JP2564497B2 - 炉内圧力制御方法 - Google Patents
炉内圧力制御方法Info
- Publication number
- JP2564497B2 JP2564497B2 JP18256588A JP18256588A JP2564497B2 JP 2564497 B2 JP2564497 B2 JP 2564497B2 JP 18256588 A JP18256588 A JP 18256588A JP 18256588 A JP18256588 A JP 18256588A JP 2564497 B2 JP2564497 B2 JP 2564497B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- furnace
- raw material
- furnace body
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質金属を製造する炉の制御方法に関
し、特に炉体内で原料を溶解する際に原料の溶解開始を
検知して自動的に炉体内を減圧状態とし溶湯保持を行な
う方法に関するものである。
し、特に炉体内で原料を溶解する際に原料の溶解開始を
検知して自動的に炉体内を減圧状態とし溶湯保持を行な
う方法に関するものである。
特開昭50−101203号非晶質金属の製造法並びに特開昭
51−3324号非晶質金属の製造法では、容器のノズルの噴
出口近くに銀粒を挿入し不活性ガスを通じながら溶融し
先ず溶解銀、次いで溶解金属を連続して噴流させること
により上記溶解金属の酸化を防止してノズルの詰りを防
止する方法が開示されている。
51−3324号非晶質金属の製造法では、容器のノズルの噴
出口近くに銀粒を挿入し不活性ガスを通じながら溶融し
先ず溶解銀、次いで溶解金属を連続して噴流させること
により上記溶解金属の酸化を防止してノズルの詰りを防
止する方法が開示されている。
特開昭52−66823号の急冷凝固材料用製造材料溶融供
給装置では、原料の溶解時には材料溶融供給部は水平状
態に保たれ、原料が溶融した後材料溶融供給部を回転機
構により回転し、（通常90゜）加圧することにより溶融
材料を冷却ロール上へ噴出する方法が開示されている。
給装置では、原料の溶解時には材料溶融供給部は水平状
態に保たれ、原料が溶融した後材料溶融供給部を回転機
構により回転し、（通常90゜）加圧することにより溶融
材料を冷却ロール上へ噴出する方法が開示されている。
又、特願昭55−169416号急冷凝固金属材料の製造方法
において、合金溶湯を炉内に保持するときは炉内を負圧
とし、合金溶湯を炉外に噴出するときは炉内を正圧とす
る製造方法が開示されている。
において、合金溶湯を炉内に保持するときは炉内を負圧
とし、合金溶湯を炉外に噴出するときは炉内を正圧とす
る製造方法が開示されている。
溶融金属を冷却用回転ロールの外周表面状に吐出して
急速冷却により非晶質金属を製造しようとする場合、溶
融金属を炉内に保持する必要がある。この時ノズル口よ
り侵入する酸素により溶湯が酸化し、1mm巾以下のノズ
ルスリットは目詰まりを生じ、溶湯の噴出ができないこ
とがある。
急速冷却により非晶質金属を製造しようとする場合、溶
融金属を炉内に保持する必要がある。この時ノズル口よ
り侵入する酸素により溶湯が酸化し、1mm巾以下のノズ
ルスリットは目詰まりを生じ、溶湯の噴出ができないこ
とがある。
この様な現象を防止するため特開昭50−101203号にお
いては、管状容器に原料金属を装入するする前にノズル
噴出口近傍に銀粒を挿入し、上記容器内に送入された不
活性ガスが銀粒とノズルの界面から噴出されるようにし
て通じながら上記容器内を不活性ガス雰囲気にした状態
で銀粒を上記ノズル先端部で溶融した後、原料金属を上
記ノズル下端部に装入して溶解を行ない、まず溶解銀を
噴出し続いて溶融金属を連続して噴流させることによ
り、上記溶融金属の酸化を防止して上記ノズルの目詰ま
りを防止しようとする方法である。この開示によれば原
料金属の溶融状態での酸化を防止することは可能である
が、製造された非晶質金属リボンに不純物質である銀が
混入し所定の物理的特性が得られないという欠点があっ
た。
いては、管状容器に原料金属を装入するする前にノズル
噴出口近傍に銀粒を挿入し、上記容器内に送入された不
活性ガスが銀粒とノズルの界面から噴出されるようにし
て通じながら上記容器内を不活性ガス雰囲気にした状態
で銀粒を上記ノズル先端部で溶融した後、原料金属を上
記ノズル下端部に装入して溶解を行ない、まず溶解銀を
噴出し続いて溶融金属を連続して噴流させることによ
り、上記溶融金属の酸化を防止して上記ノズルの目詰ま
りを防止しようとする方法である。この開示によれば原
