FR2541329A1 - METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING WOOD PULP - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA FABRICATION DE PATE DE BOIS. ELLE SE CARACTERISE EN CE QUE LE DEFIBRAGE S'EFFECTUE DANS UNE ENVELOPPE FERMEE 2 AVEC DES SAS 7, 8, POUR L'AMENEE DU BOIS, ET UNE CONDUITE FERMEE 10 POUR L'EVACUATION DE LA PATE DE BOIS, AFIN DE POUVOIR TRAVAILLER EN SURPRESSION ET A DES TEMPERATURES SUPERIEURES A 100C. APPLICATION: DEFIBREURS A PRESSES ET DEFIBREURS CONTINUS.THE INVENTION RELATES TO THE MANUFACTURE OF WOOD PULP. IT IS CHARACTERIZED IN THAT THE DEFIBRATION IS CARRIED OUT IN A CLOSED ENVELOPE 2 WITH SAS 7, 8, FOR THE DELIVERY OF WOOD, AND A CLOSED DUCT 10 FOR THE DISCHARGE OF WOOD PULP, IN ORDER TO BE ABLE TO WORK IN OVERPRESSURE AND AT TEMPERATURES OVER 100C. APPLICATION: CONTINUOUS PRESS AND DEFIBREURS.
Description
L'invention concerne un procédé et unThe invention relates to a method and a
dispositif pour fabriquer de la pâte de bois dans un défi- device for making wood pulp in a
breur à meule contre laquelle on presse le bois, avec amenée d'eau dans la zone de défibrage. grinding wheel against which the wood is pressed, with the supply of water into the grinding zone.
Jusqu'ici on a fait fonctionner les dé- So far we have made the de-
fibreures de bois, défibreurs à presse ou défibreurs conti- wood fibrers, press shredders or continuous shredders
nus, sans pression Dans les défibreurs continus, le bois est amené de manière continue par les chaînes de transport dans un puits d'alimentation; dans les défibreurs à presse l'alimentation en bois à défibrer se fait par charges, par l'intermédiaire d'un puits, l'opération de défibrage se produisant de façon continue dans une chambre à presses o un sabot de pression pousse le bois contre la meule Après terminaison de la course de défibrage, le sabot de pression revient dans la position de départ,et déclenche une impulsion bare, without pressure In continuous shredders, the wood is fed continuously through the conveyor chains into a feed well; in the press shredders, the wood feed to be defibrated is done by means of charges, via a well, the grinding operation occurring continuously in a press chamber where a pressure shoe pushes the wood against the wheel After ending the defibration stroke, the pressure shoe returns to the starting position, and triggers a pulse
d'ouverture du puits pour le bois à défibrer Après l'écou- opening of the well for the wood to be defibrated After the
lement du temps de remplissage, le puits est à nouveau fer- filling time, the well is again closed.
mé L'amenée d'eau dans la zone de défibrage produit un film d'eau qui est nécessaire à la dissolution des The supply of water into the defibration zone produces a film of water which is necessary for the dissolution of
fibres du bois Mais il y a l'inconvénient que l'eau se va- However, there is the disadvantage that water is
porise en partie et il se produit ainsi des surchauffes lo- porise in part and thus occurs overheating
cales et des brûlures du bois La pâte de bois est ainsi im- wedges and wood burns The wood pulp is thus im-
pure et non uniforme.pure and non-uniform.
A la base de la présente invention se trouve le problème de créer un procédé de défibrage de bois At the base of the present invention is the problem of creating a process for defibrating wood.
avec lequel on obteinne une pâte de bois meilleure et de qua- with which one obtains a better and better quality
lité uniforme On résout ce problème selon l'invention en This problem is solved according to the invention
ce que le défibrage est effectué en surpression et à des tem- the defibration is carried out under overpressure and at times
pératures d'eau de plus de 1000 C. La production de surpression,qui rend évidemment nécessaire d'exécuter l'opération de défibrage dans water temperatures of over 1000 C. The production of overpressure, which obviously makes it necessary to perform the grinding operation in
une enceinte isolée de l'air extérieur, permet de travail- an enclosure isolated from the outside air, allows work-
ler à des températures d'eau plus élevées On a alors établi at higher water temperatures.
que la pâte de bois produite était meilleure et plus unifor- that the wood pulp produced was better and more uniform
me La part de fibres longues et la longueur de rupture de la pâte de bois s'accroissent ainsi En outre, ce procédé nécéssite une dépense d'énergie plus faible, du fait du ramollissement de la lignine à environ 1220 C. In addition, this process requires a lower energy expenditure, due to the softening of the lignin at about 1220.degree. C. The length of long fibers and the breaking length of the wood pulp thus increase.
