EP0151802B1 - Device for the introduction of metal melt, especially of steel melt in a continuous casting chill - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for the introduction of molten steel in the form of a pouring jet into a continuous casting mold, with at least one pouring pipe attached to a reservoir.
- Such a device known from DE-A-1 558 379 fluidically connects the storage container to the continuous casting mold, prevents greater heat losses from the molten metal and essentially protects the molten metal from reoxidation.
- the casting of liquid steel on vertical continuous casting plants is limited to certain format dimensions with small dimensions of the cast strand according to the current state of the art. Below these format dimensions, it is no longer possible to ensure that the molten metal flows from the storage container into the continuous casting mold.
- the four-pouring of dimensions in the range from 70 mm diameter or square to 120 mm diameter or square is currently only possible by free pouring, i.e. H. possible by the free fall of the molten metal, the pouring of the molten metal by a dip spout having to be dispensed with.
- the pouring jet runs directly from the storage container into the continuous casting mold.
- the pouring stream must be surrounded by a protective gas curtain.
- a protective gas curtain With such a protective gas curtain, additional costs for the device outlay and for the operation are associated.
- a pouring tube with a closed bottom and sideways channels is known from AT-B 310 970.
- the task of the pouring tube is to generate a directional flow below the pouring level in the mold so that non-metallic inclusions are rinsed onto the surface of the steel.
- the channels leading sideways are cut obliquely on the outlet side of the melt in order to influence the flow direction of the metal flowing into the mold in such a way that a deviation of the flow direction from the longitudinal axis of the tubes is achieved.
- the invention is therefore based on the object of proposing a device for particularly small or narrow pouring cross-sections which allows the steel melt to be introduced into the pouring opening of the continuous casting mold in a fluid-technically favorable manner for so-called thin strands, without greater heat loss or without undue increase in the risk of reoxidation .
- the object is achieved in a device of the type specified in claim 1 according to the invention in that for the introduction into a continuous casting mold 7 with a casting cross section of less than 70 mm width and at least 70 mm length or a casting cross section with an edge length or a diameter of less than 70 mm, the pouring tube 4 has an upper section 4a which completely surrounds the pouring jet and an immediately adjoining lower section 5 which is assigned to the pouring opening 7b of the continuous casting mold 7 and in which section 5 the pouring jet is guided only on a part of its circumference .
- the invention provides for a device according to the preamble of claim 2 that for the introduction into a continuous casting mold 7 with a casting cross-section less than 70 mm wide and at least 70 mm long or a casting cross-section with an edge length or a diameter of less than 70 mm is provided on the pouring tube 4 with a section 4a which completely surrounds the pouring jet, a section 5 in the form of a run-off slope 13 assigned to the pouring opening 7b of the continuous casting mold 7.
- This device has the advantages of ensuring the greatest possible flow guidance while avoiding the free fall of the molten metal, further avoiding temperature losses under the given circumstances as far as possible and also largely preventing reoxidation.
- An important advantage of the invention is the possibility created to introduce the molten metal into very narrow casting spaces of continuous casting molds without wetting the upper edge of the continuous casting mold. The theory of the invention therefore creates the conditions for the casting of extremely thin cast strands.
- the oblique to vertical insertion of the molten metal advantageously favors the solidification conditions within the continuous casting mold.
- the lower open section of a pouring tube with an annular cross section cut obliquely at its pouring end forms the greatest possible guidance for the flow of the molten metal, so that inflow conditions arise here similar to dip tubes in which the molten metal emerges below the pouring level.
- the lower open section consists of a run-off slope provided below the pouring pipe and directed into the continuous casting mold, then there is the advantage that the metal melt in Distribute the longitudinal direction of the continuous casting mold at the same time and promote a laminar flow.
- drain slope is provided separately from the pouring pipe.
- the distribution of the molten metal in continuous casting molds with boundary walls of the casting chamber of considerably different lengths is fundamentally favored in that the run-off slope is adapted to the length of the casting chamber of the continuous casting mold. It is advantageous that overflow webs are provided on the run-off edge of the run-off slope and / or on the side ends of the run-off slope. Such overflow webs also distribute the molten metal slightly in the longitudinal direction of the continuous casting mold.
