KR101152744B1 - 스트립 소결기를 위한 충전 기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6)에 관한 것으로서, 소결될 재료(9)를 받기 위한 주입 용기(7), 소결될 재료(9)로 주입 용기(7)를 채우기 위한 운반 기구(8), 소결 벨트(1) 상으로 소결될 재료(9)를 주입하기 위한 드럼 슈트(16) 및 주입 드럼(15)을 포함한다. 주입 용기(7)는 두 배출 개구(13, 14)를 가지고, 이중 하나는 주입 드럼(15)에 연결되고, 다른 하나는 주입 슈트(17)에 연결된다.
Description
본 발명은 벨트형 소결기를 위한 주입 기구에 관한 것이고, 이 기구는 소결될 재료를 받기 위한 주입 용기, 주입 용기를 소결될 재료로 채우기 위한 운반 기구, 소결 벨트 상으로 소결될 재료를 주입하기 위한 주입 드럼 및 드럼 슈트를 포함한다. 또한, 본 발명은 소결 벨트 상으로 소결될 재료를 주입하기 위한 방법에 관한 것이다.
경제적인 이유로, 철강 산업은 소결 플랜트의 생산성의 증가를 유지하도록 노력하고 있다. 이런 목적을 위해 다양한 가능성 중 하나로서, 소결 벨트 상으로 주입되는 층의 두께를 증가시키는 것이 바람직하다. 수년 전까지, 대략 300 내지 350mm의 층 두께가 일반적이었고, 오늘날에도 일정한 경우에는 여전히 그러하다. 그러나 현재에는 850mm에 이르는 층 두께를 갖는 소결기가 또한 이미 작동되고 있다. 혼합물의 투과성이 향상된다면 및/또는 흡수 시스템에서 네거티브 압력이 증가된다면, 이는 생산성을 감소시킴 없이 이루어질 수 있다.
층 두께의 증가와 함께, 주입 시스템의 영역에서 파라미터가 변하지 않은 채 유지된다면, 코크(coke)의 이용도 두께가 커짐에 따라 증가한다. 그러나, 이러한 코크의 일부는 소결 베드(bed)를 통해 완전한 소결에 대해서는 필요하지 않는데, 그 이유는 낮은 층은 일정한 경우에 건조되고, 따뜻해지고 연소 가스에 의해 최종적으로 강하게 가열되며, 이 가스는 위로부터 아래까지 베드로부터 흡수되고 이는 이들이 점화되기 이전이다.
층 두께의 증가는, 소결되는 전체 양에 대해 상대적으로 적은 코크가 필요하다는 장점을 가질 것이다.
각각 서로 다른 코크 내용물을 갖는 소결 물질로 이루어진 두 층을 주입함에 의해 이러한 문제가 해결된다고 시도해왔다. 그러나, 이러한 변형에 의해 부적절하게 이러한 목적을 이루는 것만이 가능해왔다. 또한, 두 개의 분리된 혼합 및 주입 기구가 필요하고, 이는 기구 및 서비스에서 지출을 증가시켰다.
코크 소비는 수직 방향으로 주입된 소결 물질을 분리시키고 분류함에 의해 감소될 수 있고, 근본적인 필요 요건으로서 일관된 높은 소결 품질이 유지되는 것을 필요로 한다.
이 기술 수준은 분류 기구를 구비한 존재하는 주입 기구를 갖추는 것이고, 이는 원료 그대로의 소결 혼합물로부터 조악한 입자의 대부분을 분리시키고 주입된 층의 낮은 영역에서 이들을 모은다. 그러나, 고체 연료의 특별한 제조, 특히 조악한 입자 분율의 감소가 이에 대해 필요하다.
혼합 재료 분리가 주입 작동에 의해 이루어지는 방법으로 드럼 슈트를 설계하는 것이 주입 기구의 경우에 공지되어 있다. 그러나, 이는 큰 층 두께가 좋은 분리로서 동시에 이루어지는 것을 가능하게 하지 못한다.
