KR20080086531A - 소결 기계에서의 소결을 위한 프로세스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소결 기계에서 예를 들어 철광석 또는 망간 광석과 같은 금속-함유 물질을 소결하기 위한 프로세스에 관한 것으로서, 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스로 이송되고 혼합 영역 내에서 혼합되어 혼합 가스를 형성하며, 제 3 부분으로부터 혼합 영역까지 소결 폐기 가스를 이송하는 거리가 제 1 부분으로부터 혼합 영역까지 소결 폐기 가스를 이송하는 거리 보다 길다. 본 발명은 또한 상기와 같은 프로세스를 실행하기 위한 설비에 관한 것이다.

Description

소결 기계에서의 소결을 위한 프로세스{PROCESS FOR SINTERING ON A SINTERING MACHINE}
본 발명은 소결 폐기 가스가 회수되는 소결 기계에서 예를 들어 철광석 또는 망간 광석, 특히 산화물 또는 탄화물 광석과 같은 금속-함유 물질을 소결하기 위한 방법 및 설비에 관한 것이다.
예를 들어 철광석 또는 망간 광석, 특히 산화물 또는 탄화물 광석과 같은 금속-함유 물질의 소결은 소결 기계에 의해서 실시된다. 금속-함유 물질, 복귀(revert) 물질, 고체 연료, 플럭스(fluxes) 등을 포함하는 소결 혼합물이 소결 기계의 소결 벨트로 장입(charging)된 후에, 점화로(ignition furnace) 내에서 소결 혼합물의 표면이 점화된다. 이어서, 산소-함유 가스가 프로세스 가스로서 소결 혼합물을 통과하며, 그에 따라 소결 전방부(front)가 소결 혼합물의 표면으로부터 소결 벨트의 표면의 방향으로 이동한다. 프로세스 가스로서 사용되는 가스는 예를 들어, 신선 공기, 소결 냉각기로부터의 폐기 공기, 소결 혼합물를 사전-건조(pre-drying)하기 위해 이용된 공기, 이들 가스의 혼합물, 또는 이들 가스들 중 하나 이상과 토니지(독; technischem, 영; tonnage) 산소와의 혼합물이다. 동시에, 소결 벨트는 배출 방향을 따라 장입 지점으로부터 이동된다. 소결 벨트 상에서의 이송 중에, 전체 소결 혼합물이 완전히 소결되고 배출 지점에서 고온의 최종 소결체로서 소결 벨트로부터 벗어나게 된다. 고온의 최종 소결체는 하류의 소결 냉각기 내에서 냉각된다. 소결 기계는, 예를 들어, 이동 격자형(traveling grate) 소결 기계 형태로 디자인될 수 있으며, 그러한 경우에 프로세스 가스는 송풍기에 의해서 소결 벨트 하부에 놓인 흡입 박스로 인가된 음압에 의해서 소결 혼합물을 통해 흡입된다.
일반적인 작동 중에, 소결 폐기 가스의 온도 및 산소 함량의 변화가 소결 벨트를 따라 발생하게 된다. 소결 폐기 가스의 온도는 소결 벨트를 따라 높아진다. 소결 폐기 가스의 산소 함량은 소결 벨트를 따라 초기에 감소되고, 최소치에 도달한 후에 다시 높아진다. 일반적으로, 전방부 즉, 소결 벨트의 제 1 부분 내의 소결 폐기 가스의 온도는 100℃ 미만이고, 후방으로 갈수록 300℃ 보다 높은 온도로 높아진다.
프로세스 가스는 소결 벨트의 하부에 위치된 흡입 박스에 의해서 소결 혼합물을 통해 흡입되고, 이러한 통과 중에 생성되는 소결 폐기 가스는 수집되어 외부로 안내된다. 소결 작업이 대량의 프로세스 가스를 필요로 하기 때문에, 대량의 소결 폐기 가스가 발생된다. 소결 폐기 가스는, 특히, 소결 혼합물로부터 증발된 물, 종종 발생하는 불완전한 연료 연소 및 하소(calcination) 프로세스로부터의 CO 및 CO2, 연료나 광석에 포함된 황의 연소로 인한 황 산화물(SOx), 그리고 질소 산화물(NOx), 다이옥신, 푸란, 및 분진을 포함한다. 그에 따라, 소결 폐기 가스가 소 결 기계의 폐기 가스로서 대기중으로 배출될 수 있기 전에, 환경 오염의 최소화를 위해서 오염물질의 제거가 요구된다. 폐기 가스에 포함된 오염물질 함량(burden) 또는 소결 기계로부터 배출되는 폐기 가스의 양을 감소시킴으로써, 폐기 가스를 보다 청정하게 할 수 있다.