- the molten metal is guided out of the storage container 1 through a regulating and closing mechanism 2 and through an outlet nozzle 3 by means of a pouring pipe 4 into a continuous casting mold 7.
- the continuous casting mold 7 forms a very narrow casting space 8.
- the pouring pipe 4 has a closed upper section 4a and an immediately adjoining lower, obliquely cut section 5.
- the lower section 5 tapers from the point 5a (beginning of the lower section 5) to the point 5b, the pouring pipe 4 between the points 5a and 5b having approximately the shape of a channel.
- the molten metal 9 therefore flows, guided through the pouring pipe 4, up to the top of the continuous mold upper edge 7a of the continuous casting mold 7 and into the continuous casting mold 7 up to the casting level 6.
- the lower section 5 projects into the pouring opening 7b of the continuous casting mold 7.
- a second exemplary embodiment (FIG. 2) provides a storage container 1 with a regulating and closing mechanism 2 and the outlet nozzle 3 which is offset laterally to the continuous casting mold 7 and in which the pouring pipe 4 extends at an angle 11, which results in a variable metal melt flow in the area of the casting level 6 results in the very narrow casting space 8.
- the first and second exemplary embodiments each presuppose an annular cross section 12 of the pouring tube 4.
- the upper closed section 4a and the lower, partially open section 5 are designed separately from one another, which is associated with advantages in the production of refractory parts.
- a drainage slope 13 is arranged under the pouring end 4b, from which the molten metal 9 flows into the continuous casting mold 7 and forms the controlled casting level 6.
- the run-off slope 13 is advantageously mounted on the support 14, which is fixed at a fixed position 15, and is adjustable in angle.
- the run-off slope 13 consists of refractory materials, similar to the pouring pipe 4. In the length of the casting chamber 8 (Fig. 4).
- the drainage slope 13 provided separately from the pouring pipe 4 is designed to be correspondingly long and the metal melt 9 can lead to the casting level 6 in a laminar flow 17.
- the lower, partially open section 5 can also be provided with a reoxidation protection 20, z. B. inert gas is passed into the interior 20a.
- the run-off slope 13 in section 5 is made together with the pouring pipe 4 from a common part.
- the drainage slope 13 can be designed in cooperation with the outlet opening 4c to form a flow-adapted steering channel 13a (FIG. 6).
- the run-off slope 13 is particularly suitable for distributing the molten metal 9 in a continuous casting mold 7 for a so-called thin strand with mold broad sides of less than 100 mm.
- the run-off slope 13 or the lower open section 5 can be kept so small in their dimensions at the lower end that the molten metal 9 can be passed in laminar flow into the very narrow continuous casting mold 7 without difficulty, wherein metal splashes on the continuous casting mold upper edge 7a are avoided will.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Einleitung von Stahlschmelze in Form eines Gießstrahles in eine Stranggießkokille, mit mindestens einem an einem Vorratsbehälter befestigten Ausgießrohr.The invention relates to a device for the introduction of molten steel in the form of a pouring jet into a continuous casting mold, with at least one pouring pipe attached to a reservoir.
Eine derartige aus der DE-A-1 558 379 bekannte Vorrichtung verbindet den Vorratsbehälter mit der Stranggießkokille strömungstechnisch, verhindert größere Wärmeverluste der Metallschmelze und schützt die Metallschmelze im wesentlichen vor Reoxidation.Such a device known from DE-A-1 558 379 fluidically connects the storage container to the continuous casting mold, prevents greater heat losses from the molten metal and essentially protects the molten metal from reoxidation.
