JPH0635033B2 - 断熱スクリーン - Google Patents

断熱スクリーン

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JPH0635033B2
JPH0635033B2 JP60248128A JP24812885A JPH0635033B2 JP H0635033 B2 JPH0635033 B2 JP H0635033B2 JP 60248128 A JP60248128 A JP 60248128A JP 24812885 A JP24812885 A JP 24812885A JP H0635033 B2 JPH0635033 B2 JP H0635033B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温材料の熱塊を取扱う際に熱損失を少なくす
るための手段に関するものである。特に、本発明は連続
鋳造プラントや熱間圧延設備において材料、例えば連続
鋳造プラントでは金属スラブやセクションの熱塊からの
熱損失を少なくする上記の如き手段に関するものである
が、本発明の適用は金属処理工業の分野だけでなくその
他の施設に対しても行ない得る。
〔従来の技術〕
熱損失を少なくするために、熱反射板を利用することは
公知であるが、かかる板には限度があり、特に囲いの
上、側境界としての使用に限られている。公知の如く、
断熱効率は高温材料と囲いの壁面との間の空間が大きけ
れば大きいほど低下する。しかし、ほとんどの実用面に
おいてそうであるように、圧延設備では極めて多種サイ
ズの材料を処理することが要求されるので、その設備の
設計時に対象とした最大の形材より小さい形材を取扱う
場合は効率の低下が避けられない。
英国特許第 1603428号に開示のものは断熱板として効率
的なものではあるが比較的壊れ易く、それを圧延設備に
おいて材料の通路に近づけて設置する場合は必要な保護
対策を講じなければならない。こうした保護対策の追加
コストや繁雑さを唯一正当化するのは、その保護対策が
なければ断熱板の高温面に損傷が及び、結果、近代的な
熱間圧延設備の運転コストに関連して相当な財政的損失
を被むり得るという事実である。
公知の断熱板は圧延設備を通る材料通路に沿ってトンネ
ル状の囲いを形成するのに用いられており、トンネルの
両端における熱損失はその通路が移動する材料の作業時
間の大部分を占めていれば大きくはならない。囲いの端
からの熱損失が大きくなるような時にそれら断熱板をそ
の囲いの片端もしくは両端の近くにおける静止のスラブ
またはビレットからの熱損失を抑制する目的で利用する
場合それら断熱板の効果は低いものとなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
圧延工程等に適用して、金属材料等の熱塊の熱損失を抑
制して、必要操作を経済的に実行することが従来に較べ
格段に可能となる、断熱スクリーン手段を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
断熱部材を具備した可撓性ストリング（線条）の複数本
を含んで成る断熱スクリーンにおいて、断熱部材が断熱
材料を含む中空体を含んで成り、スクリーンは重ね合さ
れた複数の層から構成され、各スクリーン層は好ましく
は小塊の断熱部材群を線状に連結し或いは順次に枝状に
吊下げて成るストリングが間隔をとって並列垂下されて
成る一連のストリング群を含んで成り、重なるスクリー
ン層が互い違いの千鳥配置されて、熱塊のための断熱カ
ーテン或いは覆い（カバー）を形成するようにしてあ
る。
上記スクリーンの利用形態としては、支持手段に安置さ
れた熱塊を包囲するための、支持手段の上方でその全長
と全幅に亘って展開された構成の前記断熱手段を有する
断熱囲いが提供される。この断熱手段は囲いの頂部カバ
ーによって担持され、且つこのカバーの下の異なるレベ
ルまで垂下して囲い内部に前記スクリーンを形成して、
囲い内部の自由空間を減少させ、且つ熱塊の少くとも上
面を覆うカバーを提供する斯ゝる断熱部材を含んで構成
し、この断熱部材はこれと頂部カバーとの間の相対変位
を許容するように頂部カバーから変動自在に垂下してい
る。
〔作 用〕
