KR101949039B1 - 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치 - Google Patents

Abstract

기존 주편 인발용 슬러딩바(Threading Bar)의 구조를 개조하여 주조 용강의 온도에 따른 대형스컬(Skull)의 혼입이나 미응고띠(Hot Band)등에 의한 판파단 발생시 주편의 인발(재연결)로 주조 중단을 방지하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치가 제공된다.
상기 본 발명의 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치는, 상기 주편의 이동경로를 따라 이동 가능한 장치 바디수단;와, 상기 장치 바디수단에 제공되고 장치에 진입된 주편을 고정하여 적어도 주편 인발을 가능하게 하는 주편 고정수단; 및, 상기 장치 바디수단에 제공되어 상기 주편 고정수단의 구동을 가능하게 하는 구동수단;을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치{The Foundry Fragment Drawing Device of The Twin Roll Type Aapparatus}

본 발명은 주편 판파단 문제를 해결하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존 주편 인발용 슬러딩바(Threading Bar)의 구조를 개조하여 주조 용강의 온도에 따른 대형스컬(Skull)의 혼입이나 미응고띠(Hot Band)등에 의한 판파단 발생시 주편 인발(재연결)로 주조 중단을 방지하는 쌍롤형 (박판) 주조장치의 주편 인발장치에 관한 것이다.

일반적으로, 쌍롤형 박판 주조공정에서는 일정 온도로 유지된 용강을 서로 반대방향으로 회전하는 한쌍의 롤 사이로 통과시켜 수요자가 원하는 두께의 박판으로 제조한다. 이와 같은 박판을 주조하기 위해서는 롤과 롤 사이의 갭을 정밀하게 제어하는 것도 중요하지만, 주조되는 박판을 코일러까지 안정적으로 인발하는 과정도 중요하다.

예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 주조가 처음으로 개시되면 턴디쉬(10)의 노즐(12)을 통하여 용강(M)이 턴디쉬(10)로부터 주조롤(20) 사이의 용탕(22)으로 공급되며, 첫 용강이 응고되면서 주조롤(20) 사이를 빠져 나오고, 그 뒤를 이어서 응고되는 주편(30)이 연속적으로 주조롤 사이에서 압하되어 디스차지 라인(40)을 따라 코일러(50)로 인발된 후 (박판) 코일로 권취되게 되는데, 이는 연연속 주조일 수 있다.

한편, 주조 초기 주편(30)의 인발이 중요한데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 한쌍의 주조롤(20)사이로 리더 스트립(60)(leader strip)을 넣고 그 위에 용강(M)을 주입하여 본딩되게 한 후, 이를 인발하여 주편을 냉각하게 된다.

이때, 주조가 개시되면 주조롤(20)이 회전하면서 핀치롤(80)도 회전하게 되며, 상기 핀치롤(80)이 회전하면서 상기 리더 스트립(60)과 연결된 슬러딩바(70)(threading bar)가 전진하게 되고, 상기 슬러딩바와 연결된 리더스트립(60)도 당겨지면서, 주편(도 1의 30)이 주조롤(20)들 사이에서 인출된다.

기타, 슬러딩바(70)는 핀치롤(80)을 통과하여 이송 테이블(90)에 도달하면, 도면에서는 구체적으로 도시하지 않았지만, 견인기구(호이스트 등)를 이용하여 보관 스탠드(92)에서 보관될 수도 있고, 주편 인발 등의 조업시 발생된 스크랩(62)들은 박스(64)에 수용될 수 있다.

또한, 주조 중 주편에 스컬(Skull) 혼입이 발생하는데 스컬(Skull)의 크기에 따라 주조롤(20)이 받는 힘(RSF;Roll Separation Force)에 의해 주조롤 간 갭이 벌어지는데, 스컬(Skull)의 크기가 큰 경우 갭(Gap)이 더 넓게 벌어짐으로써, 미응고 띠(Hot Band)의 발생으로 응고가 이루어 지지 않은 부분이 판파단되어 주조 중단을 초래하게 된다.

그리고, 판파단이 발생하는 것은 대부분 주조 초기에 발생되거나, 또는 레들(Ladle) 교체 직전 턴디쉬(10)의 온도 하락으로 인하여 스컬(Skull) 혼입이 발생 할 수 있고, 이때 스컬(Skull)의 혼입등으로 인하여 판파단이 발생하게 된다.

