JPH1149575A - 不定形耐火物 - Google Patents

不定形耐火物

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JPH1149575A
JPH1149575A JP9219003A JP21900397A JPH1149575A JP H1149575 A JPH1149575 A JP H1149575A JP 9219003 A JP9219003 A JP 9219003A JP 21900397 A JP21900397 A JP 21900397A JP H1149575 A JPH1149575 A JP H1149575A
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sodium
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raw material
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Noboru Nakamura
登 中村
Koji Saito
幸治 斎藤
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実使用に問題のない耐火性、断熱性、炉内物
質との難反応性、適正な強度、熱履歴による容積安定性
と亀裂剥離の発生小等の特性を維持すると共に、特に築
炉時の易作業性（適正な施工水分幅、混練後品搬送のた
めの圧送抵抗小、流し込み時の高流動性）を具備させ
る。 【解決手段】 工業炉の耐火ライニングの形成及び補修
用として用いられる圧送可能な耐火物であって、粒径
５．０〜０．１２５ｍｍの耐火骨材と、アルミナセメン
トと、保水材とによって１００重量％になるように構成
してなる原料を使用して、その原料に、添加材として、
外掛けで、０．００１〜０．０５重量％の糊剤と、０．
００１〜０．１重量％の減水剤と、粒径２ｍｍ以下であ
る顆粒状あるいは粉末状の界面活性剤０．００１〜０．
０５重量％とを加えた不定形耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業窯炉の耐火ラ
ンニングの形成及び補修用として用いられる圧送可能な
不定形耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業窯炉の耐火ランニングの形成及び補
修用として用いられる圧送可能な不定形耐火物が具備す
べき特性として次のものが挙げられる。
【０００３】（ａ）耐火性、（ｂ）断熱性、（ｃ）炉内
物質との難反応性、（ｄ）適性な強度、（ｅ）熱履歴に
よる容積安定性、（ｆ）亀裂剥離の発生が小、（ｇ）易
解体性、（ｈ）解体時の良好な作業環境の維持、（ｉ）
解体品廃棄物の無公害、（ｊ）築炉時の易作業性。たと
えば、適正な施工水分幅、混練後品搬送のための圧送抵
抗小、流し込み時の高流動性。
【０００４】従来の圧送用不定形耐火物は、主として骨
材原料の粒度構成や増粘剤を考慮して圧送可能な不定形
耐火物としている。
【０００５】さらに圧送性を高めるために、施工現場に
おいて液状洗剤等の界面活性剤の添加が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような界面活性剤
の施工現場における添加については、適正な量の測定が
難しい。また、均一分散にも問題が生じる。そのため、
施工体の特性の大きな低下や施工体の均一性を損なうと
ともに、現場作業での繁雑さや耐用の低下に繋がってい
る。
【０００７】本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてさ
れたものであって、実際の使用に問題の生じない耐火
性、断熱性、炉内物質との難反応性、適正な強度、熱履
歴による容積安定性と亀裂剥離の発生小等の特性を維持
すると共に、特に築炉時の易作業性（適正な施工水分
幅、混練後品搬送のための圧送抵抗小、流し込み時の高
流動性）を具備させることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、工業窯炉の
耐火ランニングの形成及び補修用として用いられる圧送
可能な不定形耐火物を改良したものである。
【０００９】本発明においては、工業炉の耐火ライニン
グの形成及び補修用として用いられる圧送可能な耐火物
において、次のような原料に極めて少量の添加材を加え
ている。
【００１０】本発明で使用する原料は、粒径５．０〜
０．１２５ｍｍの耐火骨材と、アルミナセメントと、保
水材とによって１００重量％になるように構成してなる
原料である。
【００１１】本発明に使用する添加材は、外掛けで、
０．００１〜０．０５重量％の糊剤と、０．００１〜
