JP2008264657A - Fluidized bed drying and classifying apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、分散板から噴出するガスによって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥し、かつ乾燥石炭中の粗粒炭と微粉炭を分級するための流動層乾燥分級装置に関する。 The present invention relates to a fluidized bed drying and classifying device for classifying coarse and pulverized coal in dried coal by transferring and drying while fluidizing coal by a fluidized bed formed by gas ejected from a dispersion plate. About.
通常の高炉用コークスの製造プロセスでは、装入嵩密度増加によるコークス強度向上及び乾留時間の短縮による生産性向上の観点から、8〜12%程度の水分を含む石炭を乾燥し、約6%以下まで水分量を低減した後、コークス炉に装入される。 In a normal blast furnace coke manufacturing process, from the viewpoint of improving coke strength by increasing the charging bulk density and improving productivity by shortening the carbonization time, coal containing about 8-12% moisture is dried and about 6% or less. After reducing the amount of water until, it is charged into a coke oven.
しかし、石炭の乾燥により石炭中の水分量が低減すると、発塵しやすい約0.5mm以下の微粉の発生量が増加し、作業環境を悪化させる原因となる。このため、石炭を乾燥後、または、石炭を乾燥と同時に乾燥により発生した約0.5mm以下の微粉炭を分級により粗粉炭から分離し、微粉炭に粘結材を添加し、混錬、造粒、または、成形した後、粗粒炭を混合してコークス炉に装入することが行われている。 However, if the moisture content in the coal is reduced due to the drying of the coal, the amount of fine powder of about 0.5 mm or less that is likely to generate dust increases, which causes the working environment to deteriorate. For this reason, after drying the coal or separating the pulverized coal of about 0.5 mm or less generated by drying at the same time as drying the coal from the coarse coal by classification, adding a binder to the pulverized coal, kneading, After the grain or the molding, the coarse coal is mixed and charged into the coke oven.
従来から石炭の乾燥機と分級機の機能を兼ね備えた乾燥分級装置として、分散板の複数の噴出口を介して高温ガスを上方に吹き込み、分散板上に石炭粒子を攪拌させ乾燥させつつ石炭装入口側から石炭排出口側に移動する流動層を形成すると同時に、乾燥に伴い発生する微粉炭を吹き上げて上方から系外に排出し、分離する流動層乾燥分級装置が知られている。 Conventionally, as a drying classifier that combines the functions of a coal dryer and a classifier, high temperature gas is blown upward through a plurality of outlets of the dispersion plate, and the coal particles are stirred and dried on the dispersion plate. 2. Description of the Related Art There is known a fluidized bed drying classifier that forms a fluidized bed that moves from the inlet side to the coal discharge port side, and blows up the pulverized coal generated during drying and discharges it from above to separate it from the system.
この流動層乾燥分級装置において、分散板を通過したガスは、吹き込み時のガス温度が約300〜400℃であり、石炭との熱交換により石炭中の水分を蒸発し、石炭装入口から中央部までの乾燥ゾーンでは、上昇する過程で80℃前後までガス温度が低下する。 In this fluidized bed drying classifier, the gas that has passed through the dispersion plate has a gas temperature of about 300 to 400 ° C. at the time of blowing, and the water in the coal is evaporated by heat exchange with the coal. In the drying zone up to, the gas temperature decreases to around 80 ° C. in the course of increasing.
このため、特に石炭装入口から中央部までの乾燥ゾーンでは、乾燥分級室の上部空間の内壁部にガス中の水分が結露し、石炭中の腐食成分の水分中への溶解により壁部が腐食するおそれがある。 For this reason, especially in the drying zone from the coal inlet to the center, moisture in the gas is condensed on the inner wall of the upper space of the drying classification chamber, and the wall is corroded by dissolution of the corrosive components in the coal into the moisture. There is a risk.