上記のスクリーンは全体として自由、自在に変形され
て、対象物を近接包囲出来るので、スラブや棒等の半加
工金属製品の断熱に殊に有効に適用出来る。その他に
も、例えばガラスやセラミック製造等の金属加工工業以
外の分野で、断熱手段として有効に適用出来る。この本
発明のスクリーンな鍛造プレス等の機械を包囲するよう
な断熱囲いの１部を形成することも可能であり、或いは
部室内の補助的断熱手段を形成するのに利用してもよ
い。
かかるスクリーンを囲いの端部を閉止するのに使用する
ためには、一連の断熱部材ストリングを端開口の上縁か
ら吊下げることができ、この場合、上記ストリングにお
ける断熱部材の個数およびそれらの配置は、それら部材
により囲い内部からの直接熱放射が少なくとも実質的に
遮断されるが、上記部材が、自由に吊下げられているの
で、囲いに入るあるいはそこから出る材料により自由に
傍らへ寄せられるように選ばれる。部材を連結してスト
リングとなし、またそれらを吊下げるには、耐熱製金属
ワイヤー、ケーブルあるいはチェーンの形をした可撓性
手段を用いてもよく、その場合、その各々に上記の部材
が多数、その全長にわたって保隔設置される。
好ましい断熱部材の例では、中空本体が肉薄壁の金属シ
ェルで少くとも１つの外方突出フィンを有しており、こ
のシェル空間には断熱材が充填されている。このような
断熱部材群は懸垂断熱手段として使用するストリングに
着脱可能に係止される。
〔実施例〕
第１図は荒引き圧延材の接近テーブルを示しており、こ
の接近テーブルにおいて基台２はローラ・テーブル４を
支えており、断熱板６が連続した平行ローラどうしの間
の隙間の中に位置している。断熱側板８も設けられてお
り、テーブルに沿って移動する材料による衝撃からそれ
らの側板８を緩衝棒９等で保護しており、また断熱フー
ドまたはカバー10が設けられていて、その側部12が上記
の側板８に重なっている。このカバーは油圧ジャッキ
（図示せず）を介して側方支持体14に取付けられてい
る。上記ジャッキは実線で示す上方位置と破線で示す下
方位置10ａとの間にカバーを移動させることができる。
テーブル４は、様々なサイズの高温鋼ビレット（その最
大、最小投影断面をSg,Smで示す）を、それらが荒引き
ロールを通過する前に様々な時間長にわたって保持する
のに必要となることがある。
カバーの内面から最大ビレットSgの平面面積より若干大
きい部域にわたって吊り下げられているのは高温材料に
さしかけられる保護スクリーン24を形成する部材22のス
トリング20である。これらの部材は、カバーが持上げら
れた時にテーブルに向いまたテーブルから離れるビレッ
トの動きを阻止せず且つカバーが下降させられた時にテ
ーブル上のビレットを密接包囲するように設けられてい
る。テーブルの出入口部（図示せず）において断熱囲い
を、テーブルに対しかつテーブルからビレットを自由に
移動させるために変位自在の別の剛性板で補完してもよ
く、あるいは出入口部域における部材のストリングは張
設してテーブルの高さまたはそれ以下の高さから垂下さ
せてビレットの前方もしくは後方にカーテンを形成して
もよい。勿論、テーブルの端にこれら両方の断熱手段を
設けることもできる。一般に、断熱部材のストリングに
加えて、高温材料の上部、側部および端部の回りに壁状
の囲いを設けると、スクリーンを通じての対流熱損失を
極小にできる点で有利である。
断熱部材22は高級な絶縁材、例えばセラミック繊維を満
たした薄肉本体で作られている。これらの本体は撚った
耐熱性金属ケーブルまたはチェーンに通されてストリン
グを形成し、そしてこれらのストリングが一緒になっ
て、高温の材料を密接に囲む可動もしくは可撓性のスク
リーンまたは覆いを形成している。
第２図は、すえ込み34、溶接されたフランジ36または点
溶接あるいはリベット止めされた重なり合ったリム38の
いずれかにより合着されかつ予圧縮セラミック繊維パッ
キン40を満たされた２つの半球状シェル32から作られた
かかる本体30を示している。これらの本体は吊下げケー
ブル44に対する孔を上、下に有している。部材のストリ
ングは区切りビーズ46を本体どうしの間に入れ、連続長
のケーブル44ａの上に形成することができる。さもなけ
れば部材は個々に、好ましくは解放自在に互いに結合さ