料金属の溶融状態での酸化を防止することは可能である
が、製造された非晶質金属リボンに不純物質である銀が
混入し所定の物理的特性が得られないという欠点があっ
た。
特開昭52−66823は、噴出ノズルを備える溶融ルツボ
を水平状態に保ち、かつ上記溶融ルツボ中に酸素が侵入
するのを防止するため内部は不活性ガス雰囲気又は減圧
真空状態に保ちつつ加熱溶解し、原料を溶融した後材料
溶融供給部を回転機構により回転し（通常90゜）、ガス
圧力を高圧に切りかえて溶融ルツボ内の原料ノズル先端
から冷却ロールに向って噴出する方法である。この開示
では、溶融ルツボ部の溶融した原料が回転した時に冷え
たノズルに供給されるために冷却されて目詰まりを起す
という不具合があった。又、転倒と加圧のタイミングが
完全には一致せず、出場初期には得られる非晶質金属の
特性（板厚寸法、巾寸法等）が変動し著しく歩溜りが低
下するという欠点があった。
を水平状態に保ち、かつ上記溶融ルツボ中に酸素が侵入
するのを防止するため内部は不活性ガス雰囲気又は減圧
真空状態に保ちつつ加熱溶解し、原料を溶融した後材料
溶融供給部を回転機構により回転し（通常90゜）、ガス
圧力を高圧に切りかえて溶融ルツボ内の原料ノズル先端
から冷却ロールに向って噴出する方法である。この開示
では、溶融ルツボ部の溶融した原料が回転した時に冷え
たノズルに供給されるために冷却されて目詰まりを起す
という不具合があった。又、転倒と加圧のタイミングが
完全には一致せず、出場初期には得られる非晶質金属の
特性（板厚寸法、巾寸法等）が変動し著しく歩溜りが低
下するという欠点があった。
特願昭55−169416号急冷凝固金属材料の製造方法にお
ける炉内圧力制御は、第５図にそのパターン例を示す
が、路内に原料を装入した後に不活性ガスを路内に流入
して（ａ→ｂ）酸化を防止しつつ加熱し、炉内の原料が
溶融しはじめた時から溶融の進行状況に応じて炉内圧を
徐々に減少せしめ（ｂ→ｃ→ｄ）、出湯準備が完了した
時点で炉内圧を正圧として（ｄ→ｅ→ｆ）溶湯をノズル
から高圧で回転している冷却体表面上に噴出することよ
り非晶質金属を製造しようとする方法である。この開示
において、原料の溶融開始に伴なう加圧状態から減圧状
態への切替は、透明石英ガラス製の炉体を使用した場合
には目視により視認し、タイミングをとらえることがで
きる。しかし、透明石英ガラスの炉体への応用は実験室
的な小規模生産に限定され、量産規模ではセラミックス
等の不透明体が使用されるのが通常である。この時は、
従来タイマ等の制御機器により切替が行なわれていた
が、原料の組成や外形寸法、重量等が変化する度に設定
を変える必要があった。又、切替のタイミングは極めて
微妙で、切替タイミングが早すぎると外気が炉内に吸引
されて原料が酸化されたりあるいは冷却されてノズルが
目詰まりすると言う問題点があった。一方、切替タイミ
ングが遅れると一部溶融した金属が炉体下部のノズルス
リットを流下してしまうと言う問題点もあった。
ける炉内圧力制御は、第５図にそのパターン例を示す
が、路内に原料を装入した後に不活性ガスを路内に流入
して（ａ→ｂ）酸化を防止しつつ加熱し、炉内の原料が
溶融しはじめた時から溶融の進行状況に応じて炉内圧を
徐々に減少せしめ（ｂ→ｃ→ｄ）、出湯準備が完了した
時点で炉内圧を正圧として（ｄ→ｅ→ｆ）溶湯をノズル
から高圧で回転している冷却体表面上に噴出することよ
り非晶質金属を製造しようとする方法である。この開示
において、原料の溶融開始に伴なう加圧状態から減圧状
態への切替は、透明石英ガラス製の炉体を使用した場合
には目視により視認し、タイミングをとらえることがで
きる。しかし、透明石英ガラスの炉体への応用は実験室
的な小規模生産に限定され、量産規模ではセラミックス
等の不透明体が使用されるのが通常である。この時は、
従来タイマ等の制御機器により切替が行なわれていた
が、原料の組成や外形寸法、重量等が変化する度に設定
を変える必要があった。又、切替のタイミングは極めて
微妙で、切替タイミングが早すぎると外気が炉内に吸引
されて原料が酸化されたりあるいは冷却されてノズルが
目詰まりすると言う問題点があった。一方、切替タイミ
ングが遅れると一部溶融した金属が炉体下部のノズルス
リットを流下してしまうと言う問題点もあった。
本発明は、原料の溶解開始を検知して自動的に炉体内
の圧力を加圧状態から減圧状態に切り替えることによ
り、従来発生していた切替タイミングのズレに伴うトラ
ブルを解消し安定して非晶質金属を製造することのでき
る方法を提供することにある。
の圧力を加圧状態から減圧状態に切り替えることによ
り、従来発生していた切替タイミングのズレに伴うトラ
ブルを解消し安定して非晶質金属を製造することのでき
