FR2489841A1 - Molten steel gas treatment appts. - introduces gas and powder through downward inclined fan-line nozzles - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine de la métallurgie et a notamment pour objet un dispositif pour le traitement de métaux liquides au moyen de gaz et de produits en poudre dans des appareils métallurgiques. The present invention relates to the field of metallurgy and in particular relates to a device for the treatment of liquid metals by means of gases and powdered products in metallurgical apparatus.
L'invention trouve son application la plus avantageuse dans l'élaboration d'acier au four Martin ou au four électrique. The invention finds its most advantageous application in the production of steel in a Martin oven or in an electric oven.
L'invention peut trouver des applicationsdans la métallurgie des non-ferreux. The invention can find applications in the metallurgy of non-ferrous metals.
On connait un dispositif pour le traitement de métal liquide dans le bassin d'un fonr Martin au moyen de produits en poudre, comprenant un support dans lequel passe un tube d'alimentation débitant le produit en poudre dans un jet de gaz et dont le bout orienté vers le métal liquide est doté d'un embout interchangeable en graphite se raccordant au tube d'alimentation sous un angle de 50 à 600. Le support comporte un encastrement identique à celui des cuillers, à l'aide duquel le dispositif se fixe au bras de l'enfour- neuse. Le dispositif est introduit dans le laboratoire du four à l'aide de l'enfourneuse, et une partie de l'embout de graphe est plongée dans le métal liquide. We know a device for the treatment of liquid metal in the basin of a Martin fonr by means of powdered products, comprising a support through which passes a feed tube delivering the powdered product into a gas jet and the end of which oriented towards liquid metal has an interchangeable graphite nozzle connecting to the supply tube at an angle of 50 to 600. The support has a recess identical to that of the spoons, using which the device is fixed to the arm of the feeder. The device is introduced into the oven laboratory using the oven, and part of the graph tip is immersed in the liquid metal.
Quand on utilise un dispositif ainsi conçu, le volume de métal subissant directement l'action du jet de gaz chargé de poudre est infiniment petit par rapport à tout le volume de métal liquide se trouvant dans le bassin du four. Il s'ensuit, en cas d'augmentation de l'intensité d'injection de la poudre, un sous-refroidissement et un accroissement de la viscosité du métal et de la scorie dans la zone de traitement, ce qui augmente l'entratnement hors du four des particules fines par le gaz vecteur et, en définitive, abaisse l'efficacité d'utilisation des produits en poudre. When a device thus designed is used, the volume of metal directly subjected to the action of the jet of gas charged with powder is infinitely small compared to all the volume of liquid metal being in the basin of the furnace. It follows, in the event of an increase in the intensity of injection of the powder, sub-cooling and an increase in the viscosity of the metal and of the slag in the treatment zone, which increases the entrainment outside fine particles from the carrier gas and, ultimately, lowers the efficiency of using powdered products.
Ce dispositif connu n'assure une interaction du produit en poudre avec le métal liquide avec des indices technologiques suffisamment élevés que dans le cas d'un-intensité d'injection de la poudre peu élevée, allant jusqu'à 140 kg/mn, et d'unelongue durée de soufflage. This known device ensures interaction of the powdered product with the liquid metal with sufficiently high technological indices only in the case of a low injection intensity of the powder, up to 140 kg / min, and a long blowing time.
Quand on utilise un tel dispositif, les projections de métal et de scorie atteignent le tube d'alimentation, ce qui abaisse fortement la durée de service du dispositif et rend impossible son utilisation pour le soufflage seulement avec un gaz qui provoque des projections de métal et de scorie bien plus fortes que le soufflage avec des poudres. When such a device is used, the metal and slag splashes reach the feed tube, which greatly reduces the service life of the device and makes it impossible to use it for blowing only with a gas which causes metal splashes and slag much stronger than blowing with powders.
On s'est donc proposé de créer un dispositif pour le traitement d'un métal liquide au moyen de gaz et de produits en poudre, dont la conception serait telle quelle assurerait le traitement du métal liquide par des produits en poudre avec de hautes performances technologiques. It has therefore been proposed to create a device for the treatment of a liquid metal by means of gases and powdered products, the design of which would be such as to ensure the treatment of the liquid metal by powdered products with high technological performance .