Das Vergießen von flüssigem Stahl auf Vertikalstranggießanlagen ist nach dem derzeitigen Stand der Technik bei kleinen Abmessungen des Gußstranges auf gewisse Formatabmessungen begrenzt. Unterhalb dieser Format-abmessungen kann das gesicherte Einfließen der Metalischmelze aus dem Vorratsbehälter in die Stranggießkokille nicht mehr gewährleistet werden. Das Viergießen von Abmessungen im Bereich von 70 mm Durchmesser bzw. Quadrat bis 120 mm Durchmesser bzw. Quadrat wird gegenwärtig nur durch freies Eingießen, d. h. durch freien Fall der Metallschmelze möglich, wobei auf das Eingießen der Metallschmelze durch einen Tauchausguß hindurch verzichtet werden muß. Der Gießstrahl läuft hierbei unmittelbar aus dem Vorratsbehälter in die Stranggießkokille. Für den Fall, daß bei derartigen Formaten die drei Grundforderungen (Strömungsführung, Wärmeverlust, Vermeidung der Reoxidation) teilweise erfüllt werden sollen, muß der Gießstrahl mit einem Schutzgasschleier umgeben werden. Mit einem derartigen Schutzgasschleier sind zusätzliche Kosten für den Vorrichtungsaufwand sowie für den Betrieb verbunden.The casting of liquid steel on vertical continuous casting plants is limited to certain format dimensions with small dimensions of the cast strand according to the current state of the art. Below these format dimensions, it is no longer possible to ensure that the molten metal flows from the storage container into the continuous casting mold. The four-pouring of dimensions in the range from 70 mm diameter or square to 120 mm diameter or square is currently only possible by free pouring, i.e. H. possible by the free fall of the molten metal, the pouring of the molten metal by a dip spout having to be dispensed with. The pouring jet runs directly from the storage container into the continuous casting mold. In the event that the three basic requirements (flow control, heat loss, avoidance of reoxidation) are to be partially met in such formats, the pouring stream must be surrounded by a protective gas curtain. With such a protective gas curtain, additional costs for the device outlay and for the operation are associated.
Für die Erzeugung von größeren Strängen im Brammenformat ist aus der AT-B 310 970 ein Gießrohr mit geschlossenem Boden und seitwärts führenden Kanälen bekannt. Aufgabe des Gießrohres ist es, unterhalb des Gießspiegels in der Kokille eine gerichtete Strömung zu erzeugen, damit nichtmetallische Einschlüsse an die Oberfläche des Stahles gespült werden. Die seitwärts führenden Kanäle sind an der Austrittsseite der Schmelze schräg abgeschnitten, um die Strömungsrichtung des in die Kokille fließenden Metalls derart zu beeinflussen, daß eine Abweichung der Strömungsrichtung von der Längsachse der Rohre erreich wird. Dies tritt jedoch nur dann ein, wenn die Rohröffnungen voll innerhalb der Schmelze liegen.For the production of larger strands in slab format, a pouring tube with a closed bottom and sideways channels is known from AT-B 310 970. The task of the pouring tube is to generate a directional flow below the pouring level in the mold so that non-metallic inclusions are rinsed onto the surface of the steel. The channels leading sideways are cut obliquely on the outlet side of the melt in order to influence the flow direction of the metal flowing into the mold in such a way that a deviation of the flow direction from the longitudinal axis of the tubes is achieved. However, this only occurs if the pipe openings are fully within the melt.
Das Vergießen von Querschnitten im Bereich um 70 mm Durchmesser bzw. Quadrat ist an und für sich schon problematisch, da in diesen Fällen der Gießstrahl nicht ständig gleichmäßig aus dem Ausgußrohr des Vorratsbehälters ausläuft, sondern in einigen Fällen den Rand der Stranggießkokille treffen kann. Derartige Vorfälle bedeuten eine unmittelbare Verschlechterung des Gießergebnisses, wenn nicht gar den totalen Abbruch des Stranggießvorganges.The casting of cross sections in the area around 70 mm in diameter or square is problematic in itself, since in these cases the pouring jet does not run out evenly from the pouring pipe of the storage container, but in some cases can hit the edge of the continuous casting mold. Such incidents mean an immediate deterioration in the casting result, if not the total termination of the continuous casting process.
