JPS6138248B2 - - Google Patents
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- JPS6138248B2 JPS6138248B2 JP7993480A JP7993480A JPS6138248B2 JP S6138248 B2 JPS6138248 B2 JP S6138248B2 JP 7993480 A JP7993480 A JP 7993480A JP 7993480 A JP7993480 A JP 7993480A JP S6138248 B2 JPS6138248 B2 JP S6138248B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/32—Blowing from above
Landscapes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
この発明はMn5〜40%含有する高マンガン鋼を
低コストで高能率に製造する方法に関する。 最近高価な高Niオーステナイトステンレスに
かえて、Mn18%程度を含有するいわゆる高マン
ガンオーステナイト鋼(以下高マンガン鋼とい
う)が、非磁性鋼材あるいは低温用材料等として
注目されつつある。このような高マンガン鋼を製
造する方法としては転炉等により低炭素の普通溶
鋼を溶製しこれに金属マンガンを添加含有させて
所定のMn%となし製造されている。しかし金属
マンガンは非常に高価でありこれを多量に使用す
るためコスト高になる欠点がある。このため金属
マンガンにかえて一般の合金鉄として使用される
高炭素フエロマンガン(以下HC−Fe・Mnとい
う)を使用して製造する方法が試みられている。 しかしながら溶鋼中のMnを18%程度まで高含
有させるためにはHC−Fe・Mnの添加量は多く
なりHC−Fe・Mn中のCにより溶鋼中のCが1.5
〜2.0%程度に上昇する。この溶鋼を通常の高Mn
鋼とするためにはCを0.45%程度に脱炭精錬する
必要がある。 通常高炭素溶鋼の脱炭する反応は下記式で表わ
される。 C+O=CO(ガス) ………(1) この反応は平衡定数Kcによつて脱炭が進行す
るこのKcは次式に与えられる。 logKc(=logPCO/ac・ap)=1160/T+2.003
………(2) ここで PCO:COガスの分圧、 ac:Cの活量、 ap:Oの活量、 T:温度、 (2)式において温度T一定、ap一定であればPC
Oを低下させればacが低下し脱炭が進行する。 また精錬炉溶面下羽口から不活性ガスAr、N2
等を吹き込む場合は希釈効果により発生するCO
ガスの分圧PCOを低下させて脱炭を進める。この
場合のPCOは次式によつて表わされる。 PCO=VCO/VCO+VAr・PA11………(3) ここで VCO:COガスの体積、 VAr:Arの体積、 PA11:全体圧、 このような諸反応により脱炭精錬を行なう精錬
方法として従来から転炉による酸素上吹き法、
AOD法、VOD法等が行なわれるが、Mnが18
%程度もある高Mn鋼の精錬には種々の問題があ
る。 まずの転炉による酸素上吹き法による脱炭精
錬においては、通常の吹錬でまず低炭素普通鋼を
溶製した後HC−Fe・Mnを添加し同一炉で脱炭
精錬を行なうので熱損失もなく作業能率もよいと
いう利点はあるが、前記した(2)式のPCOがほぼ大
気圧でで溶鋼の撹拌も小さいので、所定のCレベ
ルまで脱炭する間に溶鋼中のMnは多量に酸化し
てスラグ中のMnOとして移行しMnの歩留を非常
に悪化する欠点がある。 のAOD法による脱炭精錬は溶鋼中に炉底部
羽口からO2とArを混合して吹き込む脱炭精錬法
であり、前記した(2)式に示すPCOを低下させ又(3)
式に示す希釈効果もあり、脱炭を促進させる効果
はある。したがつて高Mn鋼の精錬は可能であ
る。しかしながら溶鋼中にO2ガスを吹き込むた
め溶鋼中のMnが羽口付近でMnOとなりその局部
発熱のため羽口ノズルが溶損する。又高融点の