Un procédé avantageux selon l'invention con- An advantageous process according to the invention
siste en ce que la surpression est de 1 à 3 bars, et la tem- in that the overpressure is 1 to 3 bar, and the temperature
pérature de l'eau de 120 à 1300 C. Un dispositif selon l'invention, pour la mi- se en oeuvre du procédé consiste dans un défibreur comportant une meule placée dans une enveloppe,un puits d'amenée du bois, une avance debois hydraulique ou mécanique, une amenée d'eau A device according to the invention, for the implementation of the method consists in a shredder comprising a grinding wheel placed in an envelope, a wood supply well, an advance debois hydraulic or mechanical, a supply of water
dans la zone de défibrage et un bac ou une goulotte collec- in the defibration zone and a collection tray or chute
trice pour la pâte de bois, placée sous la meule, en ce que l'enveloppe est constituée de manière étanche sous pression for the wood pulp, placed under the grinding wheel, in that the envelope is formed in a pressure-tight manner
et se trouve munie d'un dispositif d'amenée d'air sous pres- and is provided with an air supply device under pres-
sion, en ce que le puits d'amenée est pourvu de sas étanches sous pression,et eh ce que l'évacuation de pâte de bois s' in that the supply well is provided with sealed airlock under pressure, and that the evacuation of wood pulp
effectue dans une conduite fermée.performs in a closed pipe.
Du fait que, selon l'invention, on travail- Because, according to the invention,
le sous pression, il est nécessaire de constituer l'envelop- under pressure, it is necessary to build the envelope
pe de manière qu'elle soit étanche sous pression Le bois à défibrer doit alors être sassé par le puits d'amenée dans la chambre sous pression, par charges Le passage du bois à défibrer dans les chambres de presses d'un défibreur à deux For example, it must be sealed under pressure. The wood to be defibrated must then be sumped by the supply well into the pressure chamber, by means of the charges. The passage of the wood to be defibered in the press chambers of a shredder.
presses, ou dans le puits de transport d'un défibreur s'ef- presses, or in the transport shaft of a shredder
fectue selon l'invention,par des sas correspondants De même, une conduite fermée doit être rattachée au bac ou à la In the same way, a closed pipe must be attached to the tank or to the tank.
goulotte collectrice.collector chute.
Dans un perfectionnement de l'invention,on prévoit que les sas du puits d'alimentation consistent en deux plateaux tiroirs disposés l'un derrière l'autre In an improvement of the invention, it is expected that the locks of the feed well consist of two trays trays arranged one behind the other
Une autre caractéristique de l'invention con- Another feature of the invention
siste en ce que les plateaux tiroirs sont en coins dans le is that the drawer trays are in corners in the
sens de fermeture De cette manière, on évite des coince- In this way, we avoid
ments dus au poids du bois et la chambre sous pression peut due to the weight of the wood and the pressure chamber may
être constamment fermée de manière étanche. be constantly closed tightly.
Il est très avantageux-de disposer un di- It is very advantageous to have a di-
viseur de copeaux en amont de la conduite fermée. chip finder upstream of the closed pipe.
Lors du défibrage, il se produit parfois When defibering, it sometimes occurs
aussi des copeaux grossiers et des écroces qui, le cas éché- also coarse chips and
ant, peuvent avoir toute une longueur de rondin Ces frag- can have a whole length of log These frag-
ments pourraient conduire à des obstructions dans la condui- could lead to obstructions in driving
te En disposant un diviseur de copeaux en amont de cette conduite fermée, on arrive à mettre en menus morceaux ces By arranging a chip divider upstream of this closed pipe, we manage to put in small pieces these
copeaux ou écorces gênants et, ainsi, à pouvoir les trans- shavings or barks and, therefore, to be able to
porter avec la pâte de bois.wear with the wood paste.
