JPH11254097A - 金属ストリップ鋳造装置、及び、双ロ―ル鋳造装置の鋳造溜めへと溶融金属を供給する耐火ノズル - Google Patents
金属ストリップ鋳造装置、及び、双ロ―ル鋳造装置の鋳造溜めへと溶融金属を供給する耐火ノズルInfo
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- JPH11254097A JPH11254097A JP10374330A JP37433098A JPH11254097A JP H11254097 A JPH11254097 A JP H11254097A JP 10374330 A JP10374330 A JP 10374330A JP 37433098 A JP37433098 A JP 37433098A JP H11254097 A JPH11254097 A JP H11254097A
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Abstract
ル19の二つの外端に金属出口通路を形成して、溶融金
属流を溜め形成クロージャの方へと向かわせること、ノ
ズルピース19A間に間隙がありノズル支持手段の内側
に配したこれらのノズルピース19A部分が長手方向内
向きに自由に膨脹できて鋳造時のノズルの熱膨張を吸収
できるよう、ノズルピース19A外端部をノズル支持手
段により係合させること、及び、ノズル支持手段と外端
部との係合により、ノズルピース19Aの外方長手方向
熱膨張が制限される。
Description
造装置、及び、双ロール鋳造装置の鋳造溜めへと溶融金
属を供給する耐火ノズルに関するものである。
より金属ストリップを鋳造することが公知である。冷却
されて相互方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶
融金属を導入し、動いているロール表面上で金属殻を凝
固させ、ロール間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固
したストリップ品としてロール間隙から下方ヘ送給す
る。本明細書では、「ロール間隙」という語はロール同
士が最接近する領域全般を指すものとする。溶融金属は
取鍋から1つ又は一連の小容器へと注がれ、更にはそこ
からロール間隙上方に位置した金属供給のノズルに流れ
てロール間隙へと向かい、その結果、ロール間隙直上の
ロール鋳造表面に支持される溶融金属の鋳造溜めを形成
することができる。この鋳造溜めは、ロール端面に摺動
係合して保持される側部堰又は側部プレート間に形成し
得る。
によって急速に凝固する非鉄系金属にはある程度の成功
をおさめているが、凝固温度が高く、冷却されたロール
鋳造表面での不均一な凝固により欠陥の生じやすい鉄系
金属の鋳造技術に適用するにはいろいろ問題がある。溜
めを形成する側部堰又は側部プレート付近に一般に「ス
カル」(skulls)として公知の固体金属片が形成される
ことにより特に問題が起きる。これらの問題は、流入溶
融金属の過熱を減らすよう努める場合に悪化する。溶融
金属溜めからの熱損失率は側部堰付近が最大である。こ
れは主として、側部堰を介してロール端へと追加の伝導
熱伝達が起きるためである。この局部熱損失率の高さが
反映してこの域では固体金属のスカルが生じる傾向が高
く、スカルはかなりの大きさに成長してロール間隙に落
下し、一般に「蛇卵」(snake eggs)として知られるス
トリップ欠陥を引き起こし得る。側部堰付近での正味熱
損失が高いため、スカルを避けるためにはこの域での入
熱率を増加させねばならない。従って、これら「三重
点」域(即ち、側部堰と鋳造ロールが鋳造溜めのメニス
カス域と出会う域)への金属流を増加させることを、ノ
ズル端に流路を設けて三重点域へと金属の分離流を向か
わせることにより行うことが提案されている。斯かる提
案の例は、アメリカ特許第469,887号及び第5,
221,511号、及び、仮出願第PO2369号に基
づいた本出願人らのオーストラリア特許出願第3521
8/97号に見ることができる。
形成を減らすことに有効ではあるが、問題の全面的解消