MnOが発生するためノズル閉塞をおこす等操業
上のトラブルが多いという欠点がある。 またのVOD法による脱炭精錬であるが、こ
れは減圧下に上吹きランスO2ガスを吹込み、炉
底部よりポーラスプラグでArを供給するもので
前記した(2)式でのPCOを低下させ併せて炉底部か
らのArによる溶鋼の撹拌、さらに前記した(3)式
での全体圧PA11を低下させるという効果等脱炭
を促進させる効果はある。しかしながらこのよう
な高いMnを含有する溶鋼の精錬では全体圧PA11
を下げると溶鋼中のMnの蒸気圧が高いためMn蒸
気として放散され多量のMnが消費されるという
欠点がある。 この発明はこのような欠点を考慮してなされた
もので高C高Mnの溶鋼を鋼中のMnを消費するこ
となく低C高Mn鋼に脱炭精錬する方法を提供す
るものであつて、その要旨は、浴面下に羽口を設
けた転炉を用い、該浴面下羽口より不活性ガスを
供給しながら上吹きランスから酸素を吹込んで高
マンガン溶鋼を脱炭精錬することを特徴とする。
すなわち本発明の方法は上吹き転炉の浴面下に羽
口を設けた転炉を使用して、まず通常の上吹き法
により低炭素普通鋼を溶製し、除滓後所定のMn
%になるようにHC−Fe・Mnを添加し、高Mn溶
鋼となし、ついで溶面下羽口から不活性ガスを供
給しながら上吹きランスより酸素を吹き込み所定
のC%まで脱炭するものである。 このように本発明の精錬方法は通常の上吹き転
炉と同様に、低炭素普通鋼の溶製と、脱炭精錬と
を同一の炉で行なうため熱損失も少なく作業能率
もよい。又浴面下の羽口から不活性ガスを供給
し、上吹きランスから酸素を吹き込むので、
AOD法のようにノズルの閉塞、溶損等もなく、
又酸素の流量調節も自由に行なうことができる。
さらにVOD法のように高真空に減圧も行なわな
いのでMnの蒸発もない等数多くの利点をもつも
のである。 次に本発明の精錬方法は下記理由により造滓剤
を使用しないでも充分Mn歩留よく脱炭精錬する
ことができる。すなわちMnの酸化反応は次式に
表わされる。 Mn+O=MnO ………(4) この反応の平衡定数KMoは次式による。 logKMo(=logaMoO/aMo・ap) =12760/T−56.4 ………(5) ここで aMoO:MnOの活量、 aMo:Mnの活量、 ap:Oの活量、 T:温度、 (5)式においてKMoは同一温度では一定値となり
同一酸素活量apでMn濃度を大きくするためにa
MoOを大きくすればよい。このaMoOは造滓剤がな
いとほぼaMoO≒1となるが造滓剤があると1以
下になりMnは酸化されるからである。 しかしながら本発明精錬法ではある特性の組成
に調整した造滓剤を使用することによつてさらに
Mnの歩留よく脱炭精錬を進行させることができ
る。 高Mn溶鋼の精錬時のスラグ組成はFeO−MnO
の場合は(5)式に示すようにaMoO≒1である。し
かし実操業の場合は合金鉄からのSiが混入しFe
−Mn−Si系の溶鋼となりスラグもFeO−MnO−
SiO2系となりスラグ中のSiO2%が大きいとaMoO
<1となりこのようなスラグがあればMnの酸化
が多くなる。したがつて適正な造滓剤を使用して
Mnの酸化を抑制しなければならない。発明者ら
はCaO−SiO2−MnO−MgO−Al2O3−FeO系のス
ラグと18%Mn溶鋼との平衡実験を1600℃の温度
下で行ない次式(6)式で示される見掛けの平衡定数
K′Moを求めた。 K′Mo=〔MnO%〕/〔Mn%〕・ap =α/γFeO・〔MnO%〕/〔Mn%〕・〔Fe
O%〕………(6) ここで ap:溶鋼中のO2の活量、 γFeO:スラグ中のFeOの活量係数、 α:定数、 このK′Moが次式(7)式に示すスラグの塩基度
(B/A)に対する変化を求めた。 B/A=〔CaO%〕+〔MgO%〕+〔MnO%〕/
〔SiO2%〕+〔Al2O3〕 ………(7) その結果を第1図に示す。図中横軸は塩基度
B/Aであつて縦軸はK′Moである。図に示すよう
にB/Aが3.0付近が最少値を示し2〜4が同一
脱炭レベルではMnがスラグへ移行するのが少な