そこで、高温ガスの主導入管の一部を分岐させた分岐管を乾燥分級室の上部に接続して、該分岐管を介して乾燥分級室内の上部空間に高温ガスを吹き込む方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述の構成では、分岐管を介して流入する高温ガスは、乾燥分級室の中心に向かって流れるため、結露による腐食が問題になる上部空間の内壁部を十分に加熱することができない。このため、高温ガス中の水分が上部空間の内壁部に結露して、腐食を起こすおそれがある。 However, in the above-described configuration, the high-temperature gas flowing in through the branch pipe flows toward the center of the drying classification chamber, so that the inner wall portion of the upper space where corrosion due to condensation is a problem cannot be sufficiently heated. For this reason, moisture in the high temperature gas may condense on the inner wall of the upper space and cause corrosion.
また、分岐管を介して乾燥分級室内に高温ガスを流入すると、内壁近傍のガス流れが乱れ、流動層から上部空間まで吹き上げられた粗粒炭を巻き込み、乾燥分級室の最上部(天井)に接続された排出ダクトから微粉炭と一緒に粗粒炭を含む高温ガスが排出され、微粉炭の分級効率が低下する。回収された微粉炭中の粗粒炭の混入割合が増加すると、造粒する場合には使用する粘結材が増加し、成形する場合には成形炭の歩留が低下しやすくなる。 In addition, when high-temperature gas flows into the drying classification chamber via the branch pipe, the gas flow near the inner wall is disturbed, and the coarse coal blown up from the fluidized bed to the upper space is entrained, and is placed in the top (ceiling) of the drying classification chamber. High-temperature gas containing coarse coal is discharged together with pulverized coal from the connected exhaust duct, and the classification efficiency of pulverized coal is reduced. When the mixing ratio of coarse coal in the recovered pulverized coal increases, the amount of caking material to be used increases when granulating, and the yield of forming coal tends to decrease when forming.
そこで、本願発明は、乾燥分級室の上部空間の内壁部に石炭の乾燥により水分を多く含有したガスが接触し結露するのを防止するとともに、排出ガス中の粗粒炭の混入を防止し、微粉炭の分級効率を良好に維持できる流動層乾燥分級装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention prevents the gas containing a large amount of moisture from contacting with the inner wall of the upper space of the drying classification chamber from contact and condensation, and prevents the mixing of coarse coal in the exhaust gas, It aims at providing the fluidized-bed dry classification apparatus which can maintain the classification efficiency of pulverized coal favorably.
上記課題を解決するために、本願発明は、主導入管からガス室に導入されたガスを分散板を介して噴出させることにより乾燥分級室内の分散板上に流動層を形成し、石炭を乾燥すると同時に乾燥により発生する石炭中の微粉炭を分級する乾燥分級装置であって、
前記主導入管から分岐し、前記石炭の乾燥に用いられたガスが上昇する前記乾燥分級室内のガス空間中に分岐ガスを導入させる分岐管と、
前記乾燥分級室の内壁部との間に、前記分岐ガスを移動させるための移動空間を形成する衝突板とを有し、前記分岐ガスを前記衝突板に衝突させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention forms a fluidized bed on the dispersion plate in the dry classification chamber by ejecting the gas introduced from the main introduction pipe into the gas chamber through the dispersion plate, and dries the coal. And a classification device for classifying pulverized coal in coal generated by drying,
A branch pipe that branches from the main introduction pipe and introduces a branch gas into the gas space in the drying classification chamber in which the gas used for drying the coal rises;
A collision plate that forms a moving space for moving the branch gas is provided between an inner wall portion of the drying classification chamber, and the branch gas is allowed to collide with the collision plate.
ここで、前記衝突板は、上側に向かって前記内壁部に接近するように傾斜配置するのが好ましい。 Here, it is preferable that the collision plate is inclined so as to approach the inner wall portion upward.
また、前記分岐管のガス排出口を、前記分散板の水平方向外側に対応した領域に形成するのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the gas discharge port of the branch pipe is formed in a region corresponding to the outside in the horizontal direction of the dispersion plate.