소결 폐기 가스의 일부를 프로세스 가스로서 소결 혼합물로 되돌려 보냄으로써 폐기 가스의 양 및 그러한 폐기 가스에 포함된 오염물질의 함량을 줄이는 방법이 이미 공지되어 있다. 이러한 것의 하나의 효과는 외부로부터 소결 기계로 도입되는 프로세스 가스의 양이 감소된다는 것이고, 다른 효과는 함유 산소의 보다 개선된 이용을 가능하게 한다는 것이다.
그에 따라, 예를 들어, JP-53-004706에는 소결 폐기 가스의 일부를 소결 혼합물로 되돌려 보내는 것이 개시되어 있고, 전방부 즉, 소결 벨트의 제 1 부분으로부터의 저온 소결 폐기 가스와 후방부(rear) 즉, 제 3 부분으로부터의 고온 소결 폐기 가스가 통합(unify)되기에 앞서서 소결 벨트의 제 1 부분으로부터의 저온 소결 폐기 가스를 제 3 부분으로부터의 고온 소결 폐기 가스로 안내하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이는, 저온의 소결 폐기 가스가 고온의 소결 가스와 통합될 때까지 이동되어야하는 이송 거리가 매우 길다는 것을 의미한다. 또한, 이는, 소결 폐기 가스에 포함된 수증기, 질소 산화물(NOx) 및 황 산화물(SOx)에 의해 형성된 산(acid)이 이러한 긴 이동 길이 범위(결과적으로 온도가 이들 산의 이슬점 미만으로 떨어진다) 내에서 응축된다는 것을 의미한다. 이러한 산의 응축은 매우 높은 부식성을 제공한다.
본 발명의 목적은 제 3 부분으로부터의 고온 소결 폐기 가스와 통합되기 위해서 제 1 부분으로부터 저온 소결 폐기 가스가 이동하여야 하는 이송 거리를 최소화하여 부식 문제를 완화시키는 것이다.
이러한 목적은 정상 작동 중에 부식 문제를 일으키지 않는 제 3 부분으로부터의 고온 소결 폐기 가스에 의해서 달성될 수 있는데, 그러한 고온 소결 폐기 가스는 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 통합되기 전에 제 1 부분에 가능한 한 인접하여 취해진다.
그에 따라, 본 발명의 청구 대상은 예를 들어 철광석 또는 망간 광석, 특히 산화물 또는 탄화물 광석과 같은 금속-함유 물질을 소결 기계에서 소결하기 위한 프로세스이며, 그러한 프로세스에서 산소-함유 프로세스 가스가 소결 벨트의 3개의 연속적인 부분들에서 소결 혼합물을 통과하며, 상기 부분들 중 제 1 부분은 일측이 장입 영역에 접하고 제 3 부분은 소결 벨트의 배출 단부에서 종료되며, 각각의 부분에서 발생되는 소결 폐기 가스는 흡입 박스에서 개별적으로 수집되고 멀리 안내되며, 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스 및 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 프로세스 가스로서 제 2 부분으로 공급되며, 제 2 부분에서 발생되는 소결 폐기 가스는 소결 기계로부터 폐기 가스로서 배출되며, 고온의 최종 소결체는 소결 벨트로부터 배출된 후에 냉각되는 소결 프로세스에 있어서, 상기 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스로 이송되고 혼합 영역내에서 통합되어 혼합 가스를 형성하며, 상기 제 3 부분으로부터 상기 혼합 영역까지의 소결 폐기 가스의 이송 거리는 상기 제 1 부분으로부터 상기 혼합 영역까지의 소결 폐기 가스의 이송 거리 보다 길다.
소결 벨트의 길이는 3개의 연속적인 부분으로 분할된다. 소결 혼합물의 이송 방향에서 볼 때, 제 1 부분은 장입 영역 이후에 시작되고, 제 3 부분은 소결 벨트의 배출 단부에서 종료된다. 제 2 부분은 제 1 부분과 제 3 부분에 의해서 경계지어 진다.
