KR101385738B1 - Device for protecting lower sticking materials on lower part of reaction tube for heat reduction for smelting magnesium alloy - Google Patents

Device for protecting lower sticking materials on lower part of reaction tube for heat reduction for smelting magnesium alloy Download PDF

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조문경
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Abstract

The present invention is an enhanced lower fixed substance prevention device of a reaction tube for thermal reduction for smelting magnesium to reduce lower fixed substances and smoothly discharge slag. The lower fixed substance prevention device of a reaction tube for thermal reduction for smelting magnesium makes the inclined angle of an inner pipe support supporting the lower part of an inner pipe installed inside an reaction tube to discharge slag by gravity, wherein the inclined angle of the inner pipe support is greater than 45 degrees.

Description

마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치{DEVICE FOR PROTECTING LOWER STICKING MATERIALS ON LOWER PART OF REACTION TUBE FOR HEAT REDUCTION FOR SMELTING MAGNESIUM ALLOY}DEVICE FOR PROTECTING LOWER STICKING MATERIALS ON LOWER PART OF REACTION TUBE FOR HEAT REDUCTION FOR SMELTING MAGNESIUM ALLOY}

본 발명은 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부고착물의 생성을 저감되게 하고 슬래그의 배출을 원활하게 되도록 하기 위해 개선된 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for preventing the lower solid matter of the thermal reduction reaction tube for magnesium smelting, and more particularly, the thermal reduction reaction tube for magnesium smelting improved to reduce the production of the lower solids and to smooth the discharge of slag. It relates to a lower fixing device of the.

마그네슘 제조용 반응관은 소성 돌로마이트를 규소금속 또는 페로실리콘을 환원제로 사용하고 열환원하여 마그네슘을 생성한다.In the reaction tube for magnesium production, calcined dolomite is heat-reduced using silicon metal or ferrosilicon as a reducing agent to produce magnesium.

이렇게 마그네슘 금속을 제조하기 위한 방법으로 크게 열환원법과 전해제련법이 있다. 그 중에서 마그네슘 열환원 제련 기술에서 사용되는 반응관(또는 리토트, retort)은 수평 혹은 수직형 구조로 되어 있다. Thus, there are largely a thermal reduction method and an electrolytic smelting method for producing magnesium metal. Among them, the reaction tube (or retort) used in magnesium heat reduction smelting technology has a horizontal or vertical structure.

1940년대에 개발된 마그네슘 열환원 제조기술은 70년 가까이 가장 대표적인 마그네슘 제련 기술로 자리잡아 왔다. Magnesium heat-reduction technology developed in the 1940's has been the most representative magnesium smelting technology for nearly 70 years.

그리고 현재 전 세계 마그네슘 생산량의 약 80%가량이 열환원법으로 생산되고 있다. And now about 80% of the world's magnesium production is produced by the heat reduction process.

이와 같은 열환원 공정은 전해정련 공정에 비해 설비투자비가 저렴하며, 설비유지비 및 전기에너지의 사용량이 적은 장점이 있다.Such a heat reduction process has the advantage of low facility investment cost compared to the electrolytic refining process, and the maintenance cost and the amount of the use of electric energy is low.

도 1의 (a) 및 (b)는 기존의 수직 열환원 마그네슘 제련에 사용되는 반응관 및 작동도이다. 1 (a) and (b) is a reaction tube and operation diagram used in the conventional vertical heat-reduction magnesium smelting.

도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 마그네슘 제련의 원료가 되는 브리??(2)은 조개탄 형태로 길이 4∼5cm 정도의 타원형 모양이다. 상기한 브리??(2)을 반응관(1)의 내부에 장입하고, 외부에서 가열하여 반응관(1) 내부의 브리??(2)을 고온으로 가열한다. 이때 반응관(1)의 내부는 진공상태가 유지된다. As shown in (a) and (b) of FIG. 1, bri 2 (2), which is a raw material for smelting magnesium, has an oval shape having a length of 4 to 5 cm in the form of briquettes. The above bridging 2 is charged into the inside of the reaction tube 1 and heated outside to heat the bridging 2 inside the reaction tube 1 to a high temperature. At this time, the inside of the reaction tube 1 is maintained in a vacuum state.