La substance de l'invention consiste en ce que le dispositif pour le traitement d'un métal liquide par gaz et produits en poudre, de préférence dans les appareils d'aciérie, du type comprenant un support sur lequel est placé un tube d'alimentation pour débiter le gaz ou le produit en poudre dans le jet de gaz, et dont le bout orientévrsi meilliquide est doté d'un embout placé sous un certain angle par rapport à l'axe du tube-- d'alimenta- tion, est caractérisé d'après l'invention, en ce qu'ilestdoté d'au moins un embout supplémentaire, placé sous un certain angle par rapport au premier embout, de sorte que le courant du tube d'alimentation se divise en plusieurs courants, en nombre égal au nombre d'embouts supplémentaires. The substance of the invention consists in that the device for the treatment of a liquid metal by gas and powdered products, preferably in steelworks, of the type comprising a support on which is placed a supply tube for discharging gas or powdered product into the gas jet, and the better end of which is fitted with a nozzle placed at a certain angle relative to the axis of the supply tube - is characterized according to the invention, in that it is provided with at least one additional nozzle, placed at a certain angle with respect to the first nozzle, so that the current of the supply tube is divided into several currents, in equal number the number of additional tips.
La présence de plusieurs embouts donne, comparativement au dispositif connu, une augmentation du nombre de iets de gaz chargés de poudre pénétran-trdans le métal liquide, la disposition des embouts sous un certain angle les uns tar rapport aux autres assurant l'interaction indépendante de chaque jet avec le métal. Ceci permet, tout en n'ayant qu'une me intensité mde'r d'in;iection de la poudre par chaque embout, d'augmenter de plusieurs fois, comparativement au dispositif connu, l'intensité totale d'injection de la Fondre dans le métal liquide, l'efficacité technologique d'utilisation des produits en poudre étant élevée. The presence of several nozzles gives, compared to the known device, an increase in the number of gas jets loaded with powder penetrated into the liquid metal, the arrangement of the tips from a certain angle relative to each other ensuring the independent interaction of each spray with the metal. This allows, while having only one intensity mde'r of; iection of the powder by each nozzle, to increase by several times, compared to the known device, the total intensity of injection of the Melt in liquid metal, the technological efficiency of using powdered products being high.
L'augmentation de l'intensité d'injection de la poudre qui, du point de vuethnologique, n'est possible qu'en augmentant le nombre de jets de gaz chargés de poudre et en les écartant les uns des autres, permet de réduire fortement la durée du traitement et de toute l'élaboration. The increase in the intensity of injection of the powder which, from the ethnological point of view, is only possible by increasing the number of gas jets charged with powder and by moving them apart, makes it possible to greatly reduce the duration of the treatment and all the development.
Il est souhaitable que, dans le dispositif coxWme à l'invention, les embouts soient réalisés de
facon leurs orifices de sortie soient éloignés les uns des autres à une distance essentiellement non inférieure à
sensiblement, deux fois le diamètre de l'orifice de sortie des embouts.It is desirable that, in the coxWme device according to the invention, the end pieces are made of
so that their outlets are far from each other at a distance not substantially less than
appreciably, twice the diameter of the outlet orifice of the end pieces.
Ceci résulte du fait que, étant donné la grande longueur
des embouts (par exemple de l'ordre de 1 m) et le petit
angle formé entre eux, une distance entre les orifices de
sortie > inférieure à deux fois ledit diamètre n'excluerait
pas les interférences des jets de gaz chargés de poudre à
une certaine distance des orifices de sortie, dues à la
dilatation du gaz vecteur et des produits gazeux de réaction
de la poudre avec le métal liquide.This results from the fact that, given the long length
end caps (for example of the order of 1 m) and the small
angle formed between them, a distance between the orifices of
outlet> less than twice said diameter would not exclude
no interference from gas jets loaded with powder
a certain distance from the outlet orifices, due to the
expansion of carrier gas and gaseous reaction products
powder with the liquid metal.
il est avantageux de réaliser les embouts d'une longueur
telle que les centres de leurs orifices de sortie se trou
vent dans un même plan horizontal.it is advantageous to make the tips of a length
such that the centers of their outlet holes are
wind in the same horizontal plane.