이 경우, 레들(Ladle)에서 주조 대기중인 용탕을 전량 스크랩(scrap) 처리하여야 하므로 막대한 손실을 안게 된다.

한편, STS 계열은 어느 정도 인발력이 있어서 리더 스트립(60)의 본딩부 등에서 판파단 없이 어느 정도는 양호하게 인출되나, 앞에서 설명한 바와 같이, 용강의 온도가 높거나 낮은 경우 스컬(Skull) 혼입과 미응고 띠(Hot Band)로 인하여 주편이 끊어질 경우 주조 중단으로 이어지게 되는 것이다.

특히, 도 1과 같은, 예컨대 연연속 주조작업에서 주편 인출시 주편의 판파단으로 인해 주조가 중단되면 그로 인해 대기중인 모든 연연주 작업이 취소되고, 이는 그 판파단 된 용강의 주조 중단뿐만 아니라 대기중인 용강의 모든 공정이 취소 되므로 그 손해는 막대하다.

한편, 대한민국 공개특허 10-2011-0068622 A 에서는 상기와 같은 리더 스트립(60)과 슬러딩바(70)를 사용하는 경우의 주편 판파단 문제를 해소하기 위한 기술이 제시되나, 실제 조업라인에서 적용시 주편 인발이 원활하지 않은 문제가 있었다.

이에, 기존 슬러딩바(70)의 구조를 개선하여 주편 판파단을 더 효과적으로 방지하는 주편 인발과 관련된 기술이 요구되고 있다.

기타, 대한민국 공개실용신안 20-1996-0020425 U (1996.07.18)에서도 쌍롤형 박판 주조 환경에서 주편 인발장치의 기술을 제시하나, 구조가 매우 복잡하고 기존 슬러딩바의 구조 개선과는 무관한 것이었다.

대한민국 공개특허 10-2011-0068622 A (2011.06.22) 대한민국 공개실용신안 20-1996-0020425 U (1996.07.18)

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 기존 주편 인발용 슬러딩바(Threading Bar)의 구조를 개조하여 주조 용강의 온도에 따른 대형스컬(Skull)의 혼입이나 미응고 띠(Hot Band)에 의한 판파단 발생시 주편의 인발(재연결)로 주조 중단을 방지 가능하게 하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명의 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치는, 한쌍의 주조롤을 매개로 주조되는 주편을 인발하기 위한 주편 인발장치로서, 상기 주편의 이동경로를 따라 이동 가능한 장치 바디수단;과, 상기 장치 바디수단에 제공되고 장치에 진입된 주편을 고정하여 적어도 주편 인발을 가능하게 하는 주편 고정수단; 및, 상기 장치 바디수단에 제공되어 상기 주편 고정수단의 구동을 가능하게 하는 구동수단;을 포함하여 구성되고,
상기 주편 고정수단은, 상기 장치 바디수단을 구성하는 제2 바디의 선단에 제공되는 제1 고정블록; 및, 상기 장치 바디수단을 구성하는 제1 바디에 내장된 구동수단과 연계되면서 상기 제1 고정블록과 협력하여 장치에 진입된 주편을 압박 고정하는 제2 고정블록;을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 장치 바디수단은, 상기 구동수단이 내장되는 상기 제1 바디; 및, 상기 제1 바디에서 연장되고 내측에 주편 고정공간을 형성하는 상기 제2 바디;를 포함할 수 있다.

삭제

그리고, 상기 구동수단은, 상기 제2 고정블록에 연결된 작동로드를 구비하면서 상기 제1 바디에 내장되는 구동실린더를 포함한다.

이때, 상기 주편 인발장치는, 핀치롤과 이송 테이블을 매개로 상기 주조롤의 주편 추출위치로 역방향 이동하고, 추출되는 주편의 장치 진입시 상기 주편 고정수단의 제1,2 고정블록을 매개로 주편을 압박 고정한 상태에서, 상기 핀치롤과 이송 테이블을 매개로 주편의 인출위치까지 정방향 이동하여 주편을 인발하는 것이다.