Une forme de réalisation selon l'inven- tion du diviseur de copeaux consiste en ce qu'il comporte un tambour rotatif muni de plusieurs disques placés les uns à côté des autres, avec des arrangements du genre dents ou couteaux,qui coopèrenet avec des stators également munis An embodiment according to the invention of the chip divider is that it comprises a rotating drum provided with several discs placed next to one another, with arrangements of teeth or knives, which cooperates with stators. also equipped
d'arrangements du genre dents ou couteaux. arrangements of the kind teeth or knives.
Il est alors avantageux que les diverses dispositions du genre dents ou couteaux soient placées les unes par rapport aux autres selon des angles décalés Cette mesure permet à une longue écorce de ne pas arriver en même temps dans la zone de déchiquetage, mais de manière décalée It is then advantageous that the various provisions of the genus teeth or knives are placed relative to each other at staggered angles. This measure allows a long bark not to arrive at the same time in the shredding zone, but in a staggered manner.
ce qui économise de l'énergie et évite d'éventuelles obstruc- which saves energy and avoids possible obstructions
tions Un perfectionnement inventif consiste en ce qu'un tube de mise en circulation de pâte débouche dans le bac ou la goilotte collectrice Ce tube amène de la pâte de bois déjà mise sous forme de suspension et la mélange à la An inventive improvement consists in the introduction of a dough circulation tube into the collecting tray or tube. This tube brings wood paste already in the form of a suspension and the mixture to the
pâte de bois fraîchement formée.freshly formed wood pulp.
Avec cet écoulement supplémentaire, on obtient une vitesse d'écoulement plus élevée, ce qui évite des épaississements et des accumulations de copeaux dans le bac Un perfectionnement très avantageux selon l'invention du procédé consiste en ce qu'après le défibrage With this additional flow, a higher flow rate is obtained, which avoids thickening and accumulations of chips in the tank. A very advantageous improvement according to the invention of the process consists in that after defibration
a lieu une déshumidification de la pâte de bois dans laquel- dehumidification of the wood pulp in which
le l'eau obtenue, qui se trouve encore en surpression, eet the obtained water, which is still in overpressure, eet
ramenée dans la zone de défibrage, et la pâte de bois épais- brought back into the defibration zone, and the thick wood pulp
sie est, immédiatement après, détendue à la pression at- is, immediately afterwards, relaxed to the pressure
mosphérique. Après l'opération de défibrage, il est en effet nécessaire de ramener à la pression atmosphérique la mosphérique. After the grinding operation, it is indeed necessary to bring back to atmospheric pressure the
pâte de bois obtenue qui se trouve dans une zone de concen- obtained wood pulp which is in a concentration zone
tration d'environ 1 à 2,5 % Cet éclusage de la pâte de bois fait sortir de très grandes quantités de chaleur des parties en surpression de l'installation ON ne peut récupérer ces quantités de chaleur qu'avec des inatsllations de récupération de chaleur relativement grandes et compliquées Il faut en plus un lavage à la vapeur et une neutralisation chimique à la vapeur A cause du faible niveau de températures des vapeurs se produisant, la chute de chaleur peut seulement être utilisée pour le préchauffage de l'eau jusqu'à 1000 C. Pour maintenir l'équilibre de température dans l'opération de défibrage, ill faut, par suite, de 2 à 3 tonnes de vapeur par tonne de matière/heure L'épaississement selon l'invention de la pâte This lock of the wood pulp causes very large amounts of heat to escape from the overpressurized parts of the installation. ON can only recover these amounts of heat with heat recovery methods. relatively large and complicated In addition, steam washing and chemical vapor neutralization are required. Due to the low temperature of the vapors that occur, the heat loss can only be used to preheat the water to C. To maintain the temperature equilibrium in the grinding operation, therefore, 2 to 3 tons of steam per ton of material per hour are required. The thickening according to the invention of the pulp
de bois a, par suite 5 pour but d'abaisser le besoin d'éner- of wood is, therefore, intended to lower the need for
gie requis dans le procédé de fabrication de pâte de bois en surpression. Lé fait que la pâte de bois, qui se trouve required in the process of manufacturing wood pulp in overpressure. The fact that the wood pulp, which is
normalement à une concentration de matière dans l'eau d'envi- normally at a concentration of material in the water of
ron 1 à 2,5, estdéshumidifiée avant l'abaissement de pres- 1 to 2.5, is dehumidified before the lowering of
sion, et que l'eau obtenue, qui se trouve encore en sur- sion, and that the resulting water, which is still
pression, est ramenée dans la zone de défibrage, limite le besoin d'énergie de ce procédé Si l'on entreprend par exemple un épaississement de la suspension à plus de 5 % par rapport à la matière sèche audun besoin supplémentaire de vapeur fraîche n'est requis Le condensant qui se forme peut être entièrement ramené dans le processus; pressure, is brought back into the defibration zone, limits the energy requirement of this process. If, for example, the suspension is thickened more than 5% with respect to the dry matter, there is an additional need for fresh steam. is required The condensing that is formed can be fully brought back into the process;
Il est avantageux d'amener par déshumidifi- It is advantageous to bring dehumidification
cation la concentration de pâte à plus de 5 %. cation the paste concentration to more than 5%.