０．１重量％の減水剤と、粒径２ｍｍ以下である顆粒状
あるいは粉末状の界面活性剤０．００１〜０．０５重量
％である。
【００１２】本発明の別の態様は、工業炉の耐火ライニ
ングの形成及び補修用として用いられる圧送可能で、か
つ原料に少量の添加材を加えた耐火物であって、前記原
料が、耐火骨材と、微粉原料と、アルミナセメントと、
保水材とによって１００重量％になる原料である。
【００１３】前記耐火骨材は、気孔率が１０％以下で、
粒径が５．０〜０．１２５ｍｍであるアルミナ、ムライ
ト、シャモット、珪石、炭化珪素の一種以上からなる耐
火骨材であり、割合は５５〜７５重量％である。
【００１４】前記微粉原料は、０．１２５ｍｍの篩を重
量割合で９５％以上通過するアルミナ、ムライト、シャ
モット、珪石、炭化珪素、マイクロシリカの一種以上か
らなる微粉原料であり、割合は、１４〜３４重量％であ
る。
【００１５】前記アルミナセメントは、ＪＩＳの１種、
２種、３種、４種のいずれか一種以上からなるアルミナ
セメントであり、その割合は、１０〜２０重量％であ
る。
【００１６】前記保水材は、ベントナイト、スメクタイ
ト、粘土のいずれか一種以上からなる保水材であり、そ
の割合は、０．５〜５重量％である。
【００１７】また、前記添加材は、外掛けで、メチルセ
ルロース、アルギン酸ソーダのいずれか一方又は双方か
らなる糊剤０．００１〜０．０５重量％と、リン酸ソー
ダ、リン酸ガラス、ポリカルボン酸の一種以上からなる
減水剤０．００１〜０．１重量％と、粒径が１ｍｍ以下
である顆粒状あるいは粉末状の界面活性材０．００１〜
０．０５重量％とからなる。
【００１８】好ましくは、前記界面活性剤が、直鎖アル
キルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル、アルキル硫酸エステルナトリウ
ム、脂肪酸ナトリウム、アルカイルオキシベンゼンスル
ホン酸ナトリウムの一種以上である。
【００１９】また、本発明の別の態様は、工業炉の耐火
ライニングの形成および補修剤として用いられる圧送可
能な耐火物であって、次のように所定の原料にごく少量
の添加材を加えて改良したものである。
【００２０】原料としては、気孔率が１０％以下で、粒
径が５．０〜０．１２５ｍｍであるアルミナ、ムライ
ト、シャモット、珪石、炭化珪素の一種以上からなる耐
火骨材５５〜７５重量％と、０．１２５ｍｍの篩を重量
割合で９５％以上通過するアルミナ、ムライト、シャモ
ット、珪石、炭化珪素、マイクロシリカの一種以上から
なる微粉原料１４〜３４重量％と、ＪＩＳの１種、２
種、３種、４種のいずれか一種以上からなるアルミナセ
メント１０〜２０重量％と、ベントナイト、スメクタイ
ト、粘土のいずれか一種以上からなる保水材０．５〜５
重量％とを使用し、これらによって１００重量％にす
る。
【００２１】また、添加剤としては、外掛けで、メチル
セルルロース、アルギン酸ソーダのいずれか一方又は双
方からなる糊剤０．００１〜０．０５重量％と、リン酸
ソーダ、リン酸ガラス、ポリカルボン酸の一種以上から
なる減水剤０．００１〜０．１重量％と、粒径２ｍｍ以
下である顆粒状あるいは粉末状の界面活性剤０．００１
〜０．０５重量％とを使用する。
【００２２】しかも、（Ｄ）前記耐火骨材について、粒
径が１．０〜０．５ｍｍのカイアナイト、アンダルサイ
トの残存膨脹性原料の一方または双方により５〜２０重
量％置換する。
【００２３】この場合も、界面活性剤は、直鎖アルキル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、アルキル硫酸エステルナトリウム、脂
肪酸ナトリウム、アルカノイルオキシベンゼンスルホン
酸ナトリウムの一種以上からなることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の構成上の主な特徴は、界
面活性剤を粒径１ｍｍ以下の顆粒状または粉末状の添加
材として加えることである。
【００２５】本発明の構成要素としては、耐火骨材、微
粉原料、アルミナセメント、保水材（本願明細書におい
ては、以上のものを便宜的に原料と称する）と、糊剤、
減水剤、界面活性剤（本願明細書においては、以上のも
のを便宜的に添加材と称する）を使用する。
【００２６】まず、原料について述べる。
【００２７】耐火骨材 耐火骨材は、アルミナ骨材、ムライト骨材、シャモット
骨材、珪石骨材、炭化珪素骨材の１種又は２種以上であ
る。気孔率は１０％以下とする。原料中の含有率は５５
〜７５重量％である。
【００２８】このような耐火骨材について、粒径が１．
０〜０．５ｍｍのカイアナイト、アンダルサイトの残存
膨脹性原料の一方または双方により５〜２０重量％置換
することも可能である。
【００２９】微粉原料 微粉原料は、アルミナ微粉、ムライト微粉、シャモット