くなる。 図中点線(横線)は造滓剤を添加しない場合の
K′Moを示す。例えばSiO2%が多くなりB/Aが
2以下又は4以上になると図中の点線以上になり
造滓剤を添加しない場合よりも添加した方がMn
がスラグ中に移行し易くなる。以上の実験結果か
ら塩基度B/Aは2〜4にすべきである。 実施例 上吹き転炉により溶製した低C普通鋼1540Kgに
低燐HC−Fe・Mn(Mn含有量78%)460Kgを添
加し18%Mnの高マンガン溶鋼を用意した、その
組成を第1表に示す。
低コストで高能率に製造する方法に関する。 最近高価な高Niオーステナイトステンレスに
かえて、Mn18%程度を含有するいわゆる高マン
ガンオーステナイト鋼(以下高マンガン鋼とい
う)が、非磁性鋼材あるいは低温用材料等として
注目されつつある。このような高マンガン鋼を製
造する方法としては転炉等により低炭素の普通溶
鋼を溶製しこれに金属マンガンを添加含有させて
所定のMn%となし製造されている。しかし金属
マンガンは非常に高価でありこれを多量に使用す
るためコスト高になる欠点がある。このため金属
マンガンにかえて一般の合金鉄として使用される
高炭素フエロマンガン(以下HC−Fe・Mnとい
う)を使用して製造する方法が試みられている。 しかしながら溶鋼中のMnを18%程度まで高含
有させるためにはHC−Fe・Mnの添加量は多く
なりHC−Fe・Mn中のCにより溶鋼中のCが1.5
〜2.0%程度に上昇する。この溶鋼を通常の高Mn
鋼とするためにはCを0.45%程度に脱炭精錬する
必要がある。 通常高炭素溶鋼の脱炭する反応は下記式で表わ
される。 C+O=CO(ガス) ………(1) この反応は平衡定数Kcによつて脱炭が進行す
るこのKcは次式に与えられる。 logKc(=logPCO/ac・ap)=1160/T+2.003
………(2) ここで PCO:COガスの分圧、 ac:Cの活量、 ap:Oの活量、 T:温度、 (2)式において温度T一定、ap一定であればPC
Oを低下させればacが低下し脱炭が進行する。 また精錬炉溶面下羽口から不活性ガスAr、N2
等を吹き込む場合は希釈効果により発生するCO
ガスの分圧PCOを低下させて脱炭を進める。この
場合のPCOは次式によつて表わされる。 PCO=VCO/VCO+VAr・PA11………(3) ここで VCO:COガスの体積、 VAr:Arの体積、 PA11:全体圧、 このような諸反応により脱炭精錬を行なう精錬
方法として従来から転炉による酸素上吹き法、
AOD法、VOD法等が行なわれるが、Mnが18
%程度もある高Mn鋼の精錬には種々の問題があ
る。 まずの転炉による酸素上吹き法による脱炭精
錬においては、通常の吹錬でまず低炭素普通鋼を
溶製した後HC−Fe・Mnを添加し同一炉で脱炭
精錬を行なうので熱損失もなく作業能率もよいと
いう利点はあるが、前記した(2)式のPCOがほぼ大
気圧でで溶鋼の撹拌も小さいので、所定のCレベ
ルまで脱炭する間に溶鋼中のMnは多量に酸化し
てスラグ中のMnOとして移行しMnの歩留を非常
に悪化する欠点がある。 のAOD法による脱炭精錬は溶鋼中に炉底部
羽口からO2とArを混合して吹き込む脱炭精錬法
であり、前記した(2)式に示すPCOを低下させ又(3)
式に示す希釈効果もあり、脱炭を促進させる効果
はある。したがつて高Mn鋼の精錬は可能であ
る。しかしながら溶鋼中にO2ガスを吹き込むた
め溶鋼中のMnが羽口付近でMnOとなりその局部
発熱のため羽口ノズルが溶損する。又高融点の
MnOが発生するためノズル閉塞をおこす等操業
上のトラブルが多いという欠点がある。 またのVOD法による脱炭精錬であるが、こ
れは減圧下に上吹きランスO2ガスを吹込み、炉
底部よりポーラスプラグでArを供給するもので
前記した(2)式でのPCOを低下させ併せて炉底部か
らのArによる溶鋼の撹拌、さらに前記した(3)式
での全体圧PA11を低下させるという効果等脱炭
を促進させる効果はある。しかしながらこのよう
な高いMnを含有する溶鋼の精錬では全体圧PA11
を下げると溶鋼中のMnの蒸気圧が高いためMn蒸