Der Erfindung ist daher die Aufgabe zugrundegelegt, für besonders kleine bzw. schmale Gießquerschnitte eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es gestattet, für sog. Dünnstränge die Stahlschmelze strömungstechnisch günstig, ohne größeren Wärmeverlust bzw. ohne unangemessene Vergrößerung der Gefahr der Reoxidation in die Eingießöffnung der Stranggießkokille einzuleiten.The invention is therefore based on the object of proposing a device for particularly small or narrow pouring cross-sections which allows the steel melt to be introduced into the pouring opening of the continuous casting mold in a fluid-technically favorable manner for so-called thin strands, without greater heat loss or without undue increase in the risk of reoxidation .
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Anspruch 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für das Einleiten in eine Stranggießkokille 7 mit einem Gießquerschnitt von weniger als 70 mm Breite und mindestens 70 mm Länge oder einem Gießquerschnitt mit einer Kantenlänge oder einem Durchmesser von weniger als 70 mm das Ausgußrohr 4 einen oberen, den Gießstrahl vollständig umhüllenden Abschnitt 4a und einen unmittelbar daran anschließenden unteren, der Eingießöffnung 7b der Stranggießkokille 7 zugeordneten, schräg angeschnittenen Abschnitt 5 aufweist und in diesem Abschnitt 5 der Gießstrahl nur an einem Teil seines Umfanges geführt ist.The object is achieved in a device of the type specified in
Als Alternativlösung sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 2 vor, daß für das Einleiten in eine Stranggießkokille 7 mit einem Gießquerschnitt von weniger als 70 mm Breite und mindestens 70 mm Länge oder einem Gießquerschnitt mit einer Kantenlänge oder einem Durchmesser von weniger als 70 mm an dem Ausgußrohr 4 mit einem den Gießstrahl vollständig umhüllenden Abschnitt 4a ein der Eingießöffnung 7b der Stranggießkokille 7 zugeordneter Abschnitt 5 in Form einer Ablaufschräge 13 vorgesehen ist.As an alternative solution, the invention provides for a device according to the preamble of
Diese Vorrichtung weist die Vorteile auf, eine weitestgehende Strömungsführung unter Vermeidung von freiem Fall der Metallschmelze zu gewährleisten, ferner Temperaturverluste unter den gegebenen Umständen weitestgehend zu vermeiden und ebenso weitestgehend eine Reoxidation auszuschließen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der geschaffenen Möglichkeit, die Metallschmelze in sehr schmale Gießräume von Stranggießkokillen einzuleiten, ohne den oberen Rand der Stranggießkokille zu benetzen. Die Erfindungslehre schafft daher die Voraussetzung für das Gießen von extrem dünnen Gußsträngen.This device has the advantages of ensuring the greatest possible flow guidance while avoiding the free fall of the molten metal, further avoiding temperature losses under the given circumstances as far as possible and also largely preventing reoxidation. An important advantage of the invention is the possibility created to introduce the molten metal into very narrow casting spaces of continuous casting molds without wetting the upper edge of the continuous casting mold. The theory of the invention therefore creates the conditions for the casting of extremely thin cast strands.
Das schräge bis lotrechte Einführen der Metallschmelze begünstigt vorteilhaft die Erstarrungsbedingungen innerhalb der Stranggießkokille.The oblique to vertical insertion of the molten metal advantageously favors the solidification conditions within the continuous casting mold.
Der untere offene Abschnitt aus einem an seinem Ausgießende schräg angeschnittenen Ausgießrohr mit ringförmigem Querschnitt bildet hierbei eine weitestgehende Führung für die Strömung der Metallschmelze, so daß hierbei Einströmbedingungen ähnlich wie bei Tauchrohren entstehen, bei denen die Metallschmelze unterhalb des Gießspiegels austritt.The lower open section of a pouring tube with an annular cross section cut obliquely at its pouring end here forms the greatest possible guidance for the flow of the molten metal, so that inflow conditions arise here similar to dip tubes in which the molten metal emerges below the pouring level.