일본특허 2001-227872호는 두 배출 개구를 구비한 주입 벙커(bunker)를 통해 소결 재료의 두 층 주입을 개시한다. 소결 재료는 주입 벙커 안으로 충전되고 이러한 방법으로 분리가 그 안에서 일어난다. 배출 개구의 각각은 주입 기구, 주입 드럼 및 드럼 슈트를 포함하는 완전한 시스템에 할당된다. 이러한 변형의 단점은 높은 유지비용이고, 또한 두 주입 드럼에 대한 복잡하고 고장나기 쉬운(fault-susceptible) 제어 시스템이다.
본 발명의 목적은 이 기술의 공지된 수준을 발전시키는 것인데, 이러한 방법으로 높은 생산성이 얻어질 수 있고 높은 소결 층 두께, 균일한 높은 소결 품질 및 동시에 낮은 유지 비용 및 단순한 제어와 함께 낮은 코크 소비가 얻어질 수 있다.
설정된 목적은 청구항 1항의 특징부의 특징에 의한 청구항 1항의 전제부(precharacterizing clause)에 따라 벨트형 소결기에 대한 주입 기구의 경우에 이루어진다. 또한, 설정된 목적은 청구항 9항의 특징부의 특징에 의한 청구항 9항의 전제부에 따른 방법의 경우에 이루어진다.
두 배출 개구들은 주입 용기를 두 영역으로 나누는 효과를 가지고, 소결될 재료는 각각의 경우에 두 배출 개구 중 하나를 통해 주로 이 영역의 각각으로부터 배출된다.
소결될 재료의 분리는 주입 용기 안으로 소결될 재료의 충전 위치에 의해 일어난다. 경사를 가진 더미가 주입 용기에서 형성된다. 경사의 기울기는 충전된 재료의 정지상태(repose)의 평균각에 대응한다. 운반 기구에 의해 운반되는 재료의 충돌 지점은 제 1 배출 개구 위에 놓인 영역에 놓이도록 선택된다. 충전된 재료는 경사를 따라 분리될 수 있는데, 이에 의해 즉 경사를 따라 조악한 입자가 굴러 내려가고 미세한 입자는 경사의 상부에 남아있게 된다. 유사하게 특히 가벼운 코크 브리즈(specifically lighter coke breeze)가 상부 층에 남는 경향이 있다.
조악한 입자 및 미세한 입자로 이러한 방법으로 분리된 재료는 이후 개별적인 영역에 할당된 배출 개구를 통해 배출되고 소결 벨트 상으로 주입되며, 정밀하게 조악한 입자는 주입 슈트를 통해 자유롭게 유동하여 소결 벨트 또는 그 위에 위치한 토대 층 상으로 직접 주입되고 미세한 입자는 주입 드럼 및 인접한 드럼 슈트를 통해 소결 벨트 상에 이미 위치한 조악한 입자 층 상으로 주입된다.
주입 슈트는 제 2 주입 드럼을 통한 조악한 입자의 배출을 넘는 장점을 가지는데, 가공되지 않은 소결 혼합물이 이를 통해 자유롭게 이동할 수 있다는 것과 형성된 층 높이가 주입 슈트의 배열 및 형태가 선택된다면 항상 얻어진다는 것이다. 이러한 층의 표면은 완전히 수평이고, 수평면을 만들기 위해 추가적인 수단은 필요하지 아니하다. 혼합 및 구름(rolling) 기구에서 이전에 형성된 덩어리는 주입 슈트로부터의 자유 배출(free running out) 동안 악영향을 미치지 아니한다.
이러한 방법으로 생산된 소결될 재료의 층은 상부로부터 바닥부까지 증가하는 입자 크기를 갖는다. 놀랍게도, 더미에서 코크의 분율은 바닥부로부터 상부까지 증가한다.
유리한 실시예에 따르면, 운반 기구는 주입 용기의 단부면에서 또는 근처에서 운반된 재료의 충돌 지점을 이루도록 배열된다.
결과적으로, 경사 형성은 가능한 긴 길이를 가지고 이에 의해 조악한 입자 및 미세한 입자의 특별히 효과적인 분리가 일어난다.