Un dispositif selon l'invention pour mettre en oeuvre l'épaississement selon l'invention consiste en ce qu'on prévoit ? dans ou après la goulotte collectrice ou le bac, une vis sans fin de déshumidification dont le tube de dérivation d'eau est relié à un réservoir d'eau sous pression d'o une conduite de retour va dans la zone de défibrage,et A device according to the invention for implementing the thickening according to the invention consists in that one provides? in or after the collecting trough or the tank, an endless dehumidification screw whose water diversion tube is connected to a pressurized water tank where a return pipe goes into the defibration zone, and
dont la conduite d'évacuation de pâte de bois va à une dispo- whose evacuation pipe goes to a
sition d'éclusage vers la pression atmosphérique La disposition d'éclusage pour la pâte de bois épaissie peut consister en une chambre à sas ou une buse, ou-une fente à étranglement, qui est par exemple The lock arrangement for the thickened wood pulp may be a sluice chamber or a nozzle, or a throttling slot, which is, for example
formée par deux disques qui se font face dans des plans pa- - formed by two disks facing each other in planes
rallèles et qui sont mobiles l'un par rapport à l'autre ou elle peut aussi être réalisée par un hydrocyclone disposé and which are movable relative to one another or it can also be carried out by a hydrocyclone arranged
en aval, o les impuretés et les éclats de bois sont sépa- downstream, where impurities and splinters of wood are separated
rés. On va décrire plus en détails dans ce qui suit des exemples de réalisation de l'invention à l'aide du dessin ci-joint,o: la figure 1 représente en principe un défibreur à deux presses sous pression Res. Embodiments of the invention will now be described in greater detail with the aid of the attached drawing, in which: FIG. 1 represents in principle a shredder with two presses under pressure
la figure 2 est une coupe d'un défibreur à deux pres- FIG. 2 is a section of a two-point shredder
ses; la figure 3 est une coupe sion la ligne III III de la figure 2 la figure 4 est une coupe partielle d'un défibreur continu avec disposition d'éclusage étanche à la pression selon l'invention; la figure 5 est uen représentation de prtncipe d'un his; Figure 3 is a sectional view of line III III of Figure 2; Figure 4 is a partial sectional view of a continuous shredder with a pressure-tight lock arrangement according to the invention; FIG. 5 is a representation of the principle of a
défibreur à deux presses, avec une installation de déshumi- two-press shredder, with a dehumidification plant
dification.edification.
Le défibreur tel que représenté sur la fi u- The shredder as shown in the illustration
re 1, qui est un défibreur à deux presses, est réalisé de manière étanche à la pression La meule 1 se trouve dans une enveloppe fermée -2 Des deux côtés de la meule se trouvent re 1, which is a shredder with two presses, is made in a pressure-tight manner The grinding wheel 1 is in a closed envelope -2 On both sides of the grinding wheel are located
des chambres sous pression 3 dans chacune desquelles se trou- pressure chambers 3 in each of which are
ve un sabot de pression 4 ( figure 2) Ce sabot 4 est dépla- has a pressure shoe 4 (Figure 2) This shoe 4 is moved
cé par un vérin hydraulique 5 Au-dessus des deux chambres sous pression 3, se trouvent des puits d'alimentation en 5 above the two pressurized chambers 3, there are
bois 6, munis de-sas étanches à la pression,constitués cha- 6, equipped with pressure-proof seals, each consisting of
cun par deux plateaux tiroirs 7 et 8,Pour une meilleure cun by two trays drawers 7 and 8, for a better
étanchéité, les plateaux tiroirs 7 et 8 ont une configura- tightness, the drawers 7 and 8 have a configura-
tion en coin dans le sens de fermeture Afin d'éviter des corner in the closing direction In order to avoid
coincements de bois, au moins deux parois de puits se joi- wood wedges, at least two well walls are
gnant dans les angles sont formées de manière inclinée en in the corners are formed in an inclined manner in
s'élargissant vers le bas.widening downwards.