さらに、前記乾燥分級室を、前記石炭の乾燥に用いられる乾燥ゾーンと、該乾燥ゾーンにおいて乾燥された石炭から微粉炭を取り除く分級ゾーンとから形成し、前記ガイド板を前記乾燥ゾーンにのみ配置するとよい。 Furthermore, the drying classification chamber is formed from a drying zone used for drying the coal, and a classification zone for removing pulverized coal from coal dried in the drying zone, and the guide plate is disposed only in the drying zone. Good.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の乾燥分級装置の全体構成を示す概略断面図であり、11は乾燥分級前の原料石炭を貯留する湿炭ホッパー、12は所定量の原料石炭を取り出すための切出装置、13は装入口であり、湿炭ホッパー11から切出装置12によって取り出された所定量の原料石炭が装入口13を介して乾燥分級室14に装入される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the dry classification apparatus of the present invention, 11 is a wet coal hopper for storing raw coal before dry classification, and 12 is a cutting apparatus for taking out a predetermined amount of raw coal. , 13 is an inlet, and a predetermined amount of raw coal extracted from the
乾燥分級室14の内壁部は、下方に向かって水平方向(XY平面方向)の寸法がテーパー状に漸減する斜壁部41と、この斜壁部41の上端から上方に延びる垂直壁部42とから構成されている。
The inner wall portion of the drying classifying
乾燥分級室14の斜壁部41における水平方向(Y軸方向)一端側には装入口13を設け、他端側には乾燥石炭排出口31を設け、この乾燥石炭排出口31には乾燥分級後の石炭を所定量ずつ排出する排出装置32が取り付けられている。
An
乾燥分級室14内には、斜壁部41の下端部に対応した位置に分散板15が配設されており、この分散板15には、多数のガス噴出孔が相互に所定の間隔をおいて穿設されている。
A
後述するガス室内の高温ガスを分散板15のガス噴出孔を介して乾燥分級室14内に噴出させることにより、分散板上に流動層16を形成することができる。この乾燥分級室14は、仕切壁25によってY軸方向(石炭の流動方向)に二分割されており、仕切壁25の上流側、つまり、装入口13側を乾燥ゾーン14aとしており、仕切壁25の下流側、つまり乾燥石炭排出口31側を分級ゾーン14bとしている。
The fluidized
乾燥ゾーン14a及び分級ゾーン14bのそれぞれの天井には排気ガスと共に微粉炭粒子を排出するための排気ダクト19a、19bが設けられている。排気ダクト19a、19bのそれぞれには配管を介してサイクロンの集塵機24a、24bが取り付けられており、微粉炭粒子と排気ガスを分離する。
集塵機24a、24bにより分離された微粉炭粒子は微粉排出装置27a、27bによって適宜排出される。なお、乾燥ゾーン14aとは、石炭の乾燥を主目的とした領域を意味し、乾燥ゾーン14aでは分級ゾーン14bに比べて石炭中の水分が高いため、排出ガス中の微粉炭量は比較的少ないものの、集塵機24aにより微粉炭は回収される。
The pulverized coal particles separated by the
分散板15の下方にはガス室26が設けられ、本実施例ではこのガス室26を六分割している。そして、装入口13側の三室が乾燥用の流動層を形成するための加熱用ガス室26aであり、乾燥石炭排出口31側の三室が分級用の流動層を形成するための加熱用ガス室26bである。
A
各加熱用ガス室26a、26bには熱風発生装置23から、流動層を形成するに十分な圧力と流量を有する加熱ガスが熱風ダクト(主導入管)18を介して導入される。図示される装置では加熱用ガス室26a、26bに連結された熱風ダクト18のそれぞれに熱風流量調節弁17が取り付けられており、加熱ガスの流量は熱風流量調節弁17によって任意の値に、かつ、各加熱用ガス室26a、26b毎に独立して調整可能である。また、熱
風ダクト18のダクト終端部近傍には、バイパスダクト20が設けられている。