にはなっていない。欠陥発生が著しく敏感で、溜めの三
重点域への金属流にわずかの変動が生じても発生してし
まうからである。本発明者らは、重大な変動が側部堰に
対するノズル端の位置変動によってもたらされ、その位
置変動は、設定時のノズルの不正確な位置決め及びその
後の鋳造時の熱膨張によるノズル端の動きによって生じ
得ることを突き止めた。ノズル端と側部堰との間の間隙
が減少するにつれて、ノズル端の三重点注通路からの金
属の下方傾斜流が側部堰の、より高い地点に衝突する。
これによりスカルが形成されて、蛇卵欠陥となり、極端
な場合には注がれた金属がノズル端と側部堰との間の狭
められた間隙を上へ上へと向かって側部堰上端からこぼ
れ落ちることさえあり得る。本発明によれば、金属供給
のノズルを定位置に取付・保持する仕方を簡便に変更す
ることによりこの問題を解消することができる。
にロール間隙を形成する一対の平行な鋳造ロールと、ロ
ール間隙上方にロール間隙に沿って延び、端同士を向か
い合わせて配した2つの分離した細長ピースで形成され
た細長の金属供給のノズルと、ノズルが上方に且つロー
ル間隙に沿って延びて溶融金属をロール間隙へと送給す
るようノズルピースを支持するノズル支持手段と、ロー
ル間隙端での1対の溜め形成クロージャとを設けた金属
ストリップ鋳造装置において、ノズルの二つの外端に金
属出口通路を形成して、溶融金属流を溜め形成クロージ
ャの方へと向かわせること、ノズルピース間に間隙があ
り前記ノズル支持手段の内側に配したこれらのノズルピ
ース部分が長手方向内向きに自由に膨脹できて鋳造時の
ノズルの熱膨張を吸収できるよう、ノズルピース外端部
をノズル支持手段により係合させること、及び、ノズル
支持手段と外端部との係合により、ノズルピースの外方
長手方向熱膨張が制限されてなる、金属ストリップ鋳造
装置が提供される。
スの端部に、相互係合する突起部と凹部とを設けてノズ
ル支持手段とノズルピース外端部との係合を提供するこ
とができる。
の耳部の形状をしており、凹所がノズルピースの端部に
形成される。
を支持する取付ブラケットで構成され、耳部が取付ブラ
ケット内に形成されてノズルピース外端を支持すること
ができる。
係合することができる。
対ずつ設けることができる。その場合、ノズル外端を支
持する取付ブラケットの1つ又は各々に強制耳部を設
け、対応するノズル端に凹所を設けることができる。
融金属流を受ける上方に開口した細長のノズルトラフ
と、溶融金属をノズルトラフから鋳造溜めへと送給する
ノズルトラフ出口手段と、各々が分配器からの分離溶融
金属流を受けてその溶融金属をノズル端での金属出口通
路に供給する、ノズルの二つの端部での溶融金属のリザ
ーバを形成する外端形成部とで構成することができる。
合わせて配置してノズルを形成できる1対の細長ノズル
ピースで構成し、該ノズルピースに、各々上方に開いた
細長のノズルトラフと、溶融金属をノズルトラフからノ
ズル外方へと供給するノズルトラフ出口手段と、ノズル
の二つの端部で溶融金属のリザーバを形成する外端形成
部と、前記リザーバから延びて溶融金属流をリザーバか
らノズル外端部の下方へと向かわせる流路と、ノズルピ
ース外端部の外側壁に形成してノズル支持部との係合に
よりノズルピースの外方長手方向熱膨張を制限するよう
にした凹所とを設けた、双ロール鋳造装置の鋳造溜めへ
と溶融金属を供給する耐火ノズルを提供する。
突出した側部フランジを形成し、凹所をこれら側部フラ
ンジに形成した長孔とする。
孔を設けるか、ノズル各端に1対の長孔を、ノズル各側
に1つずつ設ける。
ノズルトラフから壁により分離され、溜めが満杯になっ
た場合には壁を越えて溶融金属が溜めからノズルトラフ
へと流入できる。
に溶融金属の一定流を供給して非常に均一な溶融金属流
を達成するので、一定の流量を維持し、それにより三重
域を通る高温金属の非常に均一な流れを達成し、結果と
して制御流はストリップ端を適切に形成することができ
る。
持して鋳造時の熱膨張によるノズル端の動きを防止する
ので、溜めの三重点域への金属流に生じるわずかな変動
を抑え、溜めの三重点域での欠陥発生を減らすことがで
きる。