La nécessité de disposer les centres des orifices de
sortie des embouts dans un même plan horizontal est due à
la présence, sous le métal liquide, pendant la période de
flJsion de la charge, d'une masse de riblons non fondus, de
configuration indéterminée, ce qui crée un risque d'obstruc
tjon et de mime hors service de certains embouts. The need to arrange the centers of the orifices of
tip outlet in the same horizontal plane is due to
the presence, under the liquid metal, during the period of
inflection of the charge, of a mass of unmelted rocks, of
indeterminate configuration, which creates a risk of obstruction
tjon and mime out of service of certain tips.
il est souhaitable que les embouts soient disposés sous un même angle par rapport à la -ligne passant par le point de jonction des embouts au tube d'alimentation, perpendiculairement au plan horizontal dans lequel se trouvent les centres des orifices de sortie des embouts. Les orifices de sortie étant dans un même plan horizontal, les embouts sont donc disposés suivant la génératrice d'un cône, et la profondeur d'immersion des jets de gaz chargés de poudre dans le métal liquide, à paramètres énergiques égaux des écoulements, est la même pour chaque embout. it is desirable that the end pieces are arranged at the same angle relative to the line passing through the point of junction of the end pieces to the supply tube, perpendicular to the horizontal plane in which the centers of the end holes of the end pieces are located. The outlet orifices being in the same horizontal plane, the nozzles are therefore arranged along the generator of a cone, and the depth of immersion of the gas jets charged with powder in the liquid metal, with equal energetic parameters of the flows, is the same for each tip.
il est avantageux aussi que le dispositif conforme à l'invention soit doté d'un tube débitant un jet de gaz sous pression le long du tube d'alimentation, afin de prévenir l'arrivée des projections de métal liquide et de scorie sur ce tube. On obtint ainsi une forte diminution des dépits formés sur la conduite d'alimentation par les projections de métal et de scorie à partir du bassin du four, une augmentation de sa durée de service et la possibi- lité d'utiliser le dispositif pour le soufflage du métal liquide seulement avec un gaz. it is also advantageous for the device according to the invention to be provided with a tube delivering a jet of pressurized gas along the supply tube, in order to prevent the arrival of projections of liquid metal and slag on this tube . This resulted in a significant reduction in the loads formed on the supply line by metal and slag splashes from the furnace basin, an increase in its service life and the possibility of using the device for blowing liquid metal only with a gas.
il est souhaitable aussi que le dispositif soit doté d'au moins un tube supplémentaire d'alimentation, qu'il est particulièrement avantageux de prévoir quand le dispositif est utilisé dans des appareils métallurgiques de grande capacité, exigeant l'injection répartie d'un produit en poudre avec une très grande intensité (de 1000 à 2000 kg/mn). it is also desirable that the device be provided with at least one additional supply tube, which it is particularly advantageous to provide when the device is used in metallurgical apparatus of large capacity, requiring the distributed injection of a product powder with very high intensity (from 1000 to 2000 kg / min).
La présence d'un tube supplémentaire d'alimentation, de pair avec le grand nombre d'embouts (4 à RB, permet d'augmenter la fiabilité du transport pneumatique de la poudre à travers chaque embout, ainsi que d'accroître la durée de service du distositif. The presence of an additional feeding tube, together with the large number of nozzles (4 to RB, makes it possible to increase the reliability of the pneumatic transport of the powder through each nozzle, as well as to increase the duration of distiller service.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celles-ci annaraf4 on+ mS X - lumière de la description explicative qui va suivre de ifférentsmodes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aus dessins non limitais annexés dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement le dispositif proposé, avec un seul tube d'alimentation
- la figure 2 représente une autre variante du mbme dispositif, avec deux tubes d'alimentation
- la figure 3 représente le dispositif des figures 1 et 2 en position de travail lors du traitement du métal liquide dans un four Martin.The invention will be better understood and other aims, details and advantages thereof annaraf4 on + mS X - light of the explanatory description which will follow from ifferent embodiments given solely by way of nonlimiting examples, with references to the drawings not limited annexed in which
- Figure 1 shows schematically the proposed device, with a single supply tube
- Figure 2 shows another variant of the same device, with two supply tubes
- Figure 3 shows the device of Figures 1 and 2 in the working position during the processing of liquid metal in a Martin oven.