A heating gas having a pressure and a flow rate sufficient to form a fluidized bed is introduced from the
次に、図2を参照しながら、バイパスダクト(分岐管)20について詳細に説明する。ここで、図2は図1に示された乾燥分級室14における乾燥ゾーン14aの平面図である。
Next, the bypass duct (branch pipe) 20 will be described in detail with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a plan view of the
図1に示すように熱風ダクト18のダクト終端部近傍には、バイパスダクト20が設けられ、このバイパスダクト20は、図2に示すようにさらに第1〜第3のバイパス分岐ダクト20a〜cに分岐している。
As shown in FIG. 1, a
第1のバイパス分岐ダクト20aは、その終端部が乾燥分級室14の乾燥ゾーン14aの垂直壁部42におけるY軸方向端部に形成されており、バイパスダクト20を介して流入する分岐ガスを乾燥ゾーン14a内に導入させている。
The terminal end of the first
第2のバイパス分岐ダクト20bは、その終端部が乾燥分級室14の乾燥ゾーン14aの垂直壁部42におけるX軸方向一端部に形成されており、バイパスダクト20を介して流入する分岐ガスを乾燥ゾーン14a内に導入させている。
The terminal end of the second
第3のバイパス分岐ダクト20cは、その終端部が乾燥ゾーン14aの垂直壁部42におけるX軸方向他端部に形成されており、バイパスダクト20を介して流入する分岐ガスを乾燥ゾーン14a内に導入させている。
The terminal end of the third
図1に示すようにバイパスダクト20には、バイパス流量調節弁22が設けられており、バイパス流量調節弁22を操作することによりバイパスダクト20を介して乾燥ゾーン14a内のY軸方向端部及びX軸方向両端部に流入する分岐ガスの流量を調節できるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
乾燥ゾーン14a内には、第1〜第3の衝突板35a〜cが設けられており、これらの第1〜第3の衝突板35a〜cはそれぞれ、第1〜第3のバイパス分岐ダクト20a〜cのガス排出口に対向配置され、第2及び第3の衝突板35b〜cは、乾燥ゾーン14aの石炭の流動方向(Y軸方向)の領域をカバーするように垂直壁部42に配置されている。
First to
このように第1〜第3の衝突板35a〜cを配置することにより、第1〜第3の衝突板35a〜cと乾燥ゾーン14aの内壁部との間に、第1〜第3のバイパス分岐ダクト20a〜cの排出口から排出されたガスを内壁部に沿って移動させるための移動空間を形成することができる。
By arranging the first to
この移動空間では、乾燥分級室14のY軸方向端部及びX軸方向両端部に位置する垂直壁部42の内壁と、第1〜第3の衝突板35a〜cとの間を高温ガスが各内壁部に沿って所定の滞留時間で移動するため、各内壁部及びその近傍は十分に加熱され、各内壁部における水分の結露を抑制し、石炭中の腐食成分の水分中への溶解による腐食を防止することができる。
In this moving space, high-temperature gas flows between the inner wall of the
また、バイパス分岐ダクト20a〜cから乾燥分級室14内に流入した高温ガスは、第1〜第3の衝突板35a〜cに衝突することよってガス流速が低減するため、流動層から上部空間まで吹き上げられた粗粒炭を巻き込んで排出ダクトから排出されことを防止できる結果、微粉炭の分級効率を向上することができる。
Further, since the high-temperature gas that has flowed into the
乾燥ゾーン14aの上部空間では、分級ゾーン14bに比べてガス雰囲気中の水分含有量が高く、ガスの温度低下量も大きく、内壁部の水分結露による腐食が起きやすい。このため、乾燥ゾーン14aの上部空間にのみ衝突板35を配置することにより、乾燥ゾーン14a及び分級ゾーン14bの全体に衝突板35を配置する場合よりも、コストを削減することができる。
In the upper space of the drying
また、第1〜第3の衝突板35a〜cはそれぞれ、上方に向かって乾燥ゾーン14aの内壁部に漸次接近するように斜設されており、不図示の支持部材により支持されている。
Each of the first to