소결 냉각기로부터의 폐기 공기 및/또는 신선 공기 및/또는 소결 혼합물을 사전-건조하는데 이용된 공기 및/또는 토니지 산소를 혼합 가스에 첨가하는 것이 적용되는 경우에 그러한 첨가 후에, 소결 기계의 폐기 가스의 양이 최소화되도록 그리고 정상 작동 중에 제 2 부분을 위한 프로세스 가스가 특정 온도 및 특정 산소 함량을 가지도록 상기 부분들이 분할된다. 최소 온도는 90℃, 바람직하게는 100℃이며, 최대 온도는 일반적으로 150℃ 이하, 바람직하게는 130℃ 이하이다. 산소 함량의 하한선은 15 부피%, 바람직하게 17 부피%이나, 20% 이하 또는 그 이상의 산소 함량도 가능할 것이다.
제 2 부분을 위한 이러한 프로세스 가스의 온도에서, 프로세스 가스와 접촉하는 설비 부분들이 부식될 위험이 낮게 유지될 수 있다. 이러한 산소 함량에서, 양호한 소결 품질의 달성이 보장된다. 제 2 부분을 위한 프로세스 가스의 산소 함량이 가능한 한 높은 것이 바람직하다.
예를 들어, 소결 벨트 속도, 소결 혼합물의 조성, 프로세스 가스의 산소 함량, 소결 벨트 상에서의 소결 혼합물의 층 두께, 소결 혼합물의 다공도(porosity), 흡입 박스에 인가되는 음압, 통과하는 프로세스 가스의 양과 같은 프로세스 파라미터에 따라서, 소결 벨트의 전체 길이와 관련한 각 부분의 비율이 특정 범위내에서 변화된다. 일반적으로, 소결 벨트의 제 1 부분은 소결 벨트 길이의 5-25%, 바람직하게는 10-20%를 차지한다. 제 1 부분에 접하는 소결 벨트의 제 2 부분은 소결 벨트 길이의 50-85%, 바람직하게는 55-75%를 일반적으로 차지한다. 소결 벨트의 제 2 부분에 접하는 소결 벨트의 제 3 부분은 소결 벨트 길이의 10-25%, 바람직하게는 15-20%를 일반적으로 차지한다.
소결 벨트의 각 부분에는 그 하부에 배치된 흡입 박스들이 할당된다. 소결 벨트의 부분들에는 각각 둘 이상의 흡입 박스가 할당된다. 소결 벨트의 각 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 다른 부분의 소결 폐기 가스와 분리되어 각 부분에 할당된 흡입 박스내에서 수집되고 이들 할당된 흡입 박스들로부터 외부로 유도되며, 이렇게 소결 폐기 가스를 외부로 안내하는 것이 제어될 수 있는 것이 바람직하다.
제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스로 이송되고 혼합 영역 내에서 상기 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 통합되어 혼합 가스를 형성한다. 이러한 측면에서, 제 3 부분으로부터 혼합 영역까지의 소결 폐기 가스의 이송 거리는 제 1 부분으로부터 혼합 영역ㄲ지의 소결 폐기 가스의 이송 거리 보다 멀다. 제 1 부분으로부터의 저온 소결 폐기 가스가 혼합 영역에 도달하기 전에 거쳐야 하는 경로가 가능한 한 짧도록 의도되기 때문에, 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 제 1 부분에 인접하여 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 통합될 것이다. 그에 따라, 제 1 부분 바로 밑에서 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 통합되는 것이 특히 바람직하다. 그러나, 소결 기계가 어떻게 구성되는가에 따라서, 혼합 영역을 제 1 부분으로부터 다소 멀리 배치할 필요가 있을 수도 있을 것이다.
제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 통합함으로써 얻어지는 혼합 가스는 제 2 부분에 대한 프로세스 가스로서 제 2 부분으로 공급된다.