る方法を提供することにある。
本発明は、溶融金属を冷却用回転ロールの外周表面上
に吐出し急速冷却させて非晶質金属を製造する方法にお
いて、原料の溶解開始を検出する手段として、炉体内に
微量の不活性ガスを流通させるための圧力調整バルブ、
大気圧と炉体内圧との圧力差を計測するための微差圧
計、及び炉体内圧力の脈動を緩和するためのバッファタ
ンクから構成される溶解検出ラインを設け、原料の溶解
に伴なう炉体内圧力上昇を検知して溶解開始とすること
を特徴とする圧力制御方法である。
に吐出し急速冷却させて非晶質金属を製造する方法にお
いて、原料の溶解開始を検出する手段として、炉体内に
微量の不活性ガスを流通させるための圧力調整バルブ、
大気圧と炉体内圧との圧力差を計測するための微差圧
計、及び炉体内圧力の脈動を緩和するためのバッファタ
ンクから構成される溶解検出ラインを設け、原料の溶解
に伴なう炉体内圧力上昇を検知して溶解開始とすること
を特徴とする圧力制御方法である。
具体的手段について、第１図、第２図、第３図を用い
て以下に詳述する。非晶質金属を製造しようとする場
合、第２図に示す如く原料44を炉体41中に設置し、炉体
上部に設けたガス導入口からアルゴンや窒素等の不活性
ガスを炉体内に流通しながらヒータ42に通電し原料の加
熱を開始する。この時の炉体内の圧力をP1大気圧をP0す
ると、炉体内の圧力は第４図に示す如く正圧（△P1＝P1
−P0）となる。さらに加熱を続けると、第３図に示す如
く原料44の表面から溶融した溶湯43はスリット47まで流
下しスリットを閉塞する。通常、スリット巾ｄは0.6〜1
mmに保持されており、溶湯43は表面張力によりスリット
間に帯留する。その結果、不活性ガスの流出は阻止され
炉内圧力はP1から上昇し（第４図Ｂ）、炉内圧力がP2に
到達した時（第４図Ｃ点）に炉内圧力を負圧に切り替え
溶湯保持を行なうことになる。この時負圧に切り替えず
にそのまま放置すると炉内圧力は第４図の破線で示す如
く上昇し、炉内圧力と大気圧の差圧が溶湯の表面張力を
越えた時点（第４図Ｄ点）で溶湯はスリットより流下し
てしまうこととなる。従って、炉内圧力を切替える圧力
差△P2は溶湯の表面張力に相当する圧力差△P3よりも低
く設定し、かつ酸化防止ガスを流す圧力差△P1より高く
設定する必要がある。（△P3＞△P2＞△P1）△P3に相当
する圧力値は、原料の組成、溶湯温度、スリット巾
（ｄ）によって変動するため、それらの特性により適性
な値を選定する必要がある。この微差圧を検知するたは
には０〜100mmAqの測定範囲を必要とし、その方式とし
てはダイヤフラム式や歪ゲージ式などが採用されてい
る。
て以下に詳述する。非晶質金属を製造しようとする場
合、第２図に示す如く原料44を炉体41中に設置し、炉体
上部に設けたガス導入口からアルゴンや窒素等の不活性
ガスを炉体内に流通しながらヒータ42に通電し原料の加
熱を開始する。この時の炉体内の圧力をP1大気圧をP0す
ると、炉体内の圧力は第４図に示す如く正圧（△P1＝P1
−P0）となる。さらに加熱を続けると、第３図に示す如
く原料44の表面から溶融した溶湯43はスリット47まで流
下しスリットを閉塞する。通常、スリット巾ｄは0.6〜1
mmに保持されており、溶湯43は表面張力によりスリット
間に帯留する。その結果、不活性ガスの流出は阻止され
炉内圧力はP1から上昇し（第４図Ｂ）、炉内圧力がP2に
到達した時（第４図Ｃ点）に炉内圧力を負圧に切り替え
溶湯保持を行なうことになる。この時負圧に切り替えず
にそのまま放置すると炉内圧力は第４図の破線で示す如
く上昇し、炉内圧力と大気圧の差圧が溶湯の表面張力を
越えた時点（第４図Ｄ点）で溶湯はスリットより流下し
てしまうこととなる。従って、炉内圧力を切替える圧力
差△P2は溶湯の表面張力に相当する圧力差△P3よりも低
く設定し、かつ酸化防止ガスを流す圧力差△P1より高く
設定する必要がある。（△P3＞△P2＞△P1）△P3に相当
する圧力値は、原料の組成、溶湯温度、スリット巾
（ｄ）によって変動するため、それらの特性により適性
な値を選定する必要がある。この微差圧を検知するたは
には０〜100mmAqの測定範囲を必要とし、その方式とし
てはダイヤフラム式や歪ゲージ式などが採用されてい
る。
本発明の実施例について、第１図にもとずいて以下に
説明する。
説明する。
原料44の溶解開始を検知する手段としては、微量の不
活性ガスを炉体41内部に流通させるための圧力調整器3
5、不活性ガス流量を調節するための流量調整バルブ3
4、大気圧と炉体内部の圧力差を計測するための微差圧
計33、圧力の脈動を防止するためのバッファタンク32及
びバルブ31から構成される溶解検知ラインを用いる。