바람직하게는, 상기 주편 고정수단의 제1,2 고정블록은 주편 고정을 견고토록 제공되는 널링부와 요철부 중 하나 또는, 이들 모두를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 구동실린더는 에어실린더로 제공되고, 상기 제1 바디에는 상기 에어실린더의 가동을 위한 에어공급유닛이 더 포함되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 주편 고정수단의 제1 고정블록과 제2 고정블록은 상기 장치 바디수단의 제1 바디의 높이에 대응되는 높이를 갖는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 기존 슬러딩 바의 구조 개선을 통하여, 쌍롤형 (박판) 주조장치의 주조 초기 불안전한 상태의 판파단이나, 레들 교체시점에 의한 온도 하락 또는 높은 용강온도 등에 의한 스컬 혼입이나 미응고 띠(hot bend)에 의한 판파단 현상을 효과적으로 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 알려진 종래 쌍롤형 박판 주조 공정을 도시한 구성도
도 2는 종래 슬러딩 바를 이용한 주편 인발을 도시한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 주편 인발장치를 이용한 주편 인발공정을 도시한 전체 구성도
도 4는 본 발명에 따른 주편 인발장치를 도시한 사시도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 주편 인발장치의 작동 상태를 도시한 측면 구성도
도 7은 본 발명에 따른 주편 인발장치의 다른 실시예를 도시한 측면 구성도

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 이하의 본 실시예 설명에서, 쌍롤형 주조장치(100)와 관련된 구성요소를 100단위의 도면부호로 설명하고, 본 발명의 주편 인발장치(200)와 관련된 구성요소는 200번대의 도면부호로 구분하여 설명한다,

또한, 이하의 실시예에서는 쌍롤형 주조장치를 쌍롤형 박판 주조장치(100)로 다소 한정하여 설명한다. 즉, 본 발명의 쌍롤형 박판 주조장치(100)는 얇은 스트립을 주조롤에서 주조하는 도 1과 같이 연연속 주조 환경에 적용하는 것이 바람직하나, 반드시 박판 주조에만 한정되어 적용되어야 하는 것이 아님은 물론이다.

예컨대, 본 발명의 주편 인발장치(200)는 다음에 상세하게 설명하듯이, 주편 고정수단(220)이 구동되는 방식이므로, 주편의 두께에 영향을 받지 않아, 연연속 환경의 박판이든, 아니면 어느 정도 두께를 갖는 주편이든 적용이 가능하다.

다음, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 턴디쉬(110)의 노즐(112)에서 공급된 용탕(122)의 용강(M)은 한쌍의 주조롤(120)을 매개로 주편(130)으로 주조되는데, 앞에서 설명한 바와 같이, 주편(130)의 인발이 중요하므로, 본 발명의 주편 인발장치(200)는 기존의 슬러딩바(도 2의 70)의 구조를 개선한 것이다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 주편 인발장치(200)는, 일예로서 보관 스탠드(240)에서 핀치롤(140)의 출측 이송 테이블(150)에 투입되면, 핀치롤(140)과 그 입측 이송 테이블(150)을 통하여, 주조롤(120)의 하측으로 주편 인발위치로 투입될 수 있다.

예를 들어, 스컬(Skull)등으로 주조롤(120)의 롤갭(Roll Gap)이 벌어져 판파단이 발생하면 롤갭(Roll Gap)이 벌어진 상태로 슬래그 박스카(160)(slag box car)에 슬래그(130')(용강)를 처리하는 동안, 이송 테이블(150)과 핀치롤(140)을 역회전하여 핀치롤 출측의 이송 테이블상에 대기중인 본 발명의 주편인발장치(200)는, 슬래그 처리후 정상 롤갭으로 조정된 주조롤(120)의 가동(회전)시 주편(130)의 낙하 위치로 진입되게 되면, 다음에 상세하게 설명하는 본 발명의 주편 인발장치(200)로 주편이 진입 고정되어, 주편 인발장치와 함께 이송 테이블과 핀치롤을 통하여 정상적인 주편의 인출이 구현되는 것이다.

즉, 도 2의 기존 리더스트립(60)과 슬러딩바(70)을 기반으로 하는 주편 인발의 경우, 주조 초기 1회만 사용되지만, 본 발명의 주편 인발장치(200)의 경우, 주조 초기, 중기, 말기 등 어느때나 사용 가능하고, 예를 들어 스컬(Skull) 혼입 및 미응고 띠에 의한 주조 중단을 방지하고, 주편의 인출이 조업이 안정된 상태가 되면, 보관 스탠드(240)에 주편인발장치를 보관하고, 그후에는 정상적인 주조 작업이 이루어진다.

본 발명의 주편 인발장치(200)는 고온의 산화방지 루프피트(Loop Pit) 내부에 보관하지 않아 열에 의한 영향도 발생하지 않는다. 예를 들어 보관 스탠드(240)는 기존의 슬러딩바의 보관 스탠드(도 2의 92)로 대체할 수 있어 유익하다.