운반 기구는 소결될 재료의 유도된 덤핑(directed dumping)을 위해 조절 플레이트를 포함하는 것이 유리하다.
예를 들어 비스듬하게 뻗은 슬라이드로서 구성된 조절 플레이트는 원하는 지점에서 소결될 재료의 정밀한 충전을 촉진시킨다. 한가지 가능한 변형에 따르면, 조절 플레이트는 운반 기구에 고정되게 연결될 수 있고; 추가적인 변형에 따르면, 조절 플레이트는 주입 용기에 고정되게 설치된다.
운반 기구는 다양하게 설계될 수 있다. 특히, 운반 용기는 피봇 가능한 콘베이어 또는 피봇 가능한 슈트 또는 가로로 이동하는 벨트 또는 가로의 콘베이어를 포함하고, 이는 소결 벨트의 이동 방향과 관련하여 가로로 이동하도록 이루어질 수 있다.
피봇 가능한 콘베이어는 그 뒷 영역에서 축 주위로 회전 가능하게 탑재되고, 이 축 주위로의 회전에 의해 전체 폭에 걸쳐 주입 용기를 채우거나 덮을 수 있다. 이에 의해 채움이 이동 방향에 평행하게 일어나고 이 경우 소결 벨트의 이동 방향에 평행한 것이 바람직하며, 이에 의해 주입 용기 내에서의 분리가 소결 벨트의 이동 방향에 평행하게 일어난다. 소결 벨트의 이동 방향에 관하여 수평으로의 분리는 바람직하지 아니한데, 그 이유는 이것이 조악한 입자는 소결 벨트의 에지에 놓이는 것을 의미하기 때문이다.
피봇 가능한 슈트는 축 주위로 회전 가능하게 탑재되고 이는 피봇 콘베이어와 유사한 방법이다. 그러나, 피봇 가능한 콘베이어와 반대로 주입 슈트의 경우에 운반 작동은 중력에 의해 일어난다.
수평으로 이동하는 벨트는 그 길이가 약 5-8미터의 짧은 콘베이어 벨트이고, 이는 그 운반 방향이 소결 벨트의 이동 방향에 평행하도록 배열된다. 수평으로 이동하는 벨트는 일 측부로부터 소결될 재료로 충전되는데, 예를 들어 수평 콘베이어에 의해 또는 소결 벨트의 이동 방향에 유사하게 평행한 운반 방향을 갖는 콘베이어에 의해 이루어지며, 이러한 재료는 주입 벙커에서 원하는 지점에서 수평으로 이동하는 벨트로부터 덤프된다. 수평으로 이동하는 벨트는, 다른 콘베이어 또는 수평의 콘베이어와 적절하게 함께라면, 주입 용기의 전체 길이에 걸쳐 이동될 수 있으며, 이에 의해 균일한 재료 주입을 보장한다.
운반 기구는 수평 콘베이어에 의해 형성될 수 있고, 이 콘베이어는 소결 벨트의 이동 방향에 대하여 수평으로 이동하도록 이루어질 수 있는 것이 유리하다. 또한 운반 기구는 조절 플레이트를 포함하는 것이 유리한데, 조절 플레이트는 주입 용기에서 고정되게 설치되거나 또는 수평 콘베이어에 죄어진다. 조절 플레이트는, "소결 벨트의 이동 방향에 관하여 수평으로"로부터 수평 콘베이어에 의해 발생된 채움 방향을 "소결 벨트의 이동 방향에 평행한" 채움 방향으로 편향시키는 것이 바람직하다. 그렇지 아니하면, 바람직하지 않은 높은 정도의 분리가 벨트 이동 방향에 대하여 수평하게 일어날 것이다.
또한, 운반 기구는 소결 벨트의 이동 방향에 평행한 정도로 이동할 수 있는 것이 유리하고, 이에 의해 입자 크기 분리가 충돌 지점의 특정의 선택에 의해 영향받을 수 있다.