그리고 브리??(2) 내부의 산화마그네슘(MgO)이 고온의 저진공 상태에서 환원반응을 일으키면서 마그네슘 가스가 발생하게 되고, 이는 상부에 위치한 응축기에서 고체상의 마그네슘 크라운(4)으로 석출되게 된다. Magnesium oxide (MgO) inside the bridging (2) causes a reduction reaction in a low vacuum state at a high temperature to generate magnesium gas, which precipitates as a solid magnesium crown (4) in the condenser located at the top. .

그런데, 기존 기술의 경우, 원료의 수화, 발화, FeSi산화, 환원율 저하 등으로 인하여, SiO2 성분이 증가하고, 기타 불순물로 인하여, 반응관(1) 하부에 하부고착물(6)이 발생하게 된다.However, in the conventional technology, due to the hydration of the raw material, ignition, FeSi oxidation, reduction of the reduction rate, etc., SiO 2 component increases, and other impurities cause lower fixing material 6 to be generated under the reaction tube 1. .

이러한 하부고착물(6)로 인하여, 슬래그의 하부 배출이 어려워져 교체시간이 늘어나게 되고, 이로 인하여 생산성이 저하되고, 교체 중의 열 손실이 발생하게 된다.Due to this lower fixture 6, the lower discharge of the slag becomes difficult to increase the replacement time, which leads to a decrease in productivity and heat loss during the replacement.

또한 도 1의 (b)와 같이 종래에는 슬래그를 하부로 배출하기 위하여 내통(3)을 위로 올려서 슬래그를 하부로 배출하였다. 이때 하부에 고착된 하부고착물(6)로 인하여 하부 배출구가 막히는 현상이 발생하였다.In addition, as shown in (b) of FIG. 1, the slag was discharged downward by raising the inner cylinder 3 to discharge the slag downward. At this time, the phenomenon that the lower outlet is clogged due to the lower fixture 6 fixed to the lower portion occurred.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반응관의 하부 배출구의 막힘 현상이 제거되도록 하기 위해 하부온도를 올리고 및 슬래그의 배출이 용이하게 되도록 한 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, the lower temperature of the magnesium reduction smelting heat reduction reaction tube to increase the lower temperature and to facilitate the discharge of slag in order to eliminate the clogging of the lower outlet of the reaction tube The object is to provide a fixation device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치는, 마그네슘 제련용 열환원 반응관에 있어서, 상기 반응관 내에 구비된 내통의 하부를 지지하는 내통지지대의 경사 각도를 중력에 의해 슬래그가 배출되도록 형성하되, 상기 내통지지대의 경사 각도는 45도 이상이 되도록 형성한 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus for preventing the lower solids of the magnesium smelting heat reduction reaction tube according to the present invention is an inner cylinder support for supporting a lower portion of the inner cylinder provided in the reaction tube in the magnesium reduction heat reduction reaction tube. The inclination angle of the slag is formed to be discharged by gravity, the inclination angle of the inner cylinder support is characterized in that it is formed to be 45 degrees or more.

본 발명에 있어서, 상기 내통의 외주에는 상기 내통이 상기 반응관 중앙에 안착되어 하부로 마그네슘 가스가 누설되지 않고, 상기 내통을 들어올리면서 하부고착물이 깨지도록 구비된 가이드가 적어도 하나가 설치된다.In the present invention, at least one guide is provided on the outer circumference of the inner cylinder so that the inner cylinder is seated at the center of the reaction tube so that magnesium gas does not leak downward, and the lower fixture is broken while lifting the inner cylinder.

그리고 상기 반응관 내의 원료가 히팅영역 내에 들어가도록 된 높이로 상기 내통지지대가 구비된다.The inner cylinder support is provided at a height such that the raw material in the reaction tube enters the heating area.

또한 상기 반응관의 하부에는 하부고착부의 온도를 상승시키기 위해 단열재가 설치된다.In addition, the lower portion of the reaction tube is provided with a heat insulating material to increase the temperature of the lower fixing portion.

그리고 상기 내통에는 마그네슘 가스가 반응관 상부의 응축기 쪽으로 이동될 수 있도록 다수의 내통홀이 형성된다.In addition, a plurality of inner cylinder holes are formed in the inner cylinder to allow magnesium gas to move toward the condenser on the upper portion of the reaction tube.

또한 상기 내통홀은, 상기 내통 하부 1/3 이상에 형성된다.Further, the inner cylinder hole is formed in the lower 1/3 of the inner cylinder.