Le dispositif pour le traitement d'un métal liquide par des gaz et des produits en poudre dans un four Martin comprend un support 1 (figure 1) avec un encastrement identique à celui des cuillers d'enfourneuse (non représenté sur les dessins), sur lequel est placé un tube 2 d'alimentation,servant à débiter un gaz ou un produit en poudre dans un jet de gaz. D'un côté, le tube d'alimentation comporte une tubulure 3 pour son raccordement , à l'aide d'un flexible (non représenté sur la fgure), à la conduite dXdistribution de l'atelier, assurant l'alimentation soit en gaz seul (par exemple en air comprimé), soit en gaz chargé de poudre (par exemple en air comprimé véhiculant du graphite).De l'autre côté, le bout du tube d'alimentation qui est orienté vers le métal liquide est doté d'au mains un (quatre dans l'exemple considéré) embout métallique interchangeable 4, comportant un revêtement réfractaire (non représenté sur les figures). il s'ensuit-que le courant arrivant par le tube d'alimentation se divise en quatre courants. L'angle entre les axes de chaque paire d'embouts successifs est le même, sa valeur étant de 15 degrés. The device for the treatment of a liquid metal with gases and powdered products in a Martin oven comprises a support 1 (FIG. 1) with an installation identical to that of the oven spoons (not shown in the drawings), on which is placed a supply tube 2, serving to deliver a gas or a powdered product in a gas jet. On one side, the supply tube has a tube 3 for its connection, using a flexible hose (not shown in the figure), to the dXdistribution line of the workshop, ensuring the supply of gas only (for example in compressed air), or in gas charged with powder (for example in compressed air conveying graphite). On the other side, the end of the supply tube which is directed towards the liquid metal is provided with in the hands one (four in the example considered) interchangeable metal tip 4, comprising a refractory lining (not shown in the figures). it follows that the current arriving through the feed tube is divided into four currents. The angle between the axes of each pair of successive bits is the same, its value being 15 degrees.
La présence d'embouts supplémentaires dans le dispositif faisant l'objet de l'invention permet, comparativement au dispositif connu, d'augmenter fortement l'intensité d'injection du graphite dans le métal liquide, sans abaissement des performances technologiques du traitement du métal liquide par insufflation de graphite. The presence of additional tips in the device which is the subject of the invention makes it possible, compared to the known device, to greatly increase the intensity of injection of graphite into the liquid metal, without lowering the technological performance of the treatment of the metal. liquid by blowing graphite.
il est à noter que le nombre d'embouts du dispositif peut être égal ou supérieur à deux. il est choisi selon la capacité de l'appareil d'aciérie, le genre et l'intensité d'injection du produit en poudre dans Le métal liquide. it should be noted that the number of tips of the device can be equal to or greater than two. it is chosen according to the capacity of the steel plant, the type and intensity of injection of the powdered product into the liquid metal.
Les embouts sont montés de façon que les orifices de sortie de 4,0 cm de diamètre soient écartés les un-s des autres d'unedistance de 20,0 cm, c'est-à-dire que la distance entre les orifices de sortie des embouts successifs est égale à 5,0 fois le diamètre de ltorifice. The end caps are mounted in such a way that the outlet ports of 4.0 cm in diameter are spaced apart from each other by a distance of 20.0 cm, i.e. the distance between the outlet ports successive tips is 5.0 times the diameter of the hole.