주입 용기의 특정의 채움에 의해 발생되는 분리를 추가적으로 이용할 수 있도록, 제 2 배출 개구의 크기 및/또는 위치가 변화될 수 있는 것이 유리하다.
이를 위해, 제 2 배출 개구는 크기가 변화될 수 있는데, 예를 들어 슬라이더에 의해 변화된다. 배출 개구의 크기가 슬라이더에 의해 변화된다면, 또한 배출 개구의 중앙 위치가 변화하고, 이와 함께 배출 개구를 통해 주입 용기로부터 배출되는 재료가 입자 크기 스펙트럼의 비를 갖는다.
결과적으로 소결 벨트에 가해지는 조악한 입자의 입자 크기 조성비는 유리한 방법으로 영향을 받을 수 있다.
단위 시간당 주입될 수 있는 소결될 물질의 최대량을 설정하기 위해, 주입 슈트는 수평 축을 주위로 피봇될 수 있고 및/또는 주입 슈트는 수직 방향으로 조정될 수 있으며 및/또는 주입 슈트의 배출 개구의 크기는 변화될 수 있다.
주입 슈트는, 어떠한 추가적인 조정 개입이 없이 설정되었다면, 층 두께를 일정하기 유지시키는 가능성을 제공하고, 이 경우 뭉쳐진 증착물(caked deposits)의 위험이 없고 항상 수평 평면을 가진다.
추가적인 유리한 특징에 따르면, 소결 벨트 상으로 주입되는 재료를 예열하기 위한 기구는 주입 슈트 및 드럼 슈트 사이에 배열된다.
예열을 위한 기구는 돌아온 연소 가스 또는 가열된 에어를 구비한 채 형성되는 것이 유리하다. 이 기구는 소결될 재료를 가열하는 목적을 가지고, 이 재료는 약 5 내지 7%의 수분 함량을 가지며, 이에 의해 제공되는 열의 총 필요량이 낮아진다. 유사하게, 이후의 소결 작동 동안 낮은 층 상의 수증기의 응결이 감소된다. 적절하다면, 소결될 재료는 예열을 위해 기구에 의해 예비-건조화될 수 있다. 원한다면, 다른 가스도 이러한 기구에 의해 소결될 재료 안으로 유입될 수 있다.
추가적인 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 주입 기구는 탐침을 가지고, 탐침 덕분에 주입 드럼 및 드럼 슈트를 통해 조악한 입자층에 주입되는 층 두께가 측정된다. 측정된 층 두께가 미리 설정된 원하는 값으로부터 벗어난다면, 이 탐침이 주입 드럼의 주입 속도를 제어하는데 사용된다.
조악한 입자층의 층 높이를 개별적으로 체크할 필요는 없는데, 그 이유는 일단 설정되었다면, 이 층의 두께는 주입 슈트에 의한 주입 때문에 일정하게 유지되기 때문이다.
또한, 본 발명은 청구항 9항의 전제부에 따라 소결 벨트 상으로 소결될 재료를 주입하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 설정된 목적은 청구항 9항의 특징부의 특징에 의해 이 방법을 이루는 것이다.
본 발명은 도 1 내지 도 2에서 더욱 자세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 주입 기구를 도시한다.
도 2는 주입 기구에 사용되는 피봇 가능한 컨베이어를 도시한다.
도 1에서 토대 층(bedding layer, 3)은 소결 벨트(1)의 그리드(grid) 상에서 슈트(chute, 4)를 통해 주입되고, 이는 화살표(2) 방향으로 이동된다. 본 발명에 따른 주입 기구(6)는, 벨트가 작동하는 방향(2)으로, 주입 토대 층(3)에 대해 기구(5)의 아래 방향으로 배열된다. 소결될 재료(9)는 컨베이어 기구(8)를 통해 주입 용기(7) 안으로 채워진다. 운반 기구(8)는 피봇 가능한 컨베이어(10), 인클로저(enclosure, 11), 및 운반 기구의 충돌 지점(point of impingement, 27)에 정확히 위치시키기 위한 조절 플레이트(baffle plate, 12)를 포함한다.