본 발명의 실시예에 따르면, 반응관 하부의 구조, 내통의 구조 및 반응관의 하부에 단열재를 설치함으로써, 하부고착물의 생성을 저감시킬 수 있고, 배출구의 막힘 현상을 방지할 수 있으며, 슬래그의 배출이 원활하게 이루어져 교체시간을 단축할 수 있고, 열손실을 줄일 수 있어 생산성과 열효율을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by installing a heat insulating material in the structure of the reaction tube lower portion, the inner cylinder structure and the lower portion of the reaction tube, it is possible to reduce the production of the lower fixture, prevent the blockage of the discharge port, Emissions can be smoothed, which can shorten the replacement time and reduce heat loss, thereby increasing productivity and thermal efficiency.

도 1은 기존의 마그네슘 제련용 열환원 반응관 및 그 작동을 나타내 보인 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 각 실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치의 구성을 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional heat reduction reaction tube for smelting magnesium and its operation.
2 to 5 are cross-sectional views showing the structure of the lower solids preventive device of the magnesium reduction heat reduction reaction tube according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치의 구성을 나타낸 구성도가 도시되어 있다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the lower solids preventive device of the heat reduction reaction tube for smelting magnesium according to an embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 일반적인 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 구성은 전술한 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치의 특징적인 구성만을 설명하기로 한다.Prior to the description, the configuration of the heat reduction reaction tube for magnesium smelting in general will be described with reference to FIG. Let's do it.

그리고 도 2 내지 도 5의 도면부호 중 도 1의 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸 것이다.2 to 5, the same reference numerals as those of FIG. 1 represent the same members.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치는, 반응관(1) 내에 구비된 내통(13)의 하부를 지지하는 제1내통지지대(7)의 경사 각도를 중력에 의해 슬래그가 하부로 배출되도록 한다. 이를 위해 상기 제1내통지지대(7)의 경사 각도는 45도 이상이 되도록 형성한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for preventing the lower solid matter of the heat reduction reaction tube for smelting magnesium according to the present invention includes a first inner cylinder support 7 for supporting a lower portion of the inner cylinder 13 provided in the reaction tube 1. The angle of inclination causes the slag to be discharged downward by gravity. To this end, the inclination angle of the first inner cylinder support 7 is formed to be 45 degrees or more.

그리고 상기 내통(13)의 외주에는 내통(13)이 반응관(1) 중앙에 안착되도록 하여 하부로 마그네슘 가스가 누설되지 않고, 상기 내통(13)을 들어올리면서 하부고착물이 깨지도록 구비된 가이드(11)가 적어도 하나가 설치된다.And the inner circumference of the inner cylinder 13 to allow the inner cylinder 13 to be seated in the center of the reaction tube (1) so that magnesium gas is not leaked to the lower portion, the guide provided to break the lower fixture while lifting the inner cylinder (13) At least one 11 is provided.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반응관(1) 내의 원료가 히팅영역(HZ: Heating Zone, 도 1 참조) 내에 들어가도록 된 높이로 제2내통지지대(8)가 구비된다. Also, as shown in FIG. 3, the second inner cylinder support 8 is provided at a height such that the raw material in the reaction tube 1 enters a heating zone (HZ: see FIG. 1).

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반응관(1)의 하부에는 하부고착부의 온도를 상승시키기 위한 단열재(9)가 설치된다.And, as shown in Figure 4, the lower portion of the reaction tube 1 is provided with a heat insulating material 9 for increasing the temperature of the lower fixing portion.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내통(13)에는 마그네슘 가스가 반응관(1) 상부의 응축기 쪽으로 원활히 이동될 수 있도록 다수의 내통홀(10)이 형성된다. 이 내통홀(10)은 내통(13) 하부 1/3 이상에 형성된다.In addition, as shown in FIG. 5, a plurality of inner cylinder holes 10 are formed in the inner cylinder 13 so that magnesium gas can be smoothly moved toward the condenser on the upper portion of the reaction tube 1. The inner cylinder hole 10 is formed in the lower 1/3 or more of the inner cylinder 13.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the action of the lower solids preventive device of the heat reduction reaction tube for smelting magnesium according to the present invention having the configuration as described above are as follows.