気として放散され多量のMnが消費されるという
欠点がある。 この発明はこのような欠点を考慮してなされた
もので高C高Mnの溶鋼を鋼中のMnを消費するこ
となく低C高Mn鋼に脱炭精錬する方法を提供す
るものであつて、その要旨は、浴面下に羽口を設
けた転炉を用い、該浴面下羽口より不活性ガスを
供給しながら上吹きランスから酸素を吹込んで高
マンガン溶鋼を脱炭精錬することを特徴とする。
すなわち本発明の方法は上吹き転炉の浴面下に羽
口を設けた転炉を使用して、まず通常の上吹き法
により低炭素普通鋼を溶製し、除滓後所定のMn
%になるようにHC−Fe・Mnを添加し、高Mn溶
鋼となし、ついで溶面下羽口から不活性ガスを供
給しながら上吹きランスより酸素を吹き込み所定
のC%まで脱炭するものである。 このように本発明の精錬方法は通常の上吹き転
炉と同様に、低炭素普通鋼の溶製と、脱炭精錬と
を同一の炉で行なうため熱損失も少なく作業能率
もよい。又浴面下の羽口から不活性ガスを供給
し、上吹きランスから酸素を吹き込むので、
AOD法のようにノズルの閉塞、溶損等もなく、
又酸素の流量調節も自由に行なうことができる。
さらにVOD法のように高真空に減圧も行なわな
いのでMnの蒸発もない等数多くの利点をもつも
のである。 次に本発明の精錬方法は下記理由により造滓剤
を使用しないでも充分Mn歩留よく脱炭精錬する
ことができる。すなわちMnの酸化反応は次式に
表わされる。 Mn+O=MnO ………(4) この反応の平衡定数KMoは次式による。 logKMo(=logaMoO/aMo・ap) =12760/T−56.4 ………(5) ここで aMoO:MnOの活量、 aMo:Mnの活量、 ap:Oの活量、 T:温度、 (5)式においてKMoは同一温度では一定値となり
同一酸素活量apでMn濃度を大きくするためにa
MoOを大きくすればよい。このaMoOは造滓剤がな
いとほぼaMoO≒1となるが造滓剤があると1以
下になりMnは酸化されるからである。 しかしながら本発明精錬法ではある特性の組成
に調整した造滓剤を使用することによつてさらに
Mnの歩留よく脱炭精錬を進行させることができ
る。 高Mn溶鋼の精錬時のスラグ組成はFeO−MnO
の場合は(5)式に示すようにaMoO≒1である。し
かし実操業の場合は合金鉄からのSiが混入しFe
−Mn−Si系の溶鋼となりスラグもFeO−MnO−
SiO2系となりスラグ中のSiO2%が大きいとaMoO
<1となりこのようなスラグがあればMnの酸化
が多くなる。したがつて適正な造滓剤を使用して
Mnの酸化を抑制しなければならない。発明者ら
はCaO−SiO2−MnO−MgO−Al2O3−FeO系のス
ラグと18%Mn溶鋼との平衡実験を1600℃の温度
下で行ない次式(6)式で示される見掛けの平衡定数
K′Moを求めた。 K′Mo=〔MnO%〕/〔Mn%〕・ap =α/γFeO・〔MnO%〕/〔Mn%〕・〔Fe
O%〕………(6) ここで ap:溶鋼中のO2の活量、 γFeO:スラグ中のFeOの活量係数、 α:定数、 このK′Moが次式(7)式に示すスラグの塩基度
(B/A)に対する変化を求めた。 B/A=〔CaO%〕+〔MgO%〕+〔MnO%〕/
〔SiO2%〕+〔Al2O3〕 ………(7) その結果を第1図に示す。図中横軸は塩基度
B/Aであつて縦軸はK′Moである。図に示すよう
にB/Aが3.0付近が最少値を示し2〜4が同一
脱炭レベルではMnがスラグへ移行するのが少な
くなる。 図中点線(横線)は造滓剤を添加しない場合の
K′Moを示す。例えばSiO2%が多くなりB/Aが
2以下又は4以上になると図中の点線以上になり
造滓剤を添加しない場合よりも添加した方がMn
がスラグ中に移行し易くなる。以上の実験結果か
ら塩基度B/Aは2〜4にすべきである。 実施例 上吹き転炉により溶製した低C普通鋼1540Kgに
低燐HC−Fe・Mn(Mn含有量78%)460Kgを添
加し18%Mnの高マンガン溶鋼を用意した、その
組成を第1表に示す。
【表】