주입 용기(7)는 두 배출 개구(13, 14)를 가지고, 제 1 배출 개구(13)를 통해 용기로부터 나가도록 유동하는 재료(9b)는 주입 드럼(15) 및 인접한 드럼 슈트(16)에 의해 소결 벨트(1) 상으로 주입되고 또는 그 위에 이미 위치한 재료(9a) 상으로 주입된다.
제 2 배출 개구(14)로부터 밖으로 유동하는 재료는 이에 인접하는 주입 슈트(17)에 의해 주입되고, 이는 소결 벨트(1) 상으로 또는 그 위에 이미 위치한 토대 층(3) 상으로 주입된다.
운반 기구(8)의 충돌 지점을 위치시키거나 또는 선택하는 것은 경사가 주입 용기(7)에서 형성되는 결과를 가진다. 가능한 최고 근처의 경사(18) 상으로 일반적으로 주입되는 소결될 재료(9)는, 이 경사(18)를 따라 분리된다.
제 2 배출 개구(14)는, 주로 조악한 입자가 이를 통해 배출되도록 또는 조악한 입자의 적어도 대부분이 제 1 배출 개구(13) 보다 이를 통해 배출되도록 위치한다.
도 1에서 도시된 주입 슈트(17)의 경우에, 추가적인 조정하는 개입 없이, 전체 충전 작동에 걸쳐, 이에 의해 주입되는 재료의 두께의 변화가 없다. 조악한 입 자층의 두께가 미리 설정될 수 있도록, 주입 슈트(17)는 축(19) 주위로 피봇될 수 있다. 대안적으로 또는 이에 추가하여, 주입 슈트(17)의 수직 위치가 변화될 수도 있다(수직의 설정 가능성은 도시되지 않음).
슬라이더(20)는 추가적인 설정 가능성으로서 제 2 배출 개구(14)에 제공되고, 이에 의해 제 2 배출 개구(14)를 통해 밖으로 유동하는 입자 밴드의 범위에 영향을 주도록 정밀해야 한다. 제 2 배출 개구(14)의 단면은 화살표(26) 방향으로 슬라이더(20)의 움직임에 의해 변화될 수 있다.
예열 후드(pre-warming hood, 21)는 주입 슈트(17) 및 드럼 슈트(16) 사이에 배열되고, 이는 소결 벨트(21) 상으로 주입되는 조악한 입자 분율을 예열하는 것을 제공한다.
또한, 탐침(22)이 제공되고, 이에 의해 미세한 입자 분율의 층 두께가 측정된다. 원하는 값으로부터 편차가 있다면, 주입 드럼의 작동 스피드가 그에 따라 변화된다. 적절한 탐침(22)은 초음파 탐침으로서 구성될 수 있다. 또한, 적절한 탐침(22)은 서로 다른 길이를 갖는 적어도 두 개의 센서에 의해 형성될 수 있고, 이중 하나는 항상 쌓인 더미에(in the pile) 담궈져야만 한다. 센서 모두가 담궈진다면, 또는 하나도 담궈지지 않는다면, 주입 드럼의 작동 속도를 조절하도록 개입이 이루어진다. 이미 설명된 것처럼, 조악한 입자 분율의 층 두께가 조절될 필요는 없다.
추가적인 탐침(23)이 제공되고, 이에 의해 주입 용기를 채우는 레벨이 체크되며, 원하는 값으로부터 편차가 있다면 운반 기구에 의해 전달되는 재료의 운반률 을 조정하는 개입이 이루어진다. 적절한 탐침(23)은 초음파 탐침으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 2에서 도시된 피봇 가능한 콘베이어(10)는 회전축(24)을 주위로 수평으로 피봇 가능하다. 이는 피봇 가능한 콘베이어(10)가 전체 폭에 있어서 주입 콘테이너(7)를 채우고 통과하는 것을 가능하게 한다. 소결될 재료는 콘베이어 벨트(25)에 의해 회전축 근처에서 피봇가능한 콘베이어(10) 상으로 주입된다.