양호한 소결 품질에 최적인 제 2 부분을 위한 프로세스 가스의 온도 및 산소 함량 값을 얻기 위해, 상기 부분들의 길이가 특정된 범위내에서 변화될 수 있고, 그에 따라 제 2 부분을 위한 프로세스 가스 또는 혼합 가스의 특성이 변화될 수 있다. 프로세스의 실시예에 따라서, 제 3 부분으로부터의 전체 소결 폐기 가스가 제 1 부분으로부터의 전체 소결 폐기 가스와 통합된다. 다른 실시예에 따라서, 한 부분의 소결 폐기 가스의 일부가 이웃하는 부분의 소결 폐기 가스로 공급된다. 바람직하게, 상기 부분들 중 경계(bordering) 영역들내에서 발생되는 소결 폐기 가스만이 이웃하는 부분의 소결 폐기 가스로 공급된다. 여기에서, 경계 영역은 상기 부분들 사이에서 양측 경계선상에서 관련 부분 길이의 30%까지의 길이에 걸쳐 두 개의 이웃하는 부분들내로 각각 연장하는 영역을 의미한다. 또한, 제 2 부분을 위한 프로세스 가스의 온도 및 산소 함량을 셋팅하기 위해서, 소결 냉각기 및/또는 신선 공기 및/또는 소결 혼합물을 사전-건조하기 위해 이용되는 공기 및/또는 토니지 산소로부터의 폐기 공기가 혼합 가스에 첨가될 수 있다. 이는, 각 부분의 소결 폐기 가스의 양, 온도 및 산소 함량, 그리고 결과적인 제 2 부분을 위한 프로세스 가스 또는 혼합 가스의 양, 오도 및 산소 함량이 원하는 방식으로 변화될 수 있게 허용한다.
제 1 및/또는 제 3 부분을 위한 산소-함유 프로세스 가스는, 예를 들어, 신선 공기, 소결 냉각기로부터의 폐기 공기, 소결 혼합물의 사전-건조에 이용된 공기, 이들 가사의 다수의 혼합물 또는 이들 가스 중 하나 이상과 토니지 산소의 혼합물일 수 있다. 신선 공기의 이용, 소결 냉각기로부터의 폐기 공기와 신선 공기의 혼합물의 이용, 토니지 산소와 소결 냉각기로부터의 폐기 가스의 혼합물의 이용, 그리고 토니지 산소, 신선 공기 및 소결 냉각기로부터의 폐기 공기의 혼합물의 이용이 바람직하다. 각 부분들의 소결 폐기 가스들의 양, 온도 및 산소 함량, 그리고 그에 따른 제 2 부분을 위한 프로세스 가스 또는 혼합 가스의 양, 온도 및 산소 함량은 산소-함유 프로세스 가스의 선택에 의해서 원하는 방식으로 변화될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스의 바람직한 실시예에 따라서, 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스의 도움으로 가열되며, 이때 두 소결 폐기 가스는 혼합되지 않는다. 온도를 높임으로써, 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 이송하는 라인에서의 부식 위험(이슬점 이하로 온도가 강하되는 결과로 인해 응축된 산에 의해서 유발된다)이 감소된다. 이는, 종합 라인(general line)내에서 안내되는 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스에 의해서 이루어진다. 제 3 부분으로부터의 고온 소결 폐기 가스가 제 2 부분으로부터의 저온 소결 폐기 가스와 혼합되지 않도록 하는 방식으로, 그러나 그 열의 일부가 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스로 전달될 수 있도록 하는 방식으로, 상기 종합 라인은 길이방향으로 연장하는 분리 벽들에 의해서 내측 영역이 개별적인 가스 도관들로 분할된다. 또한, 여러 부분들의 소결 폐기 가스로부터 발생되는 분진은, 예를 들어 기밀(gastight) 분진 수집기에 의해서, 소결 폐기 가스를 이송하는 가스 도관으로부터 기밀 방식으로 분리되어 배출될 수 있을 것이다.
통합된 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 소결 기계로부터 폐기 가스로서 배출된다. 개별적인 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스들의 통합에 있어서, 각각의 경우에 저온 소결 폐기 가스가 보다 고온의 소결 폐기 가스내로 또는 통합된 고온의 소결 폐기 가스내로 도입된다.
바람직하게, 혼합된 가스는 제 2 부분을 위한 프로세스 가스로서 사용되기에 앞서서 분진이 제거된다. 바람직하게, 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 소결 기계로부터 폐기 가스로 배출되는 동안에 정화(cleaned)되며, 예를 들어 그러한 배출 중에 분진이 제거되고 질소 산화물(NOx) 또는 황 산화물(SOx) 및 다른 오염물질이 제거된다.
이러한 분진제거 및 정화 작업 중에 얻어지는 분진 및 가스 도관으로부터의 배출에서 얻어지는 분진은 프로세스 기술과 관련하여 가능한 범위내에서 소결 혼합물의 생성을 위한 추가 물질로서 이용된다.