Besteht der untere offene Abschnitt aus einer unterhalb vom Ausgießrohr vorgesehenen, in die Stranggießkokille gerichteten Ablaufschräge so ergibt sich der Vorteil, die Metallschmelze in Längsrichtung der Stranggießkokille gleichzeitig zu verteilen und eine laminare Strömung zu begünstigen.If the lower open section consists of a run-off slope provided below the pouring pipe and directed into the continuous casting mold, then there is the advantage that the metal melt in Distribute the longitudinal direction of the continuous casting mold at the same time and promote a laminar flow.
Hierbei ist außerdem vorrichtungstechnisch zweckmäßig, daß die Ablaufschräge getrennt vom Ausgießrohr vorgesehen ist.It is also expedient in terms of device technology that the drain slope is provided separately from the pouring pipe.
Die Verteilung der Metallschmelze in Stranggießkokillen mit erheblich unterschiedlich langen Begrenzungswänden des Gießraumes wird grundsätzlich dadurch begünstigt, daß die Ablaufschräge der Länge des Gießraums der Stranggießkokille angepaßt ist. Dabei ist es von Vorteil, daß an der Ablaufkante der Ablaufschräge und/oder an den Seitenenden der Ablaufschräge Überlaufstege vorgesehen sind. Solche Überlaufstege verteilen ebenfalls die Metallschmelze leicht in Längserstreckung der Stranggießkokille.The distribution of the molten metal in continuous casting molds with boundary walls of the casting chamber of considerably different lengths is fundamentally favored in that the run-off slope is adapted to the length of the casting chamber of the continuous casting mold. It is advantageous that overflow webs are provided on the run-off edge of the run-off slope and / or on the side ends of the run-off slope. Such overflow webs also distribute the molten metal slightly in the longitudinal direction of the continuous casting mold.
In vielen Fällen dann eine besondere Maßnahme gegen die Reoxidation der Metallschmelze eingespart werden. Für den Fall, daß derartige Maßnahmen dennoch erwünscht sind, können diese auf einen wesentlich engeren Bereich zwischen Vorratsbehälter und Stranggießkokille beschränkt werden. Dahingehend wird vorgeschlagen, daß der Bereich vom Ausgießrohr mit Ablaufschräge bis zur Stranggießkokillen-Oberkante mit einem Reoxidationsschutz versehen ist.In many cases, a special measure against reoxidation of the molten metal can then be saved. In the event that such measures are nevertheless desired, they can be restricted to a much narrower area between the storage container and the continuous casting mold. To this end, it is proposed that the area from the pouring pipe with a bevel to the upper edge of the continuous mold is provided with a reoxidation protection.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es ziegen
- Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggießkokille als ein erstes Ausführungsbeispiel,
- Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggießkokille als ein zweites Ausführungsbeispiel,
- Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggießkokille als ein drittes Ausführungsbeispiel und
- Fig. 4 die zu Fig. 3 gehörende Vorderansicht,
- Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggießkokille als ein viertes Ausführungsbeispiel und
- Fig. 6 die zu Fig. 5 gehörende Seitenansicht.
- 1 is a side view of the device with a vertically cut continuous casting mold as a first embodiment,
- 2 shows a side view of the device with a vertically cut continuous casting mold as a second exemplary embodiment,
- Fig. 3 is a side view of the device with a vertically cut continuous casting mold as a third embodiment and
- 4 shows the front view belonging to FIG. 3,
- Fig. 5 is a side view of the device with a vertically cut continuous casting mold as a fourth embodiment and
- Fig. 6 is the side view belonging to Fig. 5.