第1〜第3の衝突板35a〜cを構成する資材としては、耐食性に優れたステンレス鋼を例示することができる。
As a material constituting the first to
次に、本実施例の乾燥分級装置の操業方法について説明する。乾燥分級装置の稼働時には、熱風発生装置23からの約400℃の加熱ガスが熱風流量調節弁17によって所定の流量に調整されて加熱用ガス室26a、26b内に供給される。このとき、前記加熱ガスの一部は分岐したバイパスダクト20を介して乾燥ゾーン14a内にも導入される。
Next, the operation method of the drying classification apparatus of a present Example is demonstrated. When the drying classifier is in operation, the heated gas at about 400 ° C. from the
一方、湿炭ホッパー11内の未乾燥未分級の原料石炭は切出装置12によって所定量ずつ装入口13を介して乾燥分級室14内に供給される。したがって、原料石炭はまず乾燥分級室14内の乾燥ゾーン14a内に分散板15の複数のガス噴出孔を介して吹き込まれる加熱ガスによって分散板15上で撹拌されながら石炭装入口13側から乾燥石炭排出口31側に移動する流動層16を形成する。
On the other hand, undried unclassified raw coal in the
ここでは主として加熱ガスによる原料石炭の乾燥が行われ、原料石炭を乾燥させ、熱交換により温度が低下し、水分を多く含有した加熱ガスは、乾燥ゾーン14a内を上昇し、一部乾燥により発生した微粉炭と一緒に天井に設けられた排気ダクト19aから排出される。また、原料石炭中の粗粒石炭粒子は分散板15上に形成された流動層16内で攪拌されつつ乾燥石炭排出口31に移動する。
Here, the raw material coal is mainly dried by the heating gas, the raw material coal is dried, the temperature is lowered by heat exchange, and the heating gas containing a large amount of water rises in the
ここで、加熱用ガス室26a、分散板15を介して乾燥分級室14内に導入された加熱ガスは、分散板上の流動層16を通過する際に、原料石炭と熱交換を行い、原料石炭中の水分が蒸発することにより、加熱ガスの温度が低下する。
Here, the heating gas introduced into the drying
本実施例では、第1〜第3のバイパス分岐ダクト20a〜cを介して流入する分岐ガスを衝突板35a〜cに衝突させ、乾燥ゾーン14aの内壁部にガイドしている。
In the present embodiment, the branch gas flowing in via the first to third
つまり、乾燥分級室のY軸方向端部及びX軸方向両端部の垂直壁部42の内壁と、第1〜第3の衝突板35a〜cとの間に高温ガスの移動空間が形成され、高温ガスが各内壁部に沿って所定の滞留時間で移動するため、各内壁部及びその近傍は十分に加熱され、各内壁部における水分の結露を抑制し、石炭中の腐食成分の水分中への溶解による腐食を防止することができる。
That is, a hot gas moving space is formed between the inner wall of the
また、図3に図示するように、分散板15の平面視(X軸方向視)外側に形成される、ハッチングで示す壁部41、42の近傍領域(以下、流速低下領域Aという)は、上昇する加熱ガスの流速が他の領域よりも遅いため、温度低下により内壁部に結露が起こりやすくなっている。
Further, as illustrated in FIG. 3, a region near the
このように結露が起こりやすいタイプの乾燥分級装置においても、内壁部における水分の結露を抑制し、水分中に溶解した腐食成分による腐食を確実に防止することができる。 Thus, even in a type of dry classification device in which condensation is likely to occur, moisture condensation on the inner wall portion can be suppressed, and corrosion due to corrosive components dissolved in moisture can be reliably prevented.