La distance entre les orifices de sortie est supérieure à 2 fois le diamètre de l'orifice, de façon à exclure les interférenoes des jets de gaz issus de ces orifices. The distance between the outlet orifices is greater than twice the diameter of the orifice, so as to exclude interferences from the gas jets coming from these orifices.
L' écartement des orifices de sortie à une distance correspondant à 5 diamètres, pour un angle entre les axes des embouts successifs de 15 degrés, assure l'indépendance de la pénétration de chacun des jets de gaz chargé de poudre et de sa réaction avec le métal liquide. The spacing of the outlet orifices at a distance corresponding to 5 diameters, for an angle between the axes of the successive nozzles of 15 degrees, ensures the independence of the penetration of each of the jets of gas loaded with powder and of its reaction with the liquid metal.
Les centres des orifices de sortie des embouts de mame longueur sont situés dans le même plan horizontal afin d'éviter l'endommagement des embouts et d'assurer la stabilité du transport pneumatique lors du traitement d'une charge partiellement fondue, quand le bain contient des restes de charge solide. The centers of the outlet openings of the same length tips are located in the same horizontal plane in order to avoid damage to the tips and to ensure the stability of the pneumatic transport during the treatment of a partially molten load, when the bath contains solid charge remains.
Tous les embouts sont disposés sous un même angle t de 50 degrés par rapport à la ligne passant par le point de jonction de ces embouts au tube d'alimentation et perpendiculaire au plan horizontalP,dans lequel se trouvent les centres des orifices de sortie des embouts. All the tips are arranged at the same angle t of 50 degrees with respect to the line passing through the point of junction of these tips to the supply tube and perpendicular to the horizontal plane P, in which the centers of the outlet ports of the tips are located. .
L'angle ( OQ ) sous lequel les jets de gaz chargés de poudre viennent frapper le métal lin1Tide est dans ce cas de 40 0. The angle (OQ) under which the gas jets charged with powder strike the metal lin1Tide is in this case 40 0.
Tl est à noter que la disnosition indiquée des embouts nuand ceux-ci constituent les génératrices d'un même cône, assure une meilleure distribution de la poudre dans le volume de métal liquide. It should be noted that the indicated arrangement of the end caps, which constitute the generators of the same cone, ensures better distribution of the powder in the volume of liquid metal.
Le dispositif est doté d'un tube 5 débitant un jet de az sous pression le long du tube d'alimentation, afin que celui-ci ne soit pas frappé par les projections de métal et de scorie. Le tube 5 forme un canal annulaire autour du tube d'alimentation et comporte une tubulure 6 pour le raccordement à la conduite de distribution d'un gaz sous haute pression de l'atelier par l'intermédiaire d'un flexible. The device is fitted with a tube 5 delivering a jet of pressurized az along the supply tube, so that the latter is not struck by projections of metal and slag. The tube 5 forms an annular channel around the supply tube and comprises a tube 6 for connection to the pipe for distributing a gas under high pressure from the workshop via a hose.
Le tube 5 débitant un et de gaz sous pression le long du tube d'alimentation peut être réalisé sous la forme d'un tube séparé, comme montré sur la figure 2. The tube 5 delivering a gas under pressure along the supply tube can be made in the form of a separate tube, as shown in FIG. 2.
il est à noter que les diverses réalisations du tube 5, ainsi que la présence de tuyères de diverses configurations (non montré sur les figures 1 et 2) sur la portion de sortie, n'affectent en rien la-substance de l'invention. it should be noted that the various embodiments of the tube 5, as well as the presence of nozzles of various configurations (not shown in Figures 1 and 2) on the outlet portion, in no way affect the substance of the invention.
Dans le cas.où le dispositif comporte plusieurstubes d'alimentation, il est avantageux de doter chacun d'eux d'un tube débitant un 3et de gaz sous pression pour que les Droiections de métal et de scorie ne puissent l'atteindre, comme montré, par exemple, sur la figure 2. In the case where the device comprises several supply tubes, it is advantageous to provide each of them with a tube delivering a 3 and gas under pressure so that the metal and slag droiections cannot reach it, as shown , for example, in Figure 2.