본 발명의 추가적인 청구 대상은 예를 들어 철광석 또는 망간 광석, 특히 산화물 또는 탄화물 광석과 같은 금속-함유 물질을 소결 기계에서 소결하기 위한 장치(apparatus)로서, 소결 혼합물을 함유하는 고체 연료를 소결 벨트 상으로 장입하기 위한 장입 장치, 표면 상에서 소결 혼합물을 점화하기 위한 점화 장치, 상기 장입 장치에 인접하는 제 1 부분과 소결 벨트의 배출 단부에 의해서 경계지어지는 제 3 부분을 포함하는 소결 벨트의 3개의 연속적인 부분에서 소결 혼합물을 통해 산소-함유 프로세스 가스를 통과시키기 위한 흡입 박스, 상기 제 3 부분의 흡입 박스 내에서 발생되는 소결 폐기 가스의 통합 및 통과를 위한 수집 라인, 제 2 부분의 흡입 박스 내에서 발생되는 소결 폐기 가스의 통합 및 통과를 위한 배출 라인, 상기 소결 벨트의 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스 및 상기 소결 벨트의 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스로부터 혼합 가스를 생성하기 위한 장치, 제 3 부분의 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스를 상기 수집 라인으로 공급하기 위한 연결 라인, 상기 제 2 부분의 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스를 상기 배출 라인으로 공급하기 위한 연결 라인, 상기 제 1 부분의 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스를 상기 혼합 가스를 생성하기 위한 장치내로 공급하기 위한 연결 라인, 상기 혼합 가스를 상기 제 2 부분을 위한 프로세스 가스로서 상기 소결 벨트의 제 2 부분 내에서 소결 혼합물로 이송하고 분배하기 위한 장치, 상기 소결 기계로부터 상기 소결 벨트의 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 위한 배출 라인으로부터 가스를 배출하기 위한 폐기 가스 라인, 그리고 상기 소결 벨트의 배출 단부의 하류에 배치된 소결 냉각기를 포함하는 소결 장치에 있어서, 상기 혼합 가스를 생성하기 위한 장치는 상기 소결 벨트의 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 위한 수집 라인을 포함하고, 상기 소결 벨트의 제 1 부분의 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스를 공급하기 위한 연결 라인이 혼합 영역내에서 상기 수집 라인내로 개방되며, 상기 혼합 영역으로부터 상기 제 3 부분까지의 거리가 상기 혼합 영역으로부터 상기 제 1 부분까지의 거리 보다 긴 것을 특징으로 한다.
프로세스 가스는 소결 혼합물을 통과하고, 이러한 경우에 송풍기에 의해서 소결 벨트의 하부에 놓인 흡입 박스내로 음압이 인가된다. 결과적으로, 프로세스 가스는 소결 혼합물을 통해서 흡입 박스내로 흡입된다. 제 1 및 제 3 부분을 통해서 그리고 제 2 부분을 통해서 프로세스 가스를 흡입하도록 둘 이상의, 바람직하게는 속도가 조정되는 송풍기들이 제공된다.
일반적으로, 소결 벨트의 제 1 부분은 소결 벨트 기링의 5-25% 까지, 바람직하게는 10-20%를 차지한다. 상기 제 1 부분에 접하는 소결 벨트의 제 2 부분은 소결 벨트 길이의 50-85%까지, 바람직하게는 55-65%를 일반적으로 차지한다. 상기 소결 벨트의 제 2 부분에 접하는 소결 벨트의 제 3 부분은 소결 벨트 길이의 10-25%까지, 바람직하게는 15-20%를 일반적으로 차지한다. 적절한 분할을 통해, 정상 작동 중에, 소결 폐기 가스, 혼합 가스 및 제 2 부분을 위한 프로세스 가스가 본 발명에 따라 프로세스를 실행하기 위한 의도된 온도 및 산소 함량을 가지게 된다.
수집 라인에서, 제 3 부분의 흡입 박스에서 발생된 소결 폐기 가스가 통합되고 그러한 제 3 부분으로부터 외부로 안내된다. 각 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스는 연결 라인을 통해서 수집 라인으로 이송된다.