この溶鋼を()通常の造滓剤を使用した酸素
上吹き法、()造滓剤を使用しない酸素上吹き
法、()造滓剤を使用しないAOD法、()造
滓剤を使用しないVOD法、()造滓剤を使用し
ない本発明精錬法、()造滓剤を使用した本発
明精錬法で、それぞれ脱炭精錬した。 () 通常の造滓剤を使用した酸素上吹き法 酸素上吹き転炉を用いその実施条件を第2表
に、実験結果を第3表に示す。
上吹き法、()造滓剤を使用しない酸素上吹き
法、()造滓剤を使用しないAOD法、()造
滓剤を使用しないVOD法、()造滓剤を使用し
ない本発明精錬法、()造滓剤を使用した本発
明精錬法で、それぞれ脱炭精錬した。 () 通常の造滓剤を使用した酸素上吹き法 酸素上吹き転炉を用いその実施条件を第2表
に、実験結果を第3表に示す。
【表】
【表】
() 造滓剤を使用しない酸素上吹き法
酸素上吹き転炉を用いその実施条件を第4表
に、実施結果を第5表に示す。
に、実施結果を第5表に示す。
【表】
【表】
() 造滓剤を使用しないAOD法
精錬炉の炉底羽口よりO2とArを吹き込む
AOD炉によつて実施した実施条件を第6表
に、その結果を第7表に示す。
AOD炉によつて実施した実施条件を第6表
に、その結果を第7表に示す。
【表】
【表】
() 造滓剤を使用しないVOD法
減圧下O2上吹きランスと炉底ポーラスプラ
グによるAr吹き込みのVOD炉による実施条件
を第8表、実施結果を第9表に示す。
グによるAr吹き込みのVOD炉による実施条件
を第8表、実施結果を第9表に示す。
【表】
【表】
() 造滓剤を使用しない本発明精錬法
酸素上吹きランスと炉底羽口よりArを吹き
込む本発明精錬法による実施条件を第10表、実
施結果を第11表に示す。
込む本発明精錬法による実施条件を第10表、実
施結果を第11表に示す。
【表】
【表】
() 造滓剤を使用した本発明精錬法
酸素上吹きランスと炉底羽口よりArを吹き
込む本発明精錬法により造滓剤を使つた実施条
件を第12表、その実施結果を第13表に示す。
込む本発明精錬法により造滓剤を使つた実施条
件を第12表、その実施結果を第13表に示す。
【表】
【表】
第2図に精錬中におけるMn%のC%に対する
推移を()〜()の各方法を対比して示す。 実施例の各表に見られるように本発明精錬方法
は従来の酸素上吹き法、AOD法、VOD法の何れ
の精錬方法よりもMnの歩留がよく、脱炭精錬を
実施できることを示している。本発明精錬方法
は、第2図のMnの推移()及び()の曲線
に見られるように従来の何らの方法よりもすぐれ
た精錬方法である。
推移を()〜()の各方法を対比して示す。 実施例の各表に見られるように本発明精錬方法
は従来の酸素上吹き法、AOD法、VOD法の何れ
の精錬方法よりもMnの歩留がよく、脱炭精錬を
実施できることを示している。本発明精錬方法
は、第2図のMnの推移()及び()の曲線
に見られるように従来の何らの方法よりもすぐれ
た精錬方法である。
第1図はスラグの塩基度B/Aと平衡定数K′Mo
の関係図、第2図は精錬中におけるMn%のC%
に対する推移を示す図である。
の関係図、第2図は精錬中におけるMn%のC%
に対する推移を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 浴面下に羽口を設けた酸素上吹き転炉を用
い、上吹きランス吹錬により低炭素鋼を吹錬し除
滓したのち高炭素フエロマンガンを添加して所定
のマンガン%となし、ついで上記浴面下の羽口か
ら不活性ガスを供給しながら上吹きランスから酸
素を吹き込んで脱炭精錬することを特徴とする高
マンガン鋼の製造方法。 2 浴面下に羽口を設けた酸素上吹き転炉を用
い、上吹きランス吹錬により低炭素鋼を吹錬し除
滓したのち、高炭素フエロマンガンを添加して所
定のマンガン%となし、さらに造滓剤を下記式を
満足するスラグ組成に調整し、浴面下の羽口から
不活性ガスを供給しながら上吹きランスから酸素
を吹き込んで脱炭精錬することを特徴とする高マ
ンガン鋼の製造方法。 2≦CaO%+MgO%+MnO%/SiO2%