Gemäß Fig. 1 wird die Metallschmelze aus dem Vorratsbehälter 1 durch einen Regel- und Verschließmechanismus 2 und durch eine Austrittsdüse 3 hindurch mittels eines Ausgießrohres 4 in eine Stranggießkokille 7 geführt. Die Stranggießkokille 7 bildet einen sehr schmalen Gießraum 8.1, the molten metal is guided out of the
Das Ausgießrohr 4 weist einen geschlossenen oberen Abschnitt 4a und einen unmittelbar anschließenden unteren, schräg angeschnittenen Abschnitt 5 auf. Der untere Abschnitt 5 verjüngt sich von der Stelle 5a (Beginn des unteren Abschnitts 5) bis zur Stelle 5b, wobei das Ausgießrohr 4 zwischen den Stellen 5a und 5b etwa die Gestalt einer Rinne besitzt. Die Metallschmelze 9 strömt daher, geführt durch das Ausgießrohr 4, bis nahe an die Stranggießkokillen-Oberkante 7a der Stranggießkokille 7 und in die Stranggießkokille 7 hinein bis auf den Gießspiegel 6. Hierbei tritt kein nachteiliger Höhenunterschied zwischen der Stelle 5a und dem Gießspiegel 6 auf. Außerdem ragt der untere Abschnitt 5 in die Eingießöffnung 7b der Stranggießkokille 7 hinein.The pouring
Ein zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 2) sieht einen seitlich zur Stranggießkokille 7 versetzten Vorratsbehälter 1 mit Regel- und Verschließmechanismus 2 und der Austrittsdüse 3 vor, bei dem das Ausgießrohr 4 unter einem Winkel 11 verläuft, woraus sich eine variable Metallschmelzenströmung im Bereich des Gießspiegels 6 in dem sehr engen Gießraum 8 ergibt. Das erste und zweite Ausführungsbeispiel setzen jeweils einen ringförmigen Querschnitt 12 des Ausgießrohres 4 voraus.A second exemplary embodiment (FIG. 2) provides a
In einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 3 und 4) sind der obere geschlossene Abschnitt 4a und der untere, teilweise offene Abschnitt 5 voneinander getrennt ausgeführt, was mit Vorteilen bei der Herstellung von Feuerfestteilen verbunden ist. Unter dem Ausgießende 4b ist eine Ablaufschräge 13 angeordnet, von der die Metallschmelze 9 in die Stranggießkokille 7 einströmt und den kontrollierten Gießspiegel 6 bildet. Die Ablaufschräge 13 ist vorteilhafterweise winkeleinstellbar an dem Träger 14 gelagert, der an ortsfester Stelle 15 befestigt ist. Die Ablaufschräge 13 besteht aus Feuerfestmaterialien, ähnlich dem Ausgießrohr 4. In der Längenerstreckung des Gießraums 8 (Fig. 4) ist. bei sehr schmalen, jedoch sehr langen Gießformaten des Gußstrangs 16, die getrennt vom Ausgießrohr 4 vorgesehene Ablaufschräge 13 entsprechend lang ausgebildet und kann die Metallschmelze 9 in laminarer Strömung 17 auf den Gießspiegel 6 führen. Zur Strömungsverbreiterung tragen außerdem an der Ablaufkante 18 der Ablaufschräge 13 hervorspringende Überlaufstege 19 bei, die auch an den Seitenenden 13a und 13b vorgesehen sein können. Der untere, teilweise offene Abschnitt 5 kann auch mit einem Reoxidationsschutz 20 versehen sein, wobei z. B. inertes Gas in den Innenraum 20a geleitet wird.In a third exemplary embodiment (FIGS. 3 and 4), the upper closed
Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 5 und 6) ist die Ablaufschräge 13 im Abschnitt 5 zusammen mit dem Ausgießrohr 4 aus einem gemeinsamen Teil gefertigt. Die Ablaufschräge 13 kann in Zusammenwirken mit der Austrittsöffnung 4c zu einer strömungsangepaßten Lenkrinne 13a (Fig. 6) ausgebildet sein. Die Ablaufschräge 13 eignet sich besonders zur Verteilung der Metallschmelze 9 in einer Stranggießkokille 7 für einen sog. Dünnstrang bei Kokillenbreitseiten von unter 100 mm. Die Ablaufschräge 13 bzw. der untere offene Abschnitt 5 können in ihren Abmessungen am unteren Ende so klein gehalten werden, daß die Metallschmelze 9 ohne Schwierigkeiten in laminarer Strömung in die sehr schmale Stranggießkokille 7 geleitet werden kann, wobei Metallspritzer auf der Stranggießkokillen-Oberkante 7a vermieden werden.According to a fourth exemplary embodiment (FIGS. 5 and 6), the run-off
Claims (6)
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| DE3403892 | 1984-02-04 |
Publications (3)
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