배출 라인에서, 제 2 부분의 흡입 박스에서 발생된 소결 폐기 가스가 통합되고 그러한 제 2 부분으로부터 외부로 안내된다. 각 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스는 연결 라인을 통해서 배출 라인으로 이송된다. 각 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스의 통합에 있어서, 각 경우에 냉각기 소결 폐기 가스가 통합된 고온의 소결 폐기 가스로 도입된다.
제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스 및 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스에서 혼합 가스를 생성하기 위한 장치는 수집 라인을 포함하며, 제 1 부분의 흡로부터 연장하는 연결 라인이 상기 수집 라인내로 개방된다. 제 1 부분의 흡입 박스로부터 연장하는 연결 라인이 내부로 개방되는 수집 라인의 영역은 혼합 영역이다. 이러한 연결 라인을 통해서, 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 수집 라인으로 공급된다. 본 발명에 따라, 혼합 영역으로부터 제 3 부분까지의 거리는 상기 혼합 영역으로부터 제 1 부분까지의 거리 보다 멀다. 바람직하게, 혼합 영역은 제 1 부분의 아래쪽에 위치된다. 혼합 가스를 생성하기 위한 장치는 소결 벨트의 하부에 또는 그 옆에 배치된다. 바람직하게, 장치는 소결 벨트와 평행하게 연장된다. 평행한 배치로 인해서, 본 발명에 따른 장치가 조밀한(compact) 타입의 구성을 가질 수 있게 된다.
폐기 가스 라인에서, 배출 라인으로부터의 가스가 소결 기계로부터 배출된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 따라, 둘 이상의 흡입 박스가 각 부분의 하부에 위치된다.
바람직한 실시예에 따라, 스로틀 장치, 예를 들어 스로틀 밸브가 상기 세 부분의 흡입 박스로부터 연장하는 연결 라인들 중 하나 이상의 내부에 제공된다. 이러한 스로틀 밸브에 의해서, 상기 연결 라인에 연결된 흡입 박스로부터의 소결 폐기 가스의 이송을 조정할 수 있게 된다.
바람직한 실시예에 따라, 혼합 가스를 생성하기 위한 장치 및 소결 벨트의 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 위한 배출 라인은 흡입 박스의 하부에 배치되고 바람직하게는 소결 벨트와 평행하게 연장하는 종합 라인(general line)의 내부에서 분리 벽에 의해 서로 분리되는 이웃하는 가스 도관들로 정렬된다. 소결 벨트에 평행하게 흡입 박스의 하부에 배치함으로써, 장치의 특히 조밀한 타입의 구성이 가능해진다. 종합 라인내에서, 이웃 가스 도관들 사이에서 열 교환이 일어난다. 그에 따라, 소결 벨트의 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스의 온도는 소결 벨트의 제 3 부분으로부터의 고온의 소결 폐기 가스에 의해서 높아진다. 이러한 온도 증가는 배출 라인내에서의 부식 위험을 감소시킨다. 바람직하게, 기밀 분진 수집기를 구비한 슈트(shutes)가 석출된(precipitated) 분진을 배출하기 위해서 종합 라인의 가스 도관내에 제공된다. 프로세스 기술과 관련하여 가능한 범위내에서, 이들 분진이 소결 혼합물의 생성에 이용될 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에 따라서, 혼합 가스를 제 2 부분을 위한 프로세스 가스로서 소결 벨트의 제 2 부분내의 소결 혼합물로 이송하고 분배하기 위한 장치는 적어도 분진제거 설비를 구비하는 복귀 라인 및 분배 후드를 포함한다. 복귀 라인의 일 단부는 혼합 가스의 생성을 위한 장치의 혼합 영역 내로 그리고 타 단부는 분배 후드 내로 개방된다. 예를 들어, 분진제거 설비는 사이클론 또는 정전기 석출장치이다.
바람직한 실시예에 따라, 예를 들어 NOx 및 SOx를 제거하기 위한 설비 및 분진제거 설비를 구비하는 분진제거 설비 및/또는 폐기 가스 정화 설비가 폐기 가스 라인내에 제공된다.