Claims (9)
- 벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6)로서,소결될 재료(9)를 받기 위한 주입 용기(7), 상기 소결될 재료(9)로 상기 주입 용기(7)를 채우기 위한 운반 기구(8), 소결 벨트(1) 상으로 상기 소결될 재료(9)를 주입하기 위한 주입 드럼(feeding drum, 15) 및 드럼 슈트(drum chute, 16)를 포함하고,상기 주입 용기(7)에 소결될 재료(9a, 9b)를 위한 두 개의 배출 개구(13, 14)가 제공되고, 제 1 배출 개구(13)는 상기 주입 드럼(15)에 연결되며, 제 2 배출 개구(14)는 상기 소결 벨트(1) 상으로 상기 소결될 재료(9a)를 주입하기 위한 주입 슈트(17)에 연결되고,상기 운반 기구(8)는 상기 제 1 배출 개구(13) 윗쪽에 놓이고 상기 주입 용기(7)의 수직 중심 축선으로부터 상기 소결 벨트(1)의 이동 방향으로 연장하는 상기 주입 용기(7)의 절반 부분(half)에 상기 소결될 재료(9)의 충돌 지점(27)이 놓이도록 배열되고,상기 제 2 배출 개구(14)는 상기 소결될 재료(9)에 의해 형성된 경사(18) 영역에 배열되는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항에 있어서,상기 운반 기구(8)는 상기 주입 용기(7)의 단부면에서 또는 단부면 근처에서 충돌 지점(27)을 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 운반 기구(8)는 상기 소결될 재료(9)의 유도된 덤핑(directed dumping)을 위한 조절 플레이트(baffle plate, 12)를 포함하는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 운반 기구(8)는 피봇 가능한 콘베이어(conveyor, 10) 또는 피봇 가능한 슈트 또는 가로로 이동하는 벨트 또는 가로의 콘베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 2 배출 개구(14)의 크기 및 위치 중 하나 이상이 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,단위 시간당 주입될 수 있는 소결될 재료의 최대 양을 설정하기 위해,상기 주입 슈트(17)가 수평축(19)을 주위로 피봇 가능한 것, 상기 주입 슈트(17)가 수직 방향으로 조정가능한 것, 및 상기 주입 슈트(17)의 상기 배출 개구의 크기가 변화될 수 있는 것 중 하나 이상을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 소결 벨트(1) 상으로 주입되는 상기 재료(9a)를 예열(pre-warming)하기 위한 기구(21)가 상기 주입 슈트(17) 및 상기 드럼 슈트(16) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 주입 드럼(15)의 주입 속도를 제어하기 위한 탐침(22)이 제공되는 것을 특징으로 하는,벨트형 소결기를 위한 주입 기구(6).
- 소결 벨트(1) 상으로 소결될 재료(9)를 주입하기 위한 방법으로서,상기 소결될 재료(9)가 주입 용기(7) 안으로 유입되고 상기 주입 용기(7)로부터 상기 소결 벨트(1) 상으로 주입되는 단계를 포함하고,상기 소결될 재료(9)가 분리(segregation)에 기초하여 상기 주입 용기(7)에서 조악한(coarse) 입자 및 미세한 입자로 분리되고, 상기 조악한 입자는 주입 슈트(17)를 통해서 그리고 상기 미세한 입자는 주입 드럼(15)을 통해서 상기 주입 용기(7) 밖으로 배출되어 서로 분리된 위치에서 상기 소결 벨트(1) 상으로 주입되며, 상기 주입 용기(7)의 채움은 상기 미세한 입자의 배출 위치 윗쪽에 놓이고 상기 주입 용기(7)의 수직 중심 축선으로부터 상기 소결 벨트(1)의 이동 방향으로 연장하는 상기 주입 용기(7)의 절반 부분으로 상기 소결될 재료(9)를 덤핑(dumping) 함으로써 수행되고, 상기 조악한 입자의 배출은 상기 소결될 재료(9)에 의해 형성된 경사(18) 영역에서 일어나는 것을 특징으로 하는,소결 벨트(1) 상으로 소결될 재료(9)를 주입하기 위한 방법.
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