설명에 앞서, 일반적인 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 작용은 전술한 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 하부고착물 방지장치의 특징적인 작용만을 설명하기로 한다.Prior to the description, the action of a typical magnesium smelting heat reduction reaction tube will be described with reference to FIG. 1, and only the characteristic action of the lower solids prevention device of the magnesium smelting heat reduction reaction tube according to the present invention will be described. Let's do it.

우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1내통지지대(7)의 경사 각도를 증가시켜 중력에 의해 슬래그의 배출이 용이하게 되도록 한다.First, as shown in FIG. 2, the inclination angle of the first inner cylinder support 7 is increased to facilitate the discharge of slag by gravity.

상기 제1내통지지대(7)의 기존의 경사각도(45도)에 비하여 각도를 증대시켜(45도 이상) 슬래그의 배출을 용이하게 한다. Compared with the existing inclination angle (45 degrees) of the first inner cylinder support (7) increases the angle (45 degrees or more) to facilitate the discharge of slag.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내통(13)의 외주에 가이드(11)를 설치하여 내통(13)이 중앙에 정확히 안착되어 하부로 마그네슘 가스가 누설되지 않도록 하고, 내통(13)을 들어올리면서 물리적으로 하부고착물을 깰 수 있도록 하였다.In addition, as shown in Figure 3, by installing the guide 11 on the outer periphery of the inner cylinder 13, the inner cylinder 13 is correctly seated in the center so that magnesium gas does not leak to the bottom, and lift the inner cylinder 13 And physically break the lower fixture.

그리고 상기 제2내통지지대(8)의 높이를 올려 원료가 히팅영역(HZ) 내에 들어가도록 하여 원료의 환원을 촉진시켜 하부고착 현상을 저하시켰다.Then, the height of the second inner cylinder support (8) was raised to allow the raw material to enter the heating zone (HZ) to promote the reduction of the raw material to lower the lower sticking phenomenon.

이와 유사하게 하부고착부의 온도를 상승시키기 위하여 도 4와 같이, 반응관(1)의 하부에 단열재(9)를 설치하여 하부고착부가 단열되도록 하였다. 이러한 단열을 통하여 하부로 손실되는 열을 차단하여 내통지지대(5)의 온도를 상승시켰다. Similarly, in order to increase the temperature of the lower fixing part, as shown in FIG. 4, an insulating material 9 is installed in the lower part of the reaction tube 1 to insulate the lower fixing part. Through such heat insulation, the heat lost to the bottom was blocked to increase the temperature of the inner cylinder support 5.

그리고 환원반응에 의하여 반응관(1)의 내부에는 마그네슘 가스가 발생하게 되는데, 도 5의 내통홀(10)은 상기한 마그네슘 가스가 응축기 쪽으로 원활히 이동될 수 있도록 한다. In addition, magnesium gas is generated in the reaction tube 1 by the reduction reaction. The inner cylinder hole 10 of FIG. 5 allows the magnesium gas to be smoothly moved toward the condenser.

본 발명에서는 내통(13)의 하부 1/3이상에 내통홀(10)을 설치하여 마그네슘 가스의 이동이 원활하게 이루어지도록 하였다. 이는 상기 내통지지대(5)의 마그네슘 농도를 낮추어 하부고착을 방지하는 효과가 있다. In the present invention, the inner cylinder hole 10 is installed in the lower 1/3 or more of the inner cylinder 13 to facilitate the movement of the magnesium gas. This lowers the magnesium concentration of the inner cylinder support (5) has the effect of preventing the lower sticking.

상기한 바와 같이, 내통지지대(5,7,8)의 경사각도 상향 및 높이 상향, 하부단의 열 및 내통(13)에 내통홀(10)을 형성하여, 내통지지대(5,7,8)에 형성되는 하부고착물(6)의 생성을 저감하고, 슬래그의 배출을 원활하게 하였다. As described above, the inner cylinder hole (5, 7, 8) by forming the inner cylinder hole 10 in the inclined angle upward and height of the inner cylinder support (5, 7, 8), the row of the lower end and the inner cylinder 13, The production | generation of the lower fixed substance 6 formed in this was reduced, and the slag was discharged smoothly.