복귀 라인, 폐기 가스 라인 및 폐기 가스 정화 설비 내의 분진제거 설비는 혼합 가스 또는 폐기 가스로부터 분진을 분리한다. 프로세스 기술과 관련하여 가능한 범위내에서, 이들 분리된 분진이 소결 혼합물의 생성에 이용될 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에 따라, 소결 냉각기로부터의 폐기 공기 및/또는 신선 공기 및/또는 소결 혼합물의 사전-건조에 이용된 공기 및/또는 토니지 산소를 공급하기 위한 라인이 복귀 라인내로 개방된다. 이들 라인을 통해 공급되는 가스들은, 제 2 부분을 위한 프로세스 가스로서 분배 후드를 통해서 소결 벨트의 제 2 부분내의 소결 혼합물로 안내되기에 앞서서, 혼합 가스의 온도 및 산소 함량이 변화될 수 있게 허용한다.
바람직한 실시예에 따라, 정적(static) 혼합기가 복귀 라인 내에 제공되며, 이때 분배 후드 내로 개방된 복귀 라인의 단부의 앞쪽에 배치된다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 바람직한 실시예에 따라, 흡입 박스로부터 연장하는 연결 라인들 각각은 두 개의 개구부를 가지며, 그 개구부들 중 하나는 혼합 가스를 생성하기 위한 장치의 수집 라인 내로 연장하고 다른 하나는 배출 라인 내로 연장한다.
바람직하게, 이웃하는 부분들의 경계 영역 내에 위치하는 흡입 박스들로부터 연장하는 이들 연결 라인들 만이 두 개의 개구부를 각각 구비한다. 개구부들은 개방 및 폐쇄될 수 있으며, 바람직하게는 하나의 개구부가 개별적으로 폐쇄되고 하나의 개구부가 개별적으로 개방된다.
이러한 방식에서, 부분의 소결 폐기 가스의 일부가 대응 부분의 잔류 소결 폐기 가스와 함께 통과할지, 또는 이웃 부분의 소결 폐기 가스와 함께 통과할 지의 여부를 제어할 수 있게 된다.
추가적인 바람직한 실시예에 따라, 소결 냉각기로부터 폐기 공기를 소결 벨트의 제 1 부분 및/또는 제 3 부분으로 공급하기 위한 라인들이 제공된다. 이는, 두 부분들 각각에서, 소결 냉각기로부터의 폐기 공기가 프로세스 가스로서 또는 프로세스 가스의 성분으로서 사용될 수 있게 허용한다. 바람직하게, 분진제거 설비가 소결 냉각기로부터 폐기 가스를 공급하기 위한 라인들 내에 제공된다. 프로세스 기술과 관련하여 가능한 범위내에서, 분진제거 설비내에서 분리된 분진이 소결 혼합물의 생성에 이용될 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에 따라, 토니지 산소를 혼합하기 위한 라인들이 소결 냉각기로부터 소결 벨트의 제 1 및/또는 제 3 부분으로 폐기 공기를 공급하기 위한 라인들 내로 개방된다.
추가적인 바람직한 실시예에 따라, 토니지 산소를 소결 벨트의 제 1 및/또는 제 3 부분을 위한 프로세스 가스로 혼합하기 위한 라인들이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따라 작동하는 소결 기계의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 종합 라인을 구비하는 소결 기계를 통한 두 부분의 경계 영역을 도시 한 단면도이다.
도 1은 본 발명에 따라 작동하는 소결 기계의 개략적인 흐름도이다. 장입 장치(1)에 의해서, 고체 연료를 포함하는 소결 혼합물(2)이 소결 벨트(3)로 장입된다. 소결 혼합물(2)이 적재된 소결 벨트(3)는 소결 벨트의 배출 단부(4)의 방향을 따라 장입 장치(1)로부터 이동되고 그러한 장입 장치(1)로부터 멀리 소결 혼합물(2)을 이송한다.