せてもよい。一例として、ケーブルの下端はらせん状支
持ベンド48で形成され、また上端は次の部材のケーブル
に取付けるためのチェーン式連結手段であるアイエンド
50で形成されている。別の例として、ケーブルの下端に
は、部材が係止する座金54を保持するすえ込みされた部
分52が設けられており、また次の部材のケーブルを取付
けるすえ込みされた部分の下部にアイエンド56が形成さ
れている。
外側シェルは高温に対して適度の耐性を有する材料で作
る必要があるが、高温材料からの直接熱輻射から大幅に
シールドされる本体の上面は低質度の合金で作ってもよ
い。第４図に示す例においては、円錐状のシェル上半分
58は半球状のシェル下半分60より低質度の合金で作られ
ている。
ストリング状部材の最下部の１つもしくはそれ以上の部
材は、ストリング20をその最大可能な伸長状態に保持す
る役割をなしかつ貯熱部として作用する固状の金属部60
を含み得る。更には、外側シェルの内部には内壁または
膜を設けることもできる。
第６図はバレル形状の部材63からなるストリング20を示
し、第７図、第７ａ図は連続長の管から作ることがで
き、チェーン式連結手段であるリング65により連続され
た４面体64で作った特に簡単な構造の部材を示してい
る。
第８図、第８ａ図は第２図に示す球状部材を発展させた
更に別の形態を示している。すでに明白な通り、熱輻射
に対する最も効果的な断熱を得るには、部材は自由吊下
り時に互いに他に対し密着折りたたまれて数層からなる
スクリーンを形成しなければならない。各部材を突出金
属フィンのついた絶縁体として形成することにより上記
の条件が満たされ、与えられた断熱基準がより少ない部
材の使用で達成できる。また、矩形の金属素材を使用す
ることもでき、これによって無駄を少なくし、部材の材
料である金属をより有効に利用できる。
第８図、第８ａ図の例においては、断熱部材を構成する
ための四角形のシート状金属素材には半球が圧力形成さ
れており、各部材66は背面どうしを合せて置かれた１対
のプレスされた素材で形成されており、半球の凹みはす
でに述べたように断熱材が充填される球状中空部67をな
す。これら２つの部分はそれらの辺縁部が点溶接等で互
いに固着されて矩形フィン68を形成している。フィンを
形成している２つの部分の辺縁部どうしの間にセラミッ
ク繊維のシート40ａを挟んでフィン自体が断熱性を持つ
ようにしてもよい。この形態においては、点溶接の代り
に、フィンの縁部を互いに他へ曲折させて曲巻きシール
を形成することにより２つの部分が、閉じ込まれたセラ
ミック繊維と共に固着されている。各部材には対角線上
に向合った隅部に穴が穿設されているので耐熱性接続リ
ング69で隣り合った部材を結合して垂直ストリングを形
成することができる。前後に重なるスクリーン層の対応
するストリングが第８図に示すように側方に、即ち左右
にずれた関係になるように両スクリーン層を重ねること
により、加工物からの直接輻射損失を実質的に回避する
スクリーンをわずか２つの層で形成できる。所望の断熱
性を得るには層を追加することができる。
重なるスクリーン層に関しては、各スクリーン層の隣り
合うストリング上の断熱部材群は第８図に示すように互
い違いの千鳥配置にあるのが好ましい。この好ましい事
例では、前後に重なるスクリーン層の前後に重なるスト
リング上の断熱部材群が、図８ａに示すように互い違い
の千鳥配置にされると表現することも出来る。要する
に、本発明によれば、千鳥配置状態の断熱部材群が熱遮
断壁を構成している。
勿論、かかる断熱部材には球状以外の形の断熱部分を設
けることもできるが、ほぼ平行四辺形のシート状金属素
材が、材料を無駄なく最大限に利用するには好適であろ
う。しかし、上記の断熱部材の個々の特色が互換的に適
合させ得るので、例えば第７図、第７ａ図の四面体や第
８図、第８ａ図のフィン付き球体は第４図に関連して前
述した相異なった上、下シェル材料で作ることができる
ことを付記する。
第９図、第10図の示す囲いは、端壁72および断熱ストリ
ング20が内部上面から吊下げられているカバーまたはフ
ードがローラ・テーブル４の上に取付けられてローラ上
の高温材料のスラブＳを取囲む点で第１図との関連で前
述した囲いと類似している。これらの図はカバーを示し