그리고 상기 제1내통지지대(7)의 각도 상향은 물리적으로 중력에 의하여 슬래그 배출이 용이하게 하고, 제2내통지지대(8)의 높이 상향과, 하부단열은 하부고착물 생성부(하부고착부)의 온도를 상승시켜, 하부고착물의 생성을 저감시켰다.And the angle upward of the first inner cylinder support (7) is physically easy to discharge slag by gravity, the height of the second inner cylinder support (8) and the lower insulation is the lower fixture generating portion (lower fixing portion) The temperature of the was raised to reduce the production of the lower deposits.

또한 상기 내통(13)에 형성된 내통홀(10)의 경우, 마그네슘 가스의 배출을 원활하게 하여, 마그네슘 가스의 농도를 낮추고, 환원율을 높여 하부고착물의 생성을 억제하였다. In addition, in the case of the inner cylinder 10 formed in the inner cylinder 13, the smoothing of the magnesium gas discharged, the concentration of the magnesium gas was lowered, the reduction rate was increased to suppress the formation of the lower solids.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. . Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

1 : 반응관
2 : 브리??(briquette)
4 : 마그네슘 크라운
5 : 내통지지대
6 : 하부고착물
7 : 제1내통지지대
8 : 제2내통지지대
9 : 단열재
10 : 내통홀
11 : 가이드
13 : 내통1: reaction tube
2: briquette
4: Magnesium Crown
5: inner cylinder support
6: lower fixture
7: first inner cylinder support
8: 2nd inner cylinder support
9: Insulation
10: inner tube hall
11: Guide
13: inner tube

Claims (6)

마그네슘 제련용 열환원 반응관에 있어서,
상기 반응관 내에 구비된 내통의 하부를 지지하는 내통지지대의 경사 각도를 중력에 의해 슬래그가 배출되도록 형성하되,
상기 내통지지대의 경사 각도는 45도 이상이 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에서 하부고착 방지 장치.In the heat reduction reaction tube for smelting magnesium,
The inclination angle of the inner cylinder support for supporting the lower portion of the inner cylinder provided in the reaction tube is formed so that the slag is discharged by gravity,
The inclination angle of the inner cylinder support is formed to be 45 degrees or more in the heat reduction reaction tube for smelting magnesium, characterized in that the lower fixing device. 제1항에 있어서,
상기 내통의 외주에는 상기 내통이 상기 반응관 중앙에 안착되어 하부로 마그네슘 가스가 누설되지 않고, 상기 내통을 들어올리면서 하부고착물이 깨지도록 구비된 가이드가 적어도 하나가 설치된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에서 하부고착 방지 장치.The method of claim 1,
Magnesium smelting, characterized in that at least one guide is provided on the outer circumference of the inner cylinder is seated in the center of the reaction tube so that magnesium gas is not leaked to the lower portion, the lower fixture is broken while lifting the inner cylinder. Device for preventing bottom fixation in heat reduction reaction tube. 제1항에 있어서,
상기 반응관 내의 원료가 히팅영역 내에 들어가도록 된 높이로 상기 내통지지대가 구비된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에서 하부고착 방지 장치.The method of claim 1,
The apparatus for preventing bottom fixation in the heat reduction reaction tube for smelting magnesium, characterized in that the inner cylinder support is provided at a height such that the raw material in the reaction tube enters the heating region. 제1항에 있어서,
상기 반응관의 하부에는 하부고착부의 온도를 상승시키기 위해 단열재가 설치된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에서 하부고착 방지 장치.The method of claim 1,
The lower fixing device in the heat reduction reaction tube for magnesium smelting, characterized in that the heat insulating material is installed in the lower portion of the reaction tube to increase the temperature of the lower fixing portion. 제1항에 있어서,
상기 내통에는 마그네슘 가스가 반응관 상부의 응축기 쪽으로 이동될 수 있도록 다수의 내통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에서 하부고착 방지 장치.The method of claim 1,
The inner cylinder has a plurality of inner cylinder holes are formed so that the magnesium gas can be moved toward the condenser of the upper part of the reaction tube, the lower fixing device in the magnesium reduction heat reduction reaction tube. 제5항에 있어서,
상기 내통홀은, 상기 내통 하부 1/3 이상에 형성된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에서 하부고착 방지 장치.6. The method of claim 5,
The inner cylinder hole, the lower fixing device in the heat reduction reaction tube for smelting magnesium, characterized in that formed in the lower 1/3 of the inner cylinder.
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JP2011042850A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Tokushu Denkyoku Kk Dezincification apparatus and dezincification method
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