+Al2O3%≦4
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7993480A JPS575808A (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Preparation of high manganese steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7993480A JPS575808A (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Preparation of high manganese steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS575808A JPS575808A (en) | 1982-01-12 |
JPS6138248B2 true JPS6138248B2 (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=13704140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7993480A Granted JPS575808A (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Preparation of high manganese steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS575808A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0241045Y2 (ja) * | 1984-09-20 | 1990-11-01 | ||
JPH0520610Y2 (ja) * | 1986-05-02 | 1993-05-27 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1005461A3 (fr) * | 1991-10-16 | 1993-08-03 | Wurth Paul Sa | Procede et installation d'affinage de ferromanganese carbure. |
CN104531939B (zh) * | 2015-01-15 | 2016-11-09 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种高合金高强度钢的冶炼方法 |
CN105648143A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-06-08 | 振石集团东方特钢有限公司 | 一种锰铁合金使用的工艺方法 |
CN109055649B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-02-07 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种转炉冶炼高锰高硅高磷铁水提碳保锰的制备方法 |
-
1980
- 1980-06-12 JP JP7993480A patent/JPS575808A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0241045Y2 (ja) * | 1984-09-20 | 1990-11-01 | ||
JPH0520610Y2 (ja) * | 1986-05-02 | 1993-05-27 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS575808A (en) | 1982-01-12 |
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