ているが、このカバーはキャリヤー76に通された架空レ
ール74から吊下げられているので、高温スラブがローラ
・テーブル４の中に入るあるいはそこから出る時にカバ
ーとキャリヤーとの間のジャッキ78によりカバーを上昇
させ、次にそのカバーを下降させてストリング上の部材
がそのスラブを完全に囲み同スラブを熱損失から遮断す
ることができる。カバーとキャリヤーはローラ・テーブ
ルの長手方向にレール74の上を単体として移動するの
で、材料を、ローラ・テーブルに沿って移動する際に熱
損失から保護することができる。第９図はプローブ80を
示しており、このプローブはカバーに固定されており、
スラブに接触してカバーの下降を制限する。このプロー
ブとスラブとの間の摩擦力が、カバーとスラブをローラ
・テーブルに沿って一緒に移動させるのに十分となるよ
うにできる。
高温材料をローラ・テーブル上に何分間か保持しなけれ
ばならない場合は、同材料をローラで前後に移動させな
ければならない。ストリング20が十分に長い時、第11図
に示すように、それらストリングをスラブとの接触によ
り前後に揺動させることができ、熱損失を著しく増大さ
せることがない。あるいは、第９図、第10図に関連して
すでに述べたようにカバーを、プローブ80を介しての駆
動あるいは第12図に例示する積極駆動のいずれかにより
スラブと同期して揺動するようにもできる。第12図は駆
動チェーンまたはベルト82を示しており、このチェーン
はローラ・テーブル４から、ラックがカバーに取付けら
れているラック・ピニオン機構86に駆動力を伝えるクラ
ッチ84にかけられている。クラッチは、ローラ・テーブ
ルがその通常のスルーパス・モードで動作している間は
接続を断たれるが、テーブルがホールド・モードにある
時は自動インタロック（図示せず）により投入されるの
で材料とカバーは共に揺動することになる。ローラ・テ
ーブル駆動とのインタロックも、ローラ・テーブルのホ
ールド・モードが選択されている時にはカバーを下降だ
けさせる（第10図に例示する手段で）のにも用いること
ができる。
更に可能な変形例を示せば、第12図は上カバーまたはフ
ード88を示している。このカバーは部材のストリングに
より形成されたスクリーンに包体的に係止して高温材料
の縁部を囲んでいる。また、剛性の出、入口断熱板が設
けられていないので、カバーはレール76に直接のせら
れ、与えられる揺動連動に対する以外の位置に固定され
ている。
第13図に概略的に示す構成は第10図に示す構成にほぼ類
似しているが、材料をローラの間から、また断熱部材の
ストリング20の中へ上昇させ得る多数の断熱されたビー
ム90の１つが示されている。なお、この方式はカバー70
の昇降の有無にかかわらず適用できる。
断熱された囲いの内部に断熱部材のストリングを設ける
ことにより、厚肉スラブ等の材料の特定区間に起る問題
を最小化できる。これについて更に述べれば、薄肉棒か
らの熱損失は主として上、下の表面からであるが、肉厚
が増すにつれて棒の縁部からの熱損失がより大きくな
り、これが望ましからぬ温度勾配を生じさせ得る。断熱
部材のストリングは、金属スラブに「冷」縁の発生する
のを防止するために酸素・燃料バーナあるいは誘導ヒー
タを用いた従来の方法の比較すれば、製造コストも据付
費も低い受動的断熱方式として働く。
ストリングは比較的高い密度で設けることができしかも
やはり変位自在であるのでスラブが通過すると簡単に変
形する部材ストリングにスラブを通過させることができ
る。スラブに直接接触していると否とにかかわらず断熱
部材を近接配設した場合、それら断熱部材の外側金属シ
ェルが、スラブの温度に近い温度にまで急速昇温する
と、逆に熱を輻射する結果となり、その場合スラブの隣
接表面と断熱部材との熱交換はスラブがチャンバの内壁
に自由に放熱できるようになっている場合よりも実質上
低くなる。
スラブの縁、端部を保護する断熱部材ストリングにその
機能を果させるには、それらストリングはチャンバの周
辺部域に配置位置を限られて、高温物体の縁部を越えた
位置にスクリーンを、また縁部に隣接する上記高温物体
の辺縁部域に対する覆いをそれぞれ形成する。すでに述
べたことであるが、断熱部材ストリングを高温物体の全
上面に対する完全な覆い（接触もしくは非接触）として