微粉、珪石微粉、炭化珪素微粉、マイクロシリカ微粉の
１種又は２種以上である。０．１２５ｍｍのフルイを重
量割合で９５％以上通過したものが好ましい。原料中の
含有割合は、１４〜３４重量％である。
【００３０】アルミナセメント アルミナセメントは、ＪＩＳの１種、２種、３種、４種
の１種又は２種以上である。原料中の割合は、１０〜２
０重量％である。
【００３１】保水材 保水材は、ベントナイト、スメクタイト、粘土の１種又
は２種以上である。原料中の割合は、０．５〜５重量％
である。
【００３２】次は、添加材について述べる。
【００３３】糊剤（増粘剤） 糊剤は、メチルセルロース、アルギン酸ソーダの１種又
は２種である。原料１００重量％に対する含有割合は、
外掛けで０．００１〜０．０５重量％である。
【００３４】減水剤 減水剤はリン酸ソーダ、リン酸ガラス、ポリカルボン酸
の１種又は２種以上である。原料１００重量％に対する
含有割合は、外掛けで０．００１〜０．１重量％であ
る。
【００３５】界面活性剤（洗剤） 界面活性剤は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキル
硫酸エステルナトリウム、脂肪酸ナトリウム、アルカイ
ルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムの一種以上であ
る。原料１００重量％に対する含有割合は、外掛けで
０．００１〜０．０５重量％である。
【００３６】
【実施例】本発明で使用する耐火骨材、微粉原料アルミ
ナセメント、保水材及び界面活性剤について説明する。
【００３７】耐火骨材 実際の使用に問題のない特性を維持し、更に築炉時の易
作業性（適正な施工水分幅、混練後品搬送のための圧送
抵抗小、流し込み時の高流動性）を具備するために、気
孔率が１０％以下でなおかつ粒径が５．０〜０．１２５
ｍｍ間のアルミナ、ムライト、シャモット、珪石、炭化
けい素等の耐火骨材の一種以上を原料中７５〜５５重量
％使用する。
【００３８】骨材を気孔率１０％以下に限定する理由は
次のとおりである。
【００３９】ホースやパイプの中を搬送したり、搬送後
に流し込みを行なうために、適正な水分を加え、予め混
練している。骨材の気孔率が１０％以上になると、混練
後にホースやパイプの中を搬送するために圧力を加える
と、搬送や流し込みのために適正量添加された水分の一
部が骨材の気孔内に侵入し、圧送に適正な水分が不足す
ることになり、圧送できない状態になる可能性がある。
それを見越して必要以上の水分を添加しておくと、流し
込み施工体の特性低下を起す。
【００４０】耐火骨材の最大粒径を５．０ｍｍとしたの
は、混練後品搬送のための圧送抵抗を小さくするためで
ある。
【００４１】また、この粒度域の添加量が７５重量％を
越えると、実際の使用に問題のない特性の低下をきた
す。該粒度域の添加量が５５重量％以下となると、微粉
量の増加により収縮の増加や耐熱衝撃性、強度、容積安
定性等が低下し、耐用の低下もきたす。
【００４２】最大粒径は、４．０ｍｍ程度が望ましい。
また、該粒度域の添加量は、７２〜５７重量％が望まし
い。
【００４３】とくに、耐火骨材（粒度：５．０〜０．１
２５ｍｍ）の主成分の好適な例を次に示す。 ・アルミナ骨材：Ａｌ2 Ｏ3 分が８０〜９９．９重量
％、ＳｉＯ2 分が０．０５〜１９．９重量％ ・ムライト骨材：Ａｌ2 Ｏ3 分が５０〜８０重量％、Ｓ
ｉＯ2 分が１９．９〜４９．９重量％ ・シャモット骨材：Ａｌ2 Ｏ3 分が２０〜５０重量％、
ＳｉＯ2 分が４９．９〜７９．９重量％ ・珪石骨材：ＳｉＯ2 分が９０％重量以上 ・炭化珪素骨材：ＳｉＯ2 分が８５％重量以上微粉原料 ０．１２５ｍｍの篩を９５％以上通過するアルミナ、ム
ライト、シャモット、珪石、炭化けい素、マイクロシリ
カの微粉原料の一種以上を選択し、原料中１４〜３４重
量％使用する。
【００４４】微粉原料の添加量が１４重量％以下では、
圧送性の低下及び強度等の特性の低下をきたし、添加量
が３４重量％以上では、収縮の増加や強度、容積安定性
等が低下する。
【００４５】とくに、微粉原料の総添加量は、原料中１
５〜３０重量％が望ましい。
【００４６】微粉原料（粒度：０．１２５ｍｍの篩を９
５％以上通過したもの）の主成分または内容の好適な例
を次に示す。 ・アルミナ微粉：Ａｌ2 Ｏ3 分が８０〜９９．９重量
％、ＳｉＯ2 分が０．０５〜１９．９重量％ ・ムライト微粉：Ａｌ2 Ｏ3 分が５０〜８０重量％、Ｓ
ｉＯ2 分が１９．９〜４９．９重量％ ・シャモット微粉：Ａｌ2 Ｏ3 分が２０〜５０重量％、
ｍＳｉＯ2 分が４９．９〜７９．９重量％ ・珪石微粉：ＳｉＯ2 分が９０重量％以上 ・炭化珪素微粉：ＳｉＯ2 分が８５重量％以上 ・マイクロシリカ微粉：ＳｉＯ2 分が９０％以上アルミナセメント アルミナセメントの含有量は、原料中１０〜２０重量％