이하, 본 발명의 주편 인발장치(200)에 대하여 더 상세하게 살펴본다.

먼저, 도 3 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 주편 인발장치(200)는, 앞에서 설명한 주편 이동을 위한 핀치롤(140)과 이송 테이블(150)을 따라 이동하는 장치 바디수단(210)과, 상기 장치 바디수단(110)에 제공되고 선택적으로 주편(130)이 고정되어 주편 인발을 가능하게 하는 주편 고정수단(220) 및, 상기 장치 바디수단(210)에 제공되어 상기 주편 고정수단(220)의 구동을 가능하게 하는 구동수단(230)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 주편 인발장치(200)의 장치 바디수단(210)이 핀치롤 (140)과 이송 테이블(150)의 정,역 회전에 따라 보관 스탠드(240)에서 투입되어 주편 인발위치로 투입되고, 이후 주편 고정후 주편 인출위치로 복귀되게 된다.

그리고, 본 발명의 주편 인발장치(200)는 상기 주편 고정수단(220)이 구동수단(230)이 작동시 주편(130)을 견고하게 고정하므로, 주조 초기, 중기 또는 말기 등에 구애받지 않고 사용할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명 주편 인발장치의 장치 바디수단(210)은, 상기 구동수단(230)이 내장되는 제1 바디(212)와 상기 제1 바디(212)에서 전방으로 양측에서 연장되는 측벽과 같은 요소로서, 그 내측에 주편 고정수단(220)이 배치되는 공간(214)을 갖는 제2 바디(216)를 포함한다.

즉, 상기 제1 바디(212)는 박스 구조물로서 이송 테이블과 핀치롤 등의 통과를 용이하게 하고 밀폐되고, 그 내부에 구동수단(230)이 내장되고, 상기 제1 바디의 양측벽 역할을 하여 내측으로 공간(214)을 갖는 제2 바디(216)가 제공되는 것이다.

다음, 도 3 내지 도 6과 같이, 본 발명의 주편 인발장치(1)에서 상기 주편 고정수단(220)은, 측벽과 같은 제2 바디(212)의 선단에 일체로 제공되는 길이를 갖는 제1 고정블록(222)과, 상기 박스 구조물인 제1 바디(212)에 내장된 구동수단(230)과 연계되어 상기 구동수단의 작동시 선택적으로 상기 제1 고정블록과 협력하여 진입된 주편(130)을 고정하는 제2 고정블록(224)을 포함한다.

이때, 도 4 내지 도 6과 같이, 상기 제1 고정블록(222)의 상면과 제2 고정블록(224)의 하면에는 서로 긴밀하게 접하면서 주편(130)을 절곡된 상태로 견고하게 고정하는 경사면(222a)(224a)들이 제공될 수 있다.

또한, 상기 구동수단(230)은 상기 제2 고정블록(224)의 후면에 연결 고정되고 제1 바디를 통과하여 전,후진하는 작동로드(232)를 포함하되, 상기 제1 바디(212)의 박스 구조물에 내장되는 구동실린더(234)를 포함한다.

따라서, 상기 구동실린더(234)가 전진하면 상기 제2 고정블록(224)이 일체로 전진하여 제1 고정블록(222)사이에 진입된 주편(130)은 견고하게 고정되고, 그 상태에서 인발장치(200)가 이송 테이블(150)과 핀치롤(140)의 가동에 따라 정상적인 주편 인출위치로 이동하면, 상기 제1,2 고정블록들은 구동실린더의 후진으로 벌어지고, 주편에서 이탈된 본 발명의 주편 인발장치(200)는 보관 스탠드(240)에서 대기될 수 있다.

이때, 고온의 주편과 접촉하는 제1,2 고정블록(222)(224)은 주편의 온도에 영향을 받지 않는 재질로 제공됨은 물론이다.

한편, 도 5 및 도 6과 같이, 본 발명의 주편 인발장치(200)에서 상기 구동실린더(234)는 에어 실린더로 제공되고, 상기 제1 바디(212)에는 상기 에어실린더의 가동을 위한 에어공급유닛(236)이 제공될 수 있다.

