlungszeit fortsetzt. Die Dauer dieses Abschnitts ist je nach Art des gefrischten Roheisens (Phosphor- oder Hämatiteisen) mehr oder weniger gross. 95% of the conversion time continues. The duration of this section is more or less depending on the type of pig iron (phosphorus or hematite iron) that is being refined great.

Abschnitt 3 Eisenoxydationsabschnitt, welcher den Eisengehalt der Schlacke bzw. den Restphosphor im Stahl bestimmt und den Umwandlungsprozess beendet.Section 3 Iron oxidation section, which determines the iron content of the Slag or the residual phosphorus in the steel is determined and the conversion process is ended.

Abschnitt 2 ist durch zwei abrupte und grosse Abfälle (AB, CD) des Signals gekennzeichnet, das die längs der durch die Mittelpunkte der Zapfen verlaufenden Achse gemessene Amplitude der Konverterbeschleunigung darstellt. Der erste Abfall AB bezieht sich auf die Schlackenschmelze und der zweite Abfall CD auf das Ende des Entphosphorungsabschnitts.Section 2 is marked by two abrupt and large wastes (AB, CD) des Signal characterized that the along the passing through the centers of the pegs Axis represents the measured amplitude of the converter acceleration. The first rubbish AB refers to the slag melt and the second waste CD to the end of the dephosphorization section.

Jede dieser Schwankungen AB, CD lässt sich vom Bedienungsmann ohne weiteres auf der Aufzeichnungskurve des die Beschleunigungen repräsentierenden Signals lokalisieren.Each of these fluctuations AB, CD can be avoided by the operator without further on the recording curve of the signal representing the accelerations locate.

Diese plötzlichen und grossen Schwankungen (AB, CD) sind jede für sich klar und deutlich sowie unterschiedslos verwendbar.These sudden and large fluctuations (AB, CD) are for everyone can be used clearly and without distinction.

Gegebenenfalls wird die Wahl der einen oder anderen zur Kennzeichnung des Endes von Abschnitt 2 von der Art des Roheisens (Hämatit- oder Phosphoreisen) bestimmt.If necessary, the choice of one or the other is used for labeling of the end of section 2 on the type of pig iron (hematite or phosphorus iron) certainly.

Anhand der von dem einen oder anderen dieser charakteristischen Augenblicke an eingeblasenen Sauerstoffmenge lässt sich mit ziemlicher Genauigkeit der Eisengehalt der Schlacke bzw. der Phosphorgehalt des Metalls beim Abstich des Konverters vorhersagen.Based on one or the other of these characteristic moments on the amount of blown oxygen with fair accuracy the iron content of the slag or the phosphorus content of the metal when tapping the Converter predict.

Figur 2 zeigt das gegebene Verhältnis zwischen dem Eisengehalt der Schlacke und der nach dem Abfall AB eingeblasenen Sauerstoffmenge. Wie ersichtlich steigt der Eisengehalt der Schlacke in Abhängigkeit von der Sauerstoffmenge, die nach dem abrupten Abfall AB des Beschleunigungs-Meßsignals eingeblasen wird. Anhand dieses Verhältnisses kann ohne weiteres bestimmt werden, welche Sauerstoffmenge nach diesem rapiden Abfall des Meßsignals noch eingeblasen werden muss, um einen vorgegebenen Eisengehalt in der Schlacke zu erzielen.Figure 2 shows the given relationship between the iron content of the Slag and the amount of oxygen blown in after the waste AB. As can be seen the iron content of the slag increases depending on the amount of oxygen that is blown in after the abrupt drop AB of the acceleration measurement signal. Based this ratio can easily be determined what amount of oxygen after this rapid drop in the measurement signal must still be blown in to a to achieve predetermined iron content in the slag.