が望ましい。
【００４７】アルミナセメントとしては、ＪＩＳ１種、
ＪＩＳ２種、ＪＩＳ３種、ＪＩＳ４種が好ましい。
【００４８】保水材 保水材の含有量は、原料中０．５〜５重量％が好まし
い。
【００４９】保水材としては、ベントナイトや、スメク
タイトが好ましい。
【００５０】界面活性剤 界面活性剤は各種添加材のうち最も重要なものであり、
その一例は洗剤である。たとえば、耐火骨材や微粉原料
（硬化剤を含む）の原料の合量１００重量％に対し、直
鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル、アルキル硫酸エステルナト
リウム、脂肪酸ナトリウム、アルカノイルオキシベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム等を主成分とした界面活性剤の
一種以上について粒径が２．０ｍｍ以下の顆粒状あるい
は粉末状としたものを外掛けで０．００１〜０．０５重
量％添加する。
【００５１】このような界面活性剤の添加量が０．００
１重量％以下では圧送性の改善効果が得られず、０．０
５重量％以上では、強度等の特性の低下をきたす。
【００５２】また、本発明の他の添加材の好適な例を次
に示す。 ・糊剤：メチルセルロース、アルギン酸ソーダが、０．
００１〜０．０５重量％ ・減水剤：リン酸ソーダ、リン酸ガラス、ポリカルボン
酸が、０．００１〜０．１重量％ ・粘土：Ａｌ2 Ｏ3 分が２５〜４５重量％、ＳｉＯ2 分
が４０〜５５重量％実施例１〜１０と比較例１１〜１５ 以下、本発明の実施例１〜５及び比較例６〜８を説明す
る。
【００５３】図１は、圧送試験装置の概略を示す。
【００５４】図１において、混練用ミキサー１は、所定
の配合割合で各種原料を混合して混合物を作るものであ
る。その混合物は、スクイズ式の圧送ポンプ２により圧
送用パイプ３を介して受けパイプ４に圧送し、さらに受
け容器５内に入れる。
【００５５】表１に示す各配合割合になるように、耐火
骨材、微粉原料等の原料や、微量の保水剤、界面活性剤
等の各種添加材を配合し、所定の水分を添加した後、図
１のミキサー１にて１分間混練した後に、４０×４０×
１６０ｍｍの型枠に流し込んで成形し、物性評価試験用
サンプルとする。
【００５６】また、圧送性については、スクイズ式圧送
（型式ＰＣ−０５）により、図１の圧送試験装置を作動
し、混合物を圧送ポンプ２により圧送用パイプ３及びけ
パイプ４を経て受け容器５に入れる。スクイズ式の圧送
ポンプ２のモーターの無負荷時電流値と供試材の定常搬
送時の電流値の差を比較し、これらの電流値の差が小さ
い程、圧送性が良好であると評価した。
【００５７】実施例１〜１０、比較例１１〜１５の配合
内容と評価試験結果を表１に示す。
【００５８】評価試験の結果、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
１０については、いずれも使用に問題ない強度等の特性
が得られており、又、圧送性も良好である。
【００５９】比較例Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５について
は、圧送性は良好であるが、強度等の特性低下が大き
い。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【発明の効果】本発明により、実際の使用に問題のない
程度の特性を維持するとともに、施工現場での作業の繁
雑さを無くし、併せて良好な圧送性が得られ、その結
果、各種工業窯炉への使用が容易となり、また、均質な
施工体がえられるようになった。
【００６２】メチルセルロース等の糊剤（増粘剤）の若
干の増量や、保水材との組み合わせの調整により、本発
明の不定形耐火物は、コテ塗り材としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に用いる不定形耐火物の
圧送試験装置の概略を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 混練用ミキサー ２ スクイズ式圧送ポンプ ３ 圧送用パイプ ４ 受けパイプ ５ 受け容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｄ 1/16 Ｆ２７Ｄ 1/16 Ｗ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）工業炉の耐火ライニングの形成及
    び補修用として用いられる圧送可能な耐火物であって、 （Ｂ）粒径５．０〜０．１２５ｍｍの耐火骨材と、アル
    ミナセメントと、保水材とによって１００重量％になる