이와 같은 에어공급유닛(236)은 외부에서 에어와 전원 등의 관련 케이블이 연결될 수도 있지만, 더 바람직하게는 외부 신호를 감지하는 센서와 센서로 작동되는 배터리 가동되는 전기에어펌프와 관련 밸브 등을 포함하여 에어 실린더가 단독적으로 가동되도록 하는 것도 가능할 것이다.

한편, 도 3 및 도4와 같이, 본 발명의 주편 인발장치(200)의 경우, 상기 주편 고정수단(220)의 제1 고정블록(222)과 제2 고정블록(224)의 높이는 상기 장치 바디수단(210)의 박스 구조물인 제1 바디(212)의 높이에 대응하여 제공되는 것이 바람직하다. 즉, 핀치롤(140)의 장치 통과를 용이하게 하 것이다.

다음, 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 주편 인발장치(200)는, 상기 주편 고정수단(220)의 제1,2 고정블록(222)(224)의 서로 마주하여 주편(130)이 조정되는 제1 고정블록의 후면 및 제2 고정블록의 전면에 주편 고정을 견고토록 제공되는 요철부(226)를 더 포함할 수 있다. 이경우 주편 고정력을 높여 주편 인발시 주편의 장치 탈락을 방지할 것이다.

또는, 상기 주편 고정수단(220)의 제1,2 고정블록(222)에서 주편을 절곡하여 압박 고정하는 경사면(222a)(224a)에는, 상기 요철부(226)에 더하여, 주편 고정력을 높이는 널링부(228)들이 더 제공될 수 있다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 주편 인발장치에 위하면, 기존 슬러딩 바의 구조 개선을 통하여, 판파단 현상을 효과적으로 방지하는 것이다.

또한, 기존 슬러딩 바의 보관 위치에서 보관하다고 재사용할 수 있어 온도에 의한 영향을 받지 않는다.

결과적으로, 쌍롤형 (박판) 주조장치를 통한 생산성을 높이는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

120.... 주조롤 130.... 주편
140.... 핀치롤 150.... 이송 테이블
210.... 장치 바디수단 212.... 제1 바디
216.... 제2 바디 220.... 주편 고정수단
222.... 제1 고정블록 224.... 제2 고정블록
230.... 구동수단 234.... 구동실린더

Claims (8)

1. 한쌍의 주조롤을 매개로 주조되는 주편을 인발하기 위한 주편 인발장치에 있어서,
   상기 주편의 이동경로를 따라 이동 가능한 장치 바디수단;과, 상기 장치 바디수단에 제공되고 장치에 진입된 주편을 고정하여 적어도 주편 인발을 가능하게 하는 주편 고정수단; 및, 상기 장치 바디수단에 제공되어 상기 주편 고정수단의 구동을 가능하게 하는 구동수단;을 포함하여 구성되고,
   상기 주편 고정수단은, 상기 장치 바디수단을 구성하는 제2 바디의 선단에 제공되는 제1 고정블록; 및, 상기 장치 바디수단을 구성하는 제1 바디에 내장된 구동수단과 연계되면서 상기 제1 고정블록과 협력하여 장치에 진입된 주편을 압박 고정하는 제2 고정블록;을 포함하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 장치 바디수단은, 상기 구동수단이 내장되는 상기 제1 바디; 및,
   상기 제1 바디에서 연장되고 내측에 주편 고정공간을 형성하는 상기 제2 바디;
   를 포함하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동수단은, 상기 제2 고정블록에 연결된 작동로드를 구비하면서 상기 제1 바디에 내장되는 구동실린더를 포함하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 주편 인발장치는, 핀치롤과 이송 테이블을 매개로 상기 주조롤의 주편 추출위치로 역방향 이동하고, 추출되는 주편의 장치 진입시 상기 주편 고정수단의 제1,2 고정블록을 매개로 주편을 압박 고정한 상태에서, 상기 핀치롤과 이송 테이블을 매개로 주편의 인출위치까지 정방향 이동하여 주편을 인발하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 주편 고정수단의 제1,2 고정블록은 주편 고정을 견고토록 제공되는 널링부와 요철부 중 하나 또는, 이들 모두를 더 포함하는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 구동실린더는 에어실린더로 제공되고, 상기 제1 바디에는 상기 에어실린더의 가동을 위한 에어공급유닛이 더 포함되는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 주편 고정수단의 제1 고정블록과 제2 고정블록은 상기 장치 바디수단의 제1 바디의 높이에 대응되는 높이를 갖는 쌍롤형 주조장치의 주편 인발장치.

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