ス間の間隙により許される内方運動により吸収されるよ
う、ノズルピースの外端部が係合されるので、スカルの
形成と鋳造溜め端での金属溢れ落ちがなくなる。
め、添付図面を参照して特定の方法及び装置を更に詳細
に説明する。
12から立上がった主機械フレーム11を有する。主機
械フレーム11が支持する鋳造ロール台車13はアセン
ブリステーション14と鋳造ステーション15との間を
水平に移動可能である。鋳造ロール台車13が担持する
一対の平行な鋳造ロール16には、鋳造時に分配器18
と金属供給のノズル19とを介して溶融金属が供給され
る。鋳造ロール16は水冷されているので、動いている
ロール表面に金属殻が形成されロール間隙にて合わされ
て、ロール出口で凝固ストリップ品20が造られる。こ
の凝固ストリップ品20を第1コイラ21に送って、次
いで第2コイラ22に送給し得る。
ム31がホイール32によりレール33に載り、レール
33は主機械フレーム11の一部に沿って延びているの
で、鋳造ロール台車13全体がレール33に移動可能に
載っていることになる。台車フレーム31が担持する対
のロールクレードル(図示せず)に鋳造ロール16が回
転可能に取付けられる。鋳造ロール台車13をレール3
3に沿って移動させることができる複動油圧ピストンシ
リンダ装置39は鋳造ロール台車13の駆動ブラケット
40と主機械フレーム11との間に接続されて、鋳造ロ
ール台車13をアセンブリステーション14から鋳造ス
テーション15へ、又その逆へ移動させることができる
ようになっている。
軸41と台車フレーム31上のトランスミッションとを
介して相反方向に回転される。鋳造ロール16の銅製周
壁に形成され縦方向に延び周方向に離間した一連の水冷
通路には、回転グランド43を介して水冷ホース42に
接続されたロール駆動軸41内の水冷導管からロール端
を介し冷却水が供給される。鋳造ロール16の典型的な
大きさは径が約500mmで、最大2m幅の凝固ストリ
ップ品を造れるよう長さを最大2mにすることができ
る。
アルミナキャスタブル等の耐火材料で造られた広皿状の
ものである。分配器18の一側は取鍋17からの溶融金
属を受ける。分配器18の他側には縦方向に離間した一
連の出口開口52が備えられている。分配器18下部を
担持する取付ブラケット53は分配器18を台車フレー
ム31に取付けるためのものであって、台車フレーム3
1の位置合わせペグ54を受けて分配器18を正確に位
置決めするようになっている。
イト等の耐火材料で造られた2つの分離した細長のノズ
ルピース19Aで形成され、ステンレス製の取付ブラケ
ット60で台車フレーム31に支持される。ノズルピー
ス19Aは、アルミナグラファイト等の耐火材料で造ら
れた同形ノズル半部セグメントとして形成される。これ
らノズルピース19Aは図4、図5に示すように各々が
2対の取付ブラケット60により取付られ、各対の取付
ブラケット60がノズルピース19Aの各端を支持す
る。ノズルピース19Aは相互間に隙間50を有して、
端部同士が向かい合うように支持される。ノズルピース
19Aの上部には外方に突出する側部フランジ55が形
成されて取付ブラケット60上に位置する。側部フラン
ジ55の外端は上方・外方にテーパーしていて、相補的
に傾斜した取付ブラケット60の内面60Aに係合して
ノズルピース19Aを横方向に動かないよう位置決めす
る。
端部は、取付ブラケット60の突起部71とノズル19
の凹部72の相互係合により係合される。取付ブラケッ
ト60の突起部71は直立した耳部の形状とすることが
でき、ノズル19の凹部72はノズル19外端に隣接し
た側部フランジ55下側に形成した長孔の形状とするこ
とができる。又は、ノズル19各端で両取付ブラケット
53に位置決め耳部を設け、ノズルピース19A各々に
ノズル19各側に1つずつで一対の側部フランジ55を
設けてもよい。
3に示す。各ノズルピース19Aは略ノズルトラフ状で
あって、金属供給のノズル19は分配器18の出口開口
52から流下する溶融金属流を受ける上方に開いたノズ
ルトラフ61を形成する。ノズルトラフ61はノズル側
壁62と端壁70との間に形成され、離間して隙間50