活性ガスを炉体41内部に流通させるための圧力調整器3
5、不活性ガス流量を調節するための流量調整バルブ3
4、大気圧と炉体内部の圧力差を計測するための微差圧
計33、圧力の脈動を防止するためのバッファタンク32及
びバルブ31から構成される溶解検知ラインを用いる。
圧力調整器35は手動で圧力設定できるもので、設定範
囲は0.5kg/cm2以下のものが望ましい。流量調整バルブ3
4にはニードルバルブ等が応用できるが、その場合には
流量係数（Cv値）を0.1以下とすることが望ましい。
囲は0.5kg/cm2以下のものが望ましい。流量調整バルブ3
4にはニードルバルブ等が応用できるが、その場合には
流量係数（Cv値）を0.1以下とすることが望ましい。
微差圧計33にはダイヤフラム式を応用したものである
が０〜数100mmAqの測定範囲が測定可能である。バッフ
ァタンク32は、路体41内に1000℃以上の溶湯を保持する
時に発生する圧力の脈動を緩和させるもので、バッファ
タンク32の容量は炉体41におけるデッドスペースと脈動
の振幅によって決まる。脈動の振幅を1/5に減衰させよ
うとした場合、炉体41のデッドスペース（溶湯上部の空
間体積）の約４倍をタンク容量とする。
が０〜数100mmAqの測定範囲が測定可能である。バッフ
ァタンク32は、路体41内に1000℃以上の溶湯を保持する
時に発生する圧力の脈動を緩和させるもので、バッファ
タンク32の容量は炉体41におけるデッドスペースと脈動
の振幅によって決まる。脈動の振幅を1/5に減衰させよ
うとした場合、炉体41のデッドスペース（溶湯上部の空
間体積）の約４倍をタンク容量とする。
次に溶解検知の手順について説明すると、まず所定量
の原料を炉体44の中に設置し炉体41全体を冷却ロール45
上のヒータ42の中の所定位置に配置する。ついで、不活
性ガス１を圧力調整器35及び流量調整弁34を調整して流
し、バルブ31を開とすることにより炉体41内に不活性ガ
ス１を導入する。この時、圧力調整器35及び流量調整弁
で炉体内に作用する圧力（差圧）を数10〜100mmAqに調
整する。同時にヒータ42に通電を開始し、加熱を開始す
る。原料の溶解が始まると炉体41のスリット47が溶湯で
閉塞され、炉体内の内圧の上昇を微差圧計33で検出し、
溶解開始を検知するものである。
の原料を炉体44の中に設置し炉体41全体を冷却ロール45
上のヒータ42の中の所定位置に配置する。ついで、不活
性ガス１を圧力調整器35及び流量調整弁34を調整して流
し、バルブ31を開とすることにより炉体41内に不活性ガ
ス１を導入する。この時、圧力調整器35及び流量調整弁
で炉体内に作用する圧力（差圧）を数10〜100mmAqに調
整する。同時にヒータ42に通電を開始し、加熱を開始す
る。原料の溶解が始まると炉体41のスリット47が溶湯で
閉塞され、炉体内の内圧の上昇を微差圧計33で検出し、
溶解開始を検知するものである。
溶解開始を検知した後、バルブ21を開、バルブ31を閉
として減圧ラインに切替える。この時、真空ポンプ23の
吸引作用により炉内圧は炉体外部から外気を吸引するこ
となく負圧になり、炉体内の溶湯保持が可能となる。な
お、原料の溶湯量増加に合わせて流量調整弁22を調整す
ることにより、炉内圧を最適な負圧にすることができ
る。ここで、微差圧計に圧力接点を設け、バルブ21、31
を電磁弁とすれば制御装置を介することにより上述の溶
解検知から溶湯保持までの一連の動作を自動的に行なう
ことも可能である。
として減圧ラインに切替える。この時、真空ポンプ23の
吸引作用により炉内圧は炉体外部から外気を吸引するこ
となく負圧になり、炉体内の溶湯保持が可能となる。な
お、原料の溶湯量増加に合わせて流量調整弁22を調整す
ることにより、炉内圧を最適な負圧にすることができ
る。ここで、微差圧計に圧力接点を設け、バルブ21、31
を電磁弁とすれば制御装置を介することにより上述の溶
解検知から溶湯保持までの一連の動作を自動的に行なう
ことも可能である。
炉体41内の原料44が全量溶解し所定温度に到達した
後、バルブ21を閉としバルブ51を開とすることにより炉
体内の溶湯を加圧し高速回転する冷却ロール45上に吐出
し、急速冷却により非晶質金属リボンを製造する。電空
レギュレータ52は、電圧発生器54の指示により圧力調整
を行なうもので、予め電圧発生器に加圧パターンを記憶
させておくことにより、第４図に示すように出湯時の圧
力制御を行なうことができる。
後、バルブ21を閉としバルブ51を開とすることにより炉
体内の溶湯を加圧し高速回転する冷却ロール45上に吐出
し、急速冷却により非晶質金属リボンを製造する。電空
レギュレータ52は、電圧発生器54の指示により圧力調整
を行なうもので、予め電圧発生器に加圧パターンを記憶