配設することができる。この機能を用いれば、形の不規
則な棒またはビレットの熱損失を低減させることが出来
て、この材料を囲われたチャンバ間に入れて置く必要は
ない。
断熱部材ストリングは第13図に示すジャッキ78等により
昇降させ、それらストリングを、停止時に材料に係止し
てその材料の形状に従った接触覆いを形成できるように
配設できる。
高温材料がローラ・テーブル上に保持されている場合、
遅延が長くなった時にその材料をすでに述べた通り昇降
手段によって昇降させ得るように構成するのが望まし
い。かかる構成には、インタロック付きの制御方式を用
いて、ローラが静止していない限り断熱スクリーンまた
は覆いを下降させることができず、またスクリーンが上
昇されるまでローラを再起動させることができないよう
にしてもよい。
第14図に示す構造において、本発明の断熱囲いは既存の
ローラ・テーブル 190に設けられており、このテーブル
のサイドレール 192も図示されている。この囲いは、前
記種類の断熱板 196とレール 192を越えて突出する傾斜
側方シールド 198とからなる上カバーまたはフード 194
を含んでいる。実質的には、上カバー板の全内面から吊
下げられているストリング20は、断熱部材、例えば第８
図、第８ａ図に関連して述べた形式の断熱部材から構成
されていてローラ・テーブル上の高圧材料Ｓを覆い且つ
遮蔽している。断熱板を備えた昇降手段も設けられてい
る。これらは図示されてはいないがすでに述べた形式の
ものでよく、また破線で示す上昇位置Ｓ′へローラ・テ
ーブルから材料を上昇させることができる。
スクリーンの外側部域においては断熱部材のストリング
の片端が上カバーに取付けられて、テーブルや高温材料
の熱塊から離れた時に垂下するようになっている。主要
な中央部域においては、ストリングが両端から支持され
て、この部域を側方に延びるカテナリー20ａの形で吊下
るようになっている。図示の簡明を期して、２，３のス
トリングしか図示してないが、部材はストリングに必要
な移動の自由の許す限り濃密に詰めて設けられ、囲いの
端を完全遮蔽するだけでなく、その囲い内の材料も覆う
ようにされることは理解されるであろう。それら部材に
フィンが設けられている場合はそのフィンがスクリーン
の効果に寄与するように吊下げられる。
上カバー 194には吊下げラグ 202が固定されており、こ
れらのラグを介して、上カバーは一連の片持ビーム 204
から取付けられていて、それらビームは上カバーの全長
にわたって保隔設置されていると共にピラー 206に支え
られている。それらピラーは、その端部にピラーを越え
て突出する釣合い重錘 208を備えている。ビームとピラ
ーとの間のジャッキ 210は仮想線204aで示す最上位置へ
ビームを回動させることができ、従って上カバーをテー
ブルから最上位置194aへ上昇させ得る。各ビームと平行
してリンク・アーム 212が延びており、このリンク・ア
ームは、ビームの枢軸の同じ間隔の枢軸で端部が対応の
ラグ 202、ピラー 206へ回動させられる。従って、ビー
ムが上、下へ回動しても、リンク・アームは上カバーを
水平に保つものである。
上カバーを下降させるとテーブルのサイドレール 192に
取付けられているガイドプレート 214が断熱部材 200の
最も外側のストリングを、テーブルの材料の縁部の周囲
に密接にそれらストリングが集まるように、案内する。
図は通常位置にある上カバーを示しており、その位置に
おいては上カバーの上にある側方シールド 198はガイド
プレート 214の垂直部分に若干重なっている。上カバー
を更に下降させて、ガイドプレートと側方シールドとが
破線で示すように衝合する位置に至らしめることができ
る。
以上の説明から解るように、本発明は上記の実施例に限
定されるものでなく、更に様々な態様において実施でき
る。
〔発明の効果〕
本発明に係る断熱スクリーンによると、近接包囲して、
熱塊の出し入れを阻害せずに熱塊の熱放散を有効に遮断
し得るので、圧延設備等の断熱囲いの主要構成部材に使
用して有益である。
また、本発明に係るスクリーンを用いた断熱囲いは圧延
設備の工程に配設すると、工程の進行を阻害せずに半加
工製品の熱塊からその熱の無用な放散を抑制するので、