を形成するノズルピース19Aの2つの平らな端壁80
で、両端間を横方向に仕切ると見なすことができる。ノ
ズルトラフ61底部を閉じる水平な床63は、面取りし
た底隅部81でノズル側壁62と合う。金属供給のノズ
ル19の底隅部81には、ノズル長手方向に沿って一定
間隔で配した、長手方向に離間する細長の長孔64状の
側部開口を備える。長孔64は、溶融金属をほぼノズル
トラフ61の床63の高さで出すよう配置されている。
ノズルトラフ61の床63に長孔64に隣接して設けた
凹所83は床63中央から長孔64へと外方・下方に傾
斜し、長孔64は凹所83の延長部として、上部床面8
5レベルより下方の面取り底隅部81の長孔出口84へ
と続く。
越えて外方に延びる三重点注端形成部87を設ける。三
重点注端形成部87は、分配器18からの溶融金属を受
ける上向きに開いた小さなリザーバ88を形成し、この
リザーバ88はノズルトラフ61から端壁70によって
分離されている。端壁70の上端89はノズルトラフ6
1上端及びリザーバ88上端よりも低く、以下に詳述す
る如く、リザーバ88溢流時のノズルトラフ61への逆
流を許す堰として働くことができる。
内面92及び側面93、そして湾曲した直立外面94を
有する浅皿状に形成される。一対の三重点注通路95が
このリザーバ88の横方向外側から床部91高さの直ぐ
上に延びて、三重点注端形成部87下側の三重点注出口
96に接続する。三重点注出口96は下方内方に傾斜し
て溶融金属を鋳造溜め68の三重点域に供給する。
連の垂直に自由落下する溶融金属流65として分配器1
8の出口開口52からノズルトラフ61底部に落下す
る。溶融金属がこのノズルトラフ61から長孔64を介
して流出し、鋳造ロール16間のロール間隙69上方に
支持された鋳造溜め68を形成する。鋳造溜め68を鋳
造ロール16端で囲込むのが一対の側部堰板56であ
り、それらは鋳造ロール16の端部57に当てて保持さ
れている。側部堰板56は窒化硼素等の強耐火材料で造
られ、板ホルダ82に取付けられる。板ホルダ82は対
の流体圧シリンダ装置82Aの作動により可動であっ
て、側部堰板56を鋳造ロール16端に係合させて溶融
金属の鋳造溜め68の形成クロージャを形成する。
り、金属供給のノズル19下端が鋳造溜め68に浸漬す
る高さに鋳造溜め68を保持し、金属供給のノズル19
の、二連の水平方向に離間した長孔64を鋳造溜め68
の表面のすぐ下に配置する。溶融金属は、鋳造溜め68
表面のすぐ近くで鋳造ロール16冷却表面に衝突するよ
う、長孔64を介し鋳造溜め68表面の全般に近くで側
方外方を向いた2つの噴出流として流出する。このこと
により、鋳造溜め68のメニスカス域に供給される溶融
金属流65の温度が最大となり、ストリップ表面での割
れやメニスカスマークの形成が大幅に減少することが見
出された。
ぼ床63レベルでの側部開口である長孔64を介してノ
ズルトラフ61最外部から流出させられ、鋳造溜め68
表面直下で、相互に反対方向を向いた噴出流として鋳造
溜め68に入って鋳造溜め68のメニスカス域で鋳造ロ
ール表面に衝突する。
金属流65をリザーバ88が受ける。分配器18の2つ
の最外の出口開口52は、各リザーバ88が傾斜した内
面92の直ぐ外側で床部91に衝突する単一の金属流を
受けるように整合している。溶融金属が床部91に衝突
して床部91に外方へと扇状に広がり、三重点注通路9
5を経て三重点注出口96に至り、高温溶融金属の内方
・下方傾斜噴射流が側部堰の面にわたって且つロール間
隙側の鋳造ロール端に沿って生み出される。三重点注ぎ
は各リザーバ88の浅くて広い溶融金属溜めのみにより
行われ、リザーバ88の溜め高さは端壁70上端89の
高さによって制限される。リザーバ88がいっぱいにな
ったら溶融金属は端壁70の上端89を越えてノズルト
ラフ61へと溢流できるので、端壁70は三重点注端形
成部87のリザーバ88の溜め深さを制御する堰の役目
を果たす。この溜めの深さは、端壁70の上端89の高
さにより制限される。リザーバ88が満たされると、溶
融金属は上端89を越えてノズルトラフ61へと逆流で
きるので、上端89がリザーバ88内での金属溜め深さ