させておくことにより、第４図に示すように出湯時の圧
力制御を行なうことができる。
本発明によれば、従来不明確であった原料の溶解開始
時期を正確に検知することができ、その結果炉体内の溶
湯保持への切替タイミングのズレによって生ずる様々な
トラブル、例えば原料の酸化、ノズルの目詰まり、一部
溶融金属の流下を解消することができた。
時期を正確に検知することができ、その結果炉体内の溶
湯保持への切替タイミングのズレによって生ずる様々な
トラブル、例えば原料の酸化、ノズルの目詰まり、一部
溶融金属の流下を解消することができた。
第１図は本発明に係わる一実施例を示す系統図、第２
図、第３図は原料の溶解過程での炉体断面図、第４図は
本発明による圧力制御例を示し、第５図は従来例の圧力
制御例を示す。 1:不活性ガス 23:真空ポンプ 33:微差圧計 41:炉体 44:原料 47:スリット
図、第３図は原料の溶解過程での炉体断面図、第４図は
本発明による圧力制御例を示し、第５図は従来例の圧力
制御例を示す。 1:不活性ガス 23:真空ポンプ 33:微差圧計 41:炉体 44:原料 47:スリット
Claims (1)
- 【請求項１】溶融金属を冷却用回転ロールの外周表面上
に吐出し急速冷却させて非晶質金属を製造する方法にお
いて、 下部にスリットを有する炉内に原料を設置し、不活性ガ
スを炉内に流通しながら加熱溶解し、炉内の不活性ガス
圧力と炉外の圧力の各々を検知し、炉内の不活性ガス圧
力が炉外の圧力より高く、かつその差圧があらかじめ設
定した圧力値を越えた時に炉内圧を正圧から負圧に切り
換えることを特徴とする炉内圧力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18256588A JP2564497B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 炉内圧力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18256588A JP2564497B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 炉内圧力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234257A JPH0234257A (ja) | 1990-02-05 |
| JP2564497B2 true JP2564497B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=16120500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18256588A Expired - Lifetime JP2564497B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 炉内圧力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564497B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69934955T2 (de) | 1998-05-14 | 2007-05-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Thermodrucker |
| KR100557823B1 (ko) * | 2003-03-31 | 2006-03-10 | 한국원자력연구소 | 우라늄 박판의 제조방법 및 장치와 이에 의해 제조된우라늄 박판 |
| JP5405794B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2014-02-05 | 大阪瓦斯株式会社 | 炉圧制御装置および炉圧制御方法 |
| CN109365766A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-02-22 | 锦州同创真空冶金科技有限公司 | 一种自动化非晶压力制带装置及方法 |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP18256588A patent/JP2564497B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0234257A (ja) | 1990-02-05 |
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