Dès que l'opération de pressage est terminée on ramène le sabot de pression 4 Aussitôt après,le tiroir 8 est ouvert, et une nouvelle charge de bois parvient dans la chambre sous pression 3 On referme alors le tiroir 8 et après ouverture du tiroir 7, une nouvelle charge de bois As soon as the pressing operation is completed, the pressure shoe 4 is brought back immediately afterwards, the drawer 8 is opened, and a new load of wood arrives in the pressurized chamber 3 Then the drawer 8 is closed and after the drawer 7 is opened , a new load of wood
se met en " position d'attente ".goes into "waiting position".
En dessous de la meule 1, se trouve un bac à pâte 9, d'oû part une conduite 10 En amont de la conduite b Below the grinding wheel 1, there is a pulp container 9, hence a pipe 10 upstream of the pipe b
, on a installé un diviseur de copeaux qui est consti- , a chip divider has been installed which is
tué par un tambour tournant 12 sur lequel on a placé plu- killed by a rotating drum 12 on which several
sieurs disques 13 avec des arrangements du genre couteaux 14 les uns à côté des autres Ces arrangements du genre couteaux 14 coopèrent avec un stator 15 sur lequel on a également placé des arrangements du genre à dents 16 De 13 of these knives 14 cooperate with a stator 15 which has also been fitted with tooth-like arrangements.
cette manièr e, les gros copeaux ou écorces sont mis en me- In this way, the large chips or barks are put in
nus morceaux avant d'entrer dans la conduite 10 îo Dans le bac à pâte 9 débouche en outre un tube de mise en circulation 17 On élève, de cette manière, In the dough tray 9 further opens a circulation tube 17.
la vitesse d'écoulement dans le bac. the flow velocity in the tank.
Comme on peut le voir sur la figure 1, la As can be seen in Figure 1, the
pâte sortant de 1 a conduite fermée 10 atteint, par une van- dough coming out of the closed pipe 10 reaches, by a van-
îs ne réductroce de pression 18, un hydrocyclone 19 dans le- There is no pressure reduction 18, a hydrocyclone 19 in the
quel les impuretés, telles que des copeaux ou fragments analogues, sont éliminées dans une sortie de matériaux which impurities, such as chips or similar fragments, are removed in a material outlet
grossiers 20, tandis que la pâte de bois désagrégée est re- coarse 20, while the disaggregated wood pulp is
tirée de l'hydrocyclone 19 par une conduite de sortie de ma- taken from the hydrocyclone 19 by a discharge pipe of
tière élaborée 21 Pour-la récupération de chaleur, la pâ- For the heat recovery, the heat
te de bois passe par un échangeur de chaleur 22 avant d'être dérivée vers la préparation ultérieure Dans cet échangeur of wood passes through a heat exchanger 22 before being diverted to the subsequent preparation In this exchanger
de chaleur 22, on fait passer de l'eau venant d'une condui- heat 22, water is passed from a pipe
te d'eau fraîche 23 et entrant aussitôt après dans l'envelop- fresh water 23 and entering immediately into the envelope.
pe 2 à une température d'environ 1250 C De l'air comprimé est introduit dans cette enveloppe par une conduite 24 La suspension pour le tube demise en circulation de pâte 17 peut être prélevée dans la conduite de matière élaborée 25 après l'échangeur de chaleur 22 ( comme on l'a figuré en 2 at a temperature of about 1250 ° C. Compressed air is introduced into this casing via a pipe 24. The suspension for the circulating pulp tube 17 can be taken from the material pipe 25 after the heat exchanger. heat 22 (as we have seen in
pointillés).dotted line).