Le dispositif proposé fonctionne de la façon suivante. The proposed device operates as follows.
Le bras de l'enfourneuse 7 (figure 3) est accouplé au support 1 à l'aide d'un encastrement identique à celui des cuillers, puis le dispositif est introduit dans le laboratoire du four à travers la porte de chargement 8. The arm of the oven 7 (FIG. 3) is coupled to the support 1 by means of an installation identical to that of the spoons, then the device is introduced into the laboratory of the oven through the loading door 8.
Fn position de travail, les embouts 4 sont plongés dans le métal liouide, à une profondeur de 100 à 300 mm. Le courant de gaz chargé de poudre, provenant de la conduite de distri brution de l'atelier, est transmis par le flexible (non représenté sur la figure 3) à la tubulure 3, parcourt le tube 2 et se divise en plusieurs courants passant dans les embouts 4, qui les injectent dans le métal liquide à travers leurs orifices de sortie. Le gaz à haute pression fourni par la conduite de distribution de l'atelier est amené parle flexible de raccordement à la tubulure 6 et parcourt le tube 5, qui débite un jet de gaz sous pression le long du tube 2 d'alimentation, qui est ainsi protégé contre les projections de métal et de scorie.In the working position, the end pieces 4 are immersed in the liquid metal, to a depth of 100 to 300 mm. The stream of powder-laden gas, coming from the workshop distribution pipe, is transmitted by the hose (not shown in FIG. 3) to the pipe 3, runs through the pipe 2 and is divided into several streams passing through the nozzles 4, which inject them into the liquid metal through their outlet orifices. The high pressure gas supplied by the workshop distribution pipe is brought by the flexible connection to the pipe 6 and runs through the tube 5, which delivers a jet of pressurized gas along the supply tube 2, which is thus protected against splashes of metal and slag.
Avant de plonger les embouts dans le métal liquide, on admet le gaz au tube 2 d'alimentation, afin de prévenir la pénétration du métal dans les embouts, puis, après immersion des embouts 4 dans le métal liquide à une profondeur de 100 à 300 mm, on admet au dispositif le courant de gaz chargé de poudre. Après l'interruption de l'admission de poudre, on souffle le dispositif avec un gaz pur et on le retire du laboratoire du four ; on le place sur un banc spécial et on l'enlève du bras de l'enfourneuse. Before immersing the tips in the liquid metal, the gas is admitted to the supply tube 2, in order to prevent the penetration of the metal into the tips, then, after immersion of the tips 4 in the liquid metal to a depth of 100 to 300 mm, the flow of powder-laden gas is admitted to the device. After the powder intake has been interrupted, the device is blown with pure gas and removed from the laboratory of the oven; we place it on a special bench and remove it from the arm of the oven.
L'utilisation du dispositif, par exemple dans,les fours Martin et les fours électriques d'aciérie, permet, comparativement au dispositif connu
- d'accroitre la production des appareils d'aciérie
- d'accroitre l'efficacité d'utilisation des produits
en poudre
- d'abaisser le prix de revient de l'acier élaboré
- d'améliorer 1'organisation des travaux dans la
section des fours de la halle.The use of the device, for example in, Martin ovens and electric steel furnaces, allows, compared to the known device
- to increase the production of steelworks equipment
- to increase the efficiency of product use
in powder
- lower the cost price of the steel produced
- to improve the organization of work in the
section of the hall ovens.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described, as well as their combinations, if these are executed according to the spirit and implemented in the context of protection as claimed.
Claims (6)
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| FR8019447A Granted FR2489841A1 (en) | 1980-09-09 | 1980-09-09 | Molten steel gas treatment appts. - introduces gas and powder through downward inclined fan-line nozzles |
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| FR (1) | FR2489841A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0418656A1 (en) * | 1989-09-20 | 1991-03-27 | Fuchs Systemtechnik Gmbh | Process and installation for intermittant simultaneous addition of gases and fine-grained solids into a melt |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR2489841B1 (en) | 1982-11-12 |
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