また、上方に向かって乾燥ゾーン14aの内壁部に漸次接近するように、衝突板35を傾斜配置しているため、分岐ガスを垂直壁部42に確実にガイドすることができる。
Further, since the collision plate 35 is inclined so as to gradually approach the inner wall portion of the drying
また、バイパス分岐ダクト20a〜cから乾燥分級室14内に流入した高温ガスは、第1〜第3の衝突板35a〜cに衝突することにより減速するため、流動層16から上部空間まで吹き上げられた粗粒炭を巻き込んで排出ダクト19から排出されるのを防止できる。その結果、排出ガス中の粗粒炭の混入を防止し、微粉炭の分級効率を向上することができる。
Moreover, since the high temperature gas which flowed into the
乾燥ゾーン14aにおいて加熱乾燥された粗粒状の石炭は流動層を呈しながら分散板15上を排出口側へ移動し、順次、分級ゾーン14bへ移行する。分級ゾーン14bにおいても、乾燥ゾーン14aと同様に、原料石炭は分散板15から噴出する加熱ガスによって分散板15上に撹拌されつつ石炭排出口31に移動する流動層を形成する。
Coarse granular coal heated and dried in the
分級ゾーン14bにおいては、乾燥ゾーン14aに比べて石炭中の水分量が低くなり、粗粒炭に付着している微粉炭または互いに付着している微粉炭が解離しやすくなる。これらの水分低下により解離した微粉炭粒子は加熱ガスと一緒に上昇し、排気ダクト19bから排出され、粗粒石炭粒子は分散板15上で流動化されつつ乾燥され、石炭排出口31を経て排出装置32により所定量ずつ排出される。この結果、石炭は所定水分に乾燥されるとともに、乾燥された石炭中の粗粒炭から微粉炭が分級される。
In the
粗粒炭から分級された約0.5mm以下の粒度を主体とする微粉炭は、発塵しやすいため、タールなどの粘結材を添加し、混錬機で混錬し、さらには、造粒機で造粒し、或いは、成形機により成形炭とする。これらの発塵防止処理を施した微粉炭は、粗粒炭と混合してコークス炉に装入し、コークス用の原料として使用される。 Since pulverized coal mainly classified by coarse coal and having a particle size of about 0.5 mm or less is likely to generate dust, a caking agent such as tar is added and kneaded with a kneader. Granulate with a granulator or form charcoal with a molding machine. The pulverized coal subjected to the dust generation prevention treatment is mixed with coarse coal and charged into a coke oven, and used as a raw material for coke.
(他の実施例)
上述の実施例では、乾燥分級室14を乾燥ゾーン14a及び分級ゾーン14bに二分割しているが、乾燥分級室14の全領域を用いて石炭を乾燥するタイプの乾燥分級装置についても、本願発明は適用することができる。この場合、第2及び第3の衝突板35は、乾燥分級室14のY軸方向(石炭の流動方向)の略全体に配置してもよいし、上流側の結露しやすい領域にのみ配置してもよい。
(Other examples)
In the above-described embodiment, the drying
また、衝突板35を平板状としたが、分岐ガスを壁部41、42にガイドできれば、どのような形状としてもよい。例えば、平板状の衝突板35を「へ」の字状に曲げ変形させた曲げ板を使用することもできる。
Further, although the collision plate 35 has a flat plate shape, it may have any shape as long as the branch gas can be guided to the
11 湿炭ホッパー
12 切出装置
13 装入口
14 乾燥分級室
14a 乾燥ゾーン
14b 分級ゾーン
15 分散板
16 流動層
17 熱風流量調節弁
18 熱風ダクト
19 排気ダクト
20 バイパスダクト
20a〜c 第1〜第3のバイパス分岐ダクト
22 バイパス流量調節弁
23 熱風発生装置
24 集塵機
25 仕切壁
26 ガス室
27 微粉排出装置
31 乾燥石炭排出口
35 衝突板
41 斜壁部
42 垂直壁部
DESCRIPTION OF
25
Claims (4)
前記主導入管から分岐し、前記石炭の乾燥に用いられたガスが上昇する前記乾燥分級室内のガス空間中に分岐ガスを導入させる分岐管と、
前記乾燥分級室の内壁部との間に、前記分岐ガスを移動させるための移動空間を形成する衝突板とを有し、
前記分岐ガスを前記衝突板に衝突させることを特徴とする流動層乾燥分級装置。 The gas introduced into the gas chamber from the main introduction pipe is ejected through the dispersion plate to form a fluidized bed on the dispersion plate in the drying classification chamber, and the coal is dried and simultaneously the pulverized coal in the coal generated by drying is removed. A fluidized bed drying and classifying device for classifying,
A branch pipe that branches from the main introduction pipe and introduces a branch gas into the gas space in the drying classification chamber in which the gas used for drying the coal rises;
A collision plate that forms a moving space for moving the branch gas between the inner wall portion of the drying classification chamber,
A fluidized bed drying and classifying apparatus characterized by causing the branch gas to collide with the collision plate.
前記衝突板を前記乾燥ゾーンにのみ配置したことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載の流動層乾燥分級装置。 The drying classification chamber is formed of a drying zone used for drying the coal, and a classification zone for removing pulverized coal from coal dried in the drying zone,
The fluidized bed drying and classifying apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the collision plate is disposed only in the drying zone.
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