Le défibreur continu travaille d'une manière analogue à celle des défibreurs à deux presses représentés sur les figures 1 à 3 Comme le représente la figure 4, à cause des dimensions plus grandes du puits de remplissage, on a cependant installé les tiroirs 7 ' et 8 ' par paires l'un en The continuous shredder works in a manner similar to that of the two-press shredders shown in FIGS. 1 to 3 As shown in FIG. 4, because of the larger dimensions of the filling well, the drawers 7 'and 8 'in pairs one in
face de l'autre.facing each other.
Dans la figure 5, on a représenté un défi- Figure 5 shows a definition of
breur à deux presses, avec une installation de déshumidifi- double press, with a dehumidification plant
cation La meule 31 se trouve dans une enveloppe fermée 32. The grinding wheel 31 is in a closed envelope 32.
La pression du bois à défibrer est produite par des sabots de pression 34 et 35 Le bois est amené par des sas de pression 36 et 37 Sous la meule 31 se trouve un bac de pâte 38-d'o part une conduite 39 Entre le bas de pâte 38 et la conduite 39, on a disposé un diviseur de copeaux 40 qui a été décrit précédemment La conduite 39 débouche dans The pressure of the wood to be defibrated is produced by pressing shoes 34 and 35 The wood is brought by pressure locks 36 and 37 Under the grinding wheel 31 is a dough tray 38-dice a pipe 39 Between the bottom 38 and the pipe 39, a chip divider 40 has been arranged which has been previously described.
une vis de déshumidification 41 o se produit une augmenta- a dehumidification screw 41 o occurs an increase
tion de concentration de la pâte de bois qui passe d'environ 1,5 % à plus de 5 % La pâte de bois épaissie est aussitôt après introduite par une conduite de sortie de pâte êe' bois 48 dans un récipient collecteur de pâte 42, tandis que 1 ' eau se trouvant encore sous pression est dérivée par un tube de prise d'eau 43 et une pompe 44 pour être amenée dans un réservoir d'eau sous pression 45 Du réservoir' d'eau sous concentration of the wood pulp which goes from about 1.5% to more than 5% The thickened wood pulp is immediately introduced by a wood pulp outlet pipe 48 into a pulp collecting vessel 42, while the still pressurized water is diverted by a water intake tube 43 and pump 44 into a pressurized water tank 45 of the water tank
pression 45, une-conduite de retour 46 retourne dans la zo- pressure 45, a return line 46 returns to the
ne de défibrage o l'eau sous pression est projetée par des buses 47 sur la meule 41 Pour écluser la pâte de boisson no defibering o water under pressure is thrown by nozzles 47 on the grinding wheel 41 To lock the drink paste
a représenté, dans cet exemple de réalisation, quatre va- represented in this embodiment, four values
riantes possibles ON peut faire passer la pâte épaissie possible laughs ON can pass the thickened dough
venant du réservoir collecteur de pâte 42 par un hydrocyclo- from the dough collecting tank 42 by a hydrocycloid
ne 49 La surpression est alors utilisée pour le fonction- ne 49 Overpressure is then used for the function
nement de l'hydrocyclone On sépare les impuretés à la pointe du cône de manière connue, tandis que la suspension épurée est dérivée sans pression du côté supérieur *AU lieu d'un hydrocyclone 49, on peut aussi prévoir une buse 50 The impurity is removed at the tip of the cone in a known manner, while the purified suspension is removed without pressure on the upper side. Instead of a hydrocyclone 49, a nozzle can also be provided.
ou un double sas 51, ou un raffineur à plateaux 55. or a double airlock 51, or a plate refiner 55.
Pour couvrir les pertes d'eau, on amène en plus au réservoir d'eau sous pression 45,de l'eau d'aval venant d'autres endroits, par une conduite 52 Pour la To cover the losses of water, it brings in addition to the pressurized water tank 45, downstream water coming from other places, by a pipe 52.
commande de la température et de la pression dans l'envelop- control of temperature and pressure in the envelope
pe de défibreur 32, on utilise une conduite de vapeur 53 In the case of a shredder 32, a steam pipe 53 is used.
avec une disposition de réglage 54. with adjustment arrangement 54.
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