Figur 3 zeigt das gegebene Verhältnis zwischen dem Phosphorgehalt des Metalls und der nach dem Abfall CD eingeblasenen Sauerstoffmenge. Wie ersichtlich steigt der Phosphorgehalt des Stahls in Abhängigkeit von der Sauerstoffmenge, die nach dem abrupten Abfall CD des Beschleunigungs-Meßsignals auf ein Minimum eingeblasen wird. Anhand dieses Verhältnisses lässt sich ohne weiteres bestimmen, eine wie grosse Sauerstoffmenge nach dem pletzlichen Abfall des Meßsignals eingeblasen werden muss, um einen vorgegebenen Phosphorgehalt zu erreichen. Oft entspricht der gesute Phosphor-Endgehalt dem vorerwähnten Minimum.Figure 3 shows the given relationship between the phosphorus content of the metal and the amount of oxygen blown in after the waste CD. As can be seen the phosphorus content of the steel increases depending on the amount of oxygen that blown in after the abrupt drop CD of the acceleration measurement signal to a minimum will. Based on this ratio, it is easy to determine how large The amount of oxygen must be blown in after the measurement signal suddenly drops, to achieve a given phosphorus content. Often the total final phosphorus content corresponds to this the aforementioned minimum.

Kontrolluntersuchungen anhand entommener Proben haben gezeigt, dass die Verhältnisse effektiv einer reproduzierbaren Folge von Zuständen des Metallbades entsprechen.Check-ups based on samples taken have shown that the relationships effectively a reproducible sequence of states of the metal bath correspond.

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE f Verfahren zur Steuerung des Frischens von Roheisen mit Einblasung industriell reinen Sauerstoffs mit mindestens einer unter der Metallbadoberfläche angeordneten Blasdüse, dadurch gekennzeichnet, daß durch Messung einer für die Konverterbewegung während des Sauerstoffblasens charakteristischen Größe der bzw. die beiden Augenblicke, in denen diese charakteristische Größe eine plötzliche und wesentliche Verringerung erfährt, erfasst werden, und daß von dem einen oder anderen dieser Augenblicke an diejenige Sauerstoffnenge in den Konverter geblasen wird, die erforderlich ist, um den genauen Augenblick der Beendigung des Frischvorgangs für die jeweils gewünschte Stahlqualität zu bestimmen, wobei die Festlegung dieser Sauerstoffmenge mittels des vorher für die betreffende Anlage festgelegten Verhältnisses zwischen der nach diesem Augenblick eingeblasenen Sauerstoffmenge und dem Phosphorgehalt des Metalls bzw. dem Eisengehalt der Schlacke entsprechend der Stärke der plötzlichen Verringerung der jeweiligen charakteristischen Größe erfolgt.PATENT CLAIMS f Method for controlling the refining of pig iron with injection of industrially pure oxygen with at least one below the metal bath surface arranged blowing nozzle, characterized in that by measuring one for the converter movement during the oxygen blowing characteristic size of the two moments, in which this characteristic quantity has a sudden and substantial decrease experiences, be grasped, and that from one or the other of these moments on that amount of oxygen is blown into the converter that is required the exact moment at which the freshening process ends for the desired To determine steel quality, the determination of this amount of oxygen by means of the ratio previously determined for the plant in question between the after the amount of oxygen blown in at that moment and the phosphorus content of the metal or the iron content of the slag according to the strength of the sudden decrease the respective characteristic size takes place. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterbewegungen längs der durch den Mittelpunkt der Konverterzapfen verlaufenden Achse gemessen werden.2. The method according to claim l, characterized in that the converter movements measured along the axis passing through the center of the converter pin will. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterbewegungen durch Messung ihrer Amplitude bzw. ihrer Frequenz erfasst werden.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the converter movements are detected by measuring their amplitude or frequency will. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterbewegungen durch Messung der Beschleunigung bestimmt werden.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that the converter movements are determined by measuring the acceleration. 5. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterbewegungen durch Messung der Verschiebegeschwindigkeit erfasst werden.5. The method according to claims l to 3, characterized in that that the converter movements are recorded by measuring the displacement speed will. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterbewegungen innerhalb eines Frequenzbereichs von 0 bis 50 Hz, vorzugsweise 10 bis 25 Hz, gemessen werden.6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that that the converter movements within a frequency range of 0 to 50 Hz, preferably 10 to 25 Hz.
DE19762619549 1975-05-07 1976-05-04 Determn of end of steel refining period - when mfg steel in oxygen converters, using accelerometer to show converter movement Withdrawn DE2619549A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2443509A1 (en) * 1978-12-05 1980-07-04 Kawasaki Steel Co METHODS OF ADJUSTING OXYGEN BLOWING, ADJUSTING MILK FORMATION AND SPRAY PREDICTION DURING THE IMPLEMENTATION OF THE L-D PROCESS

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