圧延設備がそれだけ単純化され、経済的に有益な設備を
実現出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の断熱手段を備えたロールスタンド接近
テーブルの横断面図である。 第１図〜第８ａ図は夫々本発明の断熱部材のストリング
の構成例を示す説明図である、 第９図〜第10図はそれぞれ本発明の断熱囲いの側面図で
ある、 第11図は第９図と第10図の囲いの操作モードを示す説明
図である、 第12図、第13図はそれぞれ本発明の断熱囲いの変形例を
示す説明図である、そして 第14図は本発明に係る断熱囲いの変形例を示す説明図で
ある。 〔符号の説明〕 20……ストリング、22，67……断熱部材、 24……カーテン又は覆い、30……中空体、 40……断熱材料、44……可撓性手段、 20ａ……カテナリー、61……重みづけ塊、 62……内部膜体。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属スラブや棒体の高熱材料塊からの熱損
    失を低減させる、断熱部材を具備した可撓性ストリング
    の複数本を含んで成る断熱スクリーンにおいて、該スク
    リーンが複数の重ね合う層から成り、各スクリーン層は
    断熱部材（22）群が順次に担持されて成る可撓性ストリ
    ング（20）の複数本から成り、各断熱部材は断熱材料
    （40）を収容した中空本体（30；64；67）を含んで成
    り、各スクリーン層では該ストリング群が間隔をとって
    並列垂下されていて、重なるスクリーン層が該断熱部材
    （22）の互い違いの千鳥配置状態により全体として断熱
    カーテン或いは覆いを形成していることを特徴とする断
    熱スクリーン。
  2. 【請求項２】各ストリング（20）が耐熱性金属の可撓性
    ワイヤ、ケーブル或いはチェーンの形をしていて、各ス
    トリングがその全長に亘り離間配置で該断熱部材（22）
    を担持している、特許請求の範囲第１項に記載の断熱ス
    クリーン。
  3. 【請求項３】各ストリング（20）がチェーン式連結手段
    （50；65；69）を介して１列に連結された１組の中空本
    体（30；64；67）によって形成され、それにより各スト
    リングが可撓性を有するようにした、特許請求の範囲第
    １項或いは第２項に記載の断熱スクリーン。
  4. 【請求項４】各ストリング（20）において該中空体（3
    0）が１列に互いに解放自在に取付けられている、特許
    請求の範囲第１項に記載の断熱スクリーン。
  5. 【請求項５】該ストリングのうち少なくとも１つのスト
    リングがその両端から吊下げられてカテナリー（20ａ）
    として垂下している、特許請求の範囲第１項から第４項
    までのいずれか１項に記載の断熱スクリーン。
  6. 【請求項６】カテリーナ状に垂下するストリングを含む
    スクリーン中央部域の両外側に両スクリーン外部域にあ
    るストリングが直線状に垂下している、特許請求の範囲
    第５項に記載の断熱スクリーン。
  7. 【請求項７】該中空本体（30）が突出フィン（68）を備
    えている、特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
    れか１項に記載の断熱スクリーン。
  8. 【請求項８】該突出フィン（68）が２枚の外壁とその間
    に介在する断熱層から構成されている、請求項７に記載
    の断熱スクリーン。
  9. 【請求項９】該中空本体（30）の中に少なくとも１つの
    内部膜体（62）が設けられている、特許請求の範囲第１
    項から第８項までのいずれか１項に記載の断熱スクリー
    ン。
  10. 【請求項１０】少なくとも１本のストリング（20）がそ
    の最下部の該断熱部材（22）の該中空本体（30）の内部
    に重みづけ塊（61）を有している、特許請求の範囲第１
    項から第９項までのいずれか１項に記載の断熱スクリー
    ン。
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