    ように構成してなる原料に、 （Ｃ）添加材として、外掛けで、０．００１〜０．０５
    重量％の糊剤と、０．００１〜０．１重量％の減水剤
    と、粒径２ｍｍ以下である顆粒状あるいは粉末状の界面
    活性剤０．００１〜０．０５重量％とを加えたことを特
    徴とする不定形耐火物。
  2. 【請求項２】 （Ａ）工業炉の耐火ライニングの形成及
    び補修用として用いられる圧送可能で、かつ原料に少量
    の添加材を加えた耐火物であって、 （Ｂ）前記原料が、 気孔率が１０％以下で、粒径が５．０〜０．１２５ｍｍ
    であるアルミナ、ムライト、シャモット、珪石、炭化珪
    素の一種以上からなる耐火骨材５５〜７５重量％と、 ０．１２５ｍｍの篩を重量割合で９５％以上通過するア
    ルミナ、ムライト、シャモット、珪石、炭化珪素、マイ
    クロシリカの一種以上からなる微粉原料１４〜３４重量
    ％と、 ＪＩＳの１種、２種、３種、４種のいずれか一種以上か
    らなるアルミナセメント１０〜２０重量％と、 ベントナイト、スメクタイト、粘土のいずれか一種以上
    からなる保水材０．５〜５重量％とによって１００重量
    ％になる原料であり、 （Ｃ）前記添加材が、外掛けで、 メチルセルロース、アルギン酸ソーダのいずれか一方又
    は双方からなる糊剤０．００１〜０．０５重量％と、 リン酸ソーダ、リン酸ガラス、ポリカルボン酸の一種以
    上からなる減水剤０．００１〜０．１重量％と、 粒径が１ｍｍ以下である顆粒状あるいは粉末状の界面活
    性材０．００１〜０．０５重量％とからなる添加材であ
    ることを特徴とする不定形耐火物。
  3. 【請求項３】 界面活性剤が直鎖アルキルベンゼンスル
    ホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
    ル、アルキル硫酸エステルナトリウム、脂肪酸ナトリウ
    ム、アルカイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムの
    一種以上であることを特徴とする請求項１または２に記
    載の不定形耐火物。
  4. 【請求項４】 （Ａ）工業炉の耐火ライニングの形成お
    よび補修剤として用いられる圧送可能な耐火物であっ
    て、 （Ｂ）気孔率が１０％以下で、粒径が５．０〜０．１２
    ５ｍｍであるアルミナ、ムライト、シャモット、珪石、
    炭化珪素の一種以上からなる耐火骨材５５〜７５重量％
    と、 ０．１２５ｍｍの篩を重量割合で９５％以上通過するア
    ルミナ、ムライト、シャモット、珪石、炭化珪素、マイ
    クロシリカの一種以上からなる微粉原料１４〜３４重量
    ％と、 ＪＩＳの１種、２種、３種、４種のいずれか一種以上か
    らなるアルミナセメント１０〜２０重量％と、 ベントナイト、スメクタイト、粘土のいずれか一種以上
    からなる保水材０．５〜５重量％とによって原料１００
    重量％になる原料に、 （Ｃ）添加材として、外掛けで、 メチルセルルロース、アルギン酸ソーダのいずれか一方
    又は双方からなる糊剤０．００１〜０．０５重量％と、 リン酸ソーダ、リン酸ガラス、ポリカルボン酸の一種以
    上からなる減水剤０．００１〜０．１重量％と、 粒径が２ｍｍ以下である顆粒状あるいは粉末状の界面活
    性剤０．００１〜０．０５重量％とを添加し、しかも、 （Ｄ）前記耐火骨材について、粒径が１．０〜０．５ｍ
    ｍのカイアナイト、アンダルサイトの残存膨脹性原料の
    一方または双方により５〜２０重量％置換したことを特
    徴とする不定形耐火物。
  5. 【請求項５】 界面活性剤が直鎖アルキルベンゼンスル
    ホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
    ル、アルキル硫酸エステルナトリウム、脂肪酸ナトリウ
    ム、アルカノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム
    の一種以上からなることを特徴とする請求項４記載の不
    定形耐火物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019127401A (ja) * 2018-01-22 2019-08-01 黒崎播磨株式会社 不定形耐火物
CN113185298A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 贵阳联合高温材料有限公司 一种微孔高热导SiC基接包衬制品及其制备方法和应用

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