を制御する堰として働く。溜めの深さは三重点注通路9
5に溶融金属の一定流を供給して非常に均一な溶融金属
流を達成するのに充分以上のものであって、一定の流量
を維持し、それにより三重点注通路95を通る高温金属
の非常に均一な流れを達成する。この制御流はストリッ
プ端を適切に形成するのに非常に重要である。三重点注
通路95を通る流れが過剰であるとストリップ端に膨ら
みが生じ、少なく過ぎるとスカルが生じてストリップに
「蛇卵」欠陥が生じてしまう。
℃台以上の溶融金属と接触して非常に顕著な熱膨張を受
ける。典型的な設備では、各ノズルピース19Aは例え
ば長さが650cmであり、熱膨張で長さが12mm位
までも変化し得る。ノズル19端と側部堰との間の間隙
は通常15mm程であり、側部堰に亘る溶融金属の有効
な三重点注ぎを生み出す。従って、ノズル19の熱膨張
は非常に顕著であり、本発明の助けなしでは、ノズル1
9端と側部堰との間の間隙が激しく減少し、三重点注通
路95を出た溶融金属が側部堰上部に衝突してスカルが
形成され、極端な場合には側部堰上端からこぼれ落ちて
しまい得る。本発明によれば、ノズルピース19Aの外
端部が取付ブラケット60の突起部71とノズル19の
凹部72との相互係合により、ノズルピース19Aの熱
膨張がノズルピース19A間の間隙により許される内方
運動により吸収されるよう、係合される。この簡単な手
段により、スカルの形成と鋳造溜め端での金属溢れ落ち
がなくなることが見いだされている。
重要なものではなく、ただノズル19外端のできるだけ
近くに位置決めするのが好ましいだけである。典型的に
は、長孔はノズル端から約160mmである。
であって、本発明がこれの詳細に限定されないのは勿論
である。特に、ノズルトラフに、図示した装置で示した
類いの側部開口を設けることは、現在のところ好ましい
ノズル形状ではあるが、本発明にとって不可欠ではな
い。本発明は、溶融金属を端から注ぐ、あらゆる形のノ
ズルに適用できる。
び、双ロール鋳造装置の鋳造溜めへと溶融金属を供給す
る耐火ノズルによれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。
の一定流を供給して非常に均一な溶融金属流を達成する
ので一定の流量を維持し、それにより三重域を通る高温
金属の非常に均一な流れを達成し、結果として制御流は
ストリップ端を適切に形成することができる。
取付・保持して鋳造時の熱膨張によるノズル端の動きを
防止するので、溜めの三重点域への金属流に生じるわず
かな変動を抑え、溜めの三重点域での欠陥発生を減らす
ことができる。
ノズルピース間の間隙により許される内方運動により吸
収されるよう、ノズルピースの外端部が係合されるの
で、スカルの形成と鋳造溜め端での金属溢れ落ちがなく
なる。
連続ストリップ鋳造装置を示す。
む図1に示した双ロール鋳造装置の要部の縦断面図であ
る。
である。
平面図である。
る。
ある。
縦断面図である。
ある。
た斜視図である。
る。
Claims (15)
- 【請求項1】 相互間にロール間隙を形成する一対の平
行な鋳造ロールと、ロール間隙上方にロール間隙に沿っ
て延び、端同士を向かい合わせて配した2つの分離した
細長ピースで形成された細長の金属供給のノズルと、ノ
ズルが上方に且つロール間隙に沿って延びて溶融金属を
ロール間隙へと送給するようノズルピースを支持するノ
ズル支持手段と、ロール間隙端での1対の溜め形成クロ
ージャとを設けた金属ストリップ鋳造装置において、ノ
ズルの二つの外端に金属出口通路を形成して、溶融金属
流を溜め形成クロージャの方へと向かわせること、ノズ
ルピース間に間隙があり前記ノズル支持手段の内側に配
したこれらのノズルピース部分が長手方向内向きに自由
に膨脹できて鋳造時のノズルの熱膨張を吸収できるよ
う、ノズルピース外端部をノズル支持手段により係合さ
せること、及び、ノズル支持手段と外端部との係合によ
り、ノズルピースの外方長手方向熱膨張が制限されるこ
とを特徴とする、金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項2】 ノズル支持手段とノズルピースの端部に
相互係合する突起部と凹部とを設けてノズル支持手段と
ノズルピース外端部との係合を提供する、請求項1に記
載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項3】 突起部がノズル支持手段の耳部の形状を
しており、凹所がノズルピースの端部に形成される、請
求項2に記載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項4】 ノズル支持手段が、ノズルピースの内外
端を支持する取付ブラケットで構成され、耳部が取付ブ
ラケット内に形成されてノズルピース外端を支持する、
請求項3に記載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項5】 取付ブラケットがノズルピースの側壁に
係合する、請求項4に記載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項6】 取付ブラケットが各ノズルピース各端に
1対ずつ設けられた、請求項4又は5に記載の金属スト
リップ鋳造装置。 - 【請求項7】 ノズル外端を支持する取付ブラケットの
1つ又は各々に耳部を設け、対応するノズル端に凹所を
設ける、請求項6に記載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項8】 ノズルピースに横方向外方に突出した側
部フランジを形成し、凹所をこれら側部フランジに長孔
状に形成した、請求項3乃至7のいずれかに記載の金属
ストリップ鋳造装置。 - 【請求項9】 ノズルピースを、分配器からの分離した
溶融金属流を受ける上方に開口した細長のノズルトラフ
と、溶融金属をノズルトラフから鋳造溜めへと送給する
ノズルトラフ出口手段と、各々が分配器からの分離溶融
金属流を受けてその溶融金属をノズル端での金属出口通
路に供給する、ノズルの二つの端部での溶融金属のリザ
ーバを形成する外端形成部とで構成した、請求項1乃至
8のいずれかに記載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項10】 各リザーバが対応するノズルトラフか
ら壁により分離され、リザーバが満杯になった場合には
壁を越えて溶融金属がリザーバからノズルトラフへと流
入できる、請求項9に記載の金属ストリップ鋳造装置。 - 【請求項11】 ノズルを、端同士を向かい合わせて配
置してノズルを形成できる1対の細長のノズルピースで
構成し、該ノズルピースに、各々上方に開いた細長のノ
ズルトラフと、溶融金属をノズルトラフからノズル外方
へと供給するノズルトラフ出口手段と、ノズルの二つの
端部で溶融金属のリザーバを形成する外端形成部と、前
記リザーバから延びて溶融金属流をリザーバからノズル
外端部の下方へと向かわせる流路と、ノズルピース外端
部の外側壁に形成してノズル支持部との係合によりノズ
ルピースの外方長手方向熱膨張を制限するようにした凹
所とを設けることを特徴とする、双ロール鋳造装置の鋳
造溜めへと溶融金属を供給する耐火ノズル。 - 【請求項12】 ノズルピースに横方向外方に突出した
側部フランジを形成し、凹所をこれら側部フランジに形
成した長孔とする、請求項11に記載の双ロール鋳造装
置の鋳造溜めへと溶融金属を供給する耐火ノズル。 - 【請求項13】 ノズル各端に1つの長孔を設けた、請
求項12に記載の双ロール鋳造装置の鋳造溜めへと溶融
金属を供給する耐火ノズル。 - 【請求項14】 ノズル各端に1対の長孔を、ノズル各
側に1つずつ設けた、請求項12に記載の双ロール鋳造
装置の鋳造溜めへと溶融金属を供給する耐火ノズル。 - 【請求項15】 各リザーバが対応するノズルトラフか
ら壁により分離され、溜めが満杯になった場合には壁を
越えて溶融金属が溜めからノズルトラフへと流入でき
る、請求項11乃至14のいずれかに記載の双ロール鋳
造装置の鋳造溜めへと溶融金属を供給する耐火ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
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