이동 방향을 화살표(5)로 표시하였다. 발화 장치(6) 내에서, 소결 혼합물(2)이 표면상에서 발화된다. 소결 벨트(3)의 하부에 배치된 흡입 박스(7)에 의해서, 프로세스 가스(8)가 소결 벨트의 제 1 부분(9) 내의 소결 혼합물(2)을 통과하고, 프로세스 가스(10)는 소결 벨트의 제 2 부분(11) 내의 소결 혼합물(2)을 통과하고, 프로세스 가스(12)는 소결 벨트의 제 3 부분(13) 내의 소결 혼합물(2)을 통과한다. 연결 라인(14a, 14b, 14c)은 소결 폐기 가스를 흡입 박스(7)로부터 멀리 안내한다. 제 1 부분(9) 아래쪽의 흡입 박스(7)에서 발생되는 소결 폐기 가스는 혼합 영역 내의 연결 라인(14a)을 통해 혼합 가스 생성을 위한 장치의 수집 라인(15) 내로 공급된다. 제 2 부분(11) 아래쪽의 흡입 박스에서 발생되는 소결 폐기 가스는 연결 라인(14b)을 통해서 배출 라인(16)으로 공급된다. 제 3 부분(13) 아래쪽의 흡입 박스에서 발생되는 소결 폐기 가스는 연결 라인(14c)을 통해 수집 라인(15) 내로 공급된다. 소결 벨트의 배출 단부(4)의 하류에는 소결 냉각기(17)가 배치된다. 혼합 가스를 생성하기 위한 장치로부터의 혼합 가스는 복귀 라 인(18) 및 분배 후드(19)를 통해서 프로세스 가스로서 제 2 부분(11) 내의 소결 혼합물(2)로 안내된다. 분배 후드(19)의 상류에는, 복귀 라인(18) 내의 정적 혼합기(20)가 위치된다. 제 2 부분(11)으로부터의 소결 폐기 가스는 주변 대기로 배출되기에 앞서서 폐기 가스 라인(21)을 통해 폐기 가스 정화 설비(22)로 공급된다. 혼합 공기가 복귀 라인(18) 내에서 이송될 수 있도록 송풍기(23)가 제공된다. 제 2 부분(11)으로부터의 소결 폐기 가스가 배출 라인(16) 및 폐기 가스 라인(21) 내에서 이송될 수 있도록 송풍기(24)가 제공된다. 복귀 라인(18) 내에는 분진제거 설비(25)가 위치된다. 폐기 가스 라인(21) 내에는 분진제거 설비(26)가 위치된다. 소결 냉각기로부터 폐기 공기를 공급하기 위한 라인(27), 신선 공기를 공급하기 위한 라인(28), 소결 혼합물을 사전-건조하기 위해 이용된 공기를 공급하기 위한 라인(29), 그리고 토니지 산소를 공급하기 위한 라인(30)이 복귀 라인(18) 내로 개방(open out)된다. 제 1 부분(9)과 제 2 부분(11)의 경계 영역 내의 흡입 박스(7)로부터 그리고 제 2 부분(11)과 제 3 부분(13)의 경계 영역 내의 흡입 박스(7)로부터 연장하는 연결 라인(14a), 연결 라인(14b) 및 연결 라인(14c)은 혼합 가스를 생성하기 위한 장치의 수집 라인(15) 내로 그리고 배출 라인(16) 내로 각각 개방된다. 라인(31 및 32)은 소결 냉각기(17)로부터의 폐기 가스를 제 1 부분(9) 및 제 3 부분(13)으로 공급한다. 그에 따라, 소결 냉각기로부터의 폐기 공기는 분진제거 설비(33)에 의해서 분진이 제거되고 송풍기(34)에 의해서 이송된다. 나비 밸브(butterfly valve; 35)는 소결 냉각기로부터의 폐기 공기를 공급하기 위한 라인(27, 31 및 32) 내의 가스 유동을 조정한다. 복귀 라인(18) 내의 가스 유동은 나비 밸브(36)에 의해서 조정된다. 라인 연결부(37)가 복귀 라인(18)을 폐기 가스 라인(21)에 연결한다. 예를 들어 장치의 시동 중에, 혼합 가스가 이러한 라인 연결부(37)를 통해서 소결 기계의 폐기 가스 라인(21)으로 공급될 수 있다. 라인 연결부(37) 내의 가스 유동은 차단 밸브(38)에 의해서 조정된다. 두 연결 라인(14a) 내의 나비 밸브(39)는 이들 두 연결 라인(14a)을 통한 가스 유동을 조정할 수 있게 한다.
도 2는 종합 라인을 구비한 소결 기계를 통한 제 1 및 제 2 부분의 경계 영역의 단면을 도시한다. 산소-함유 프로세스 가스(8)는 흡입 박스(7)에 의해서 소결 벨트(3) 상에 위치된 소결 혼합물(2)을 통해 안내된다. 생성된 소결 폐기 가스는 연결 라인(14a)을 통해서 혼합 가스를 생성하기 위한 장치의 수집 라인(15) 내로 도입된다. 연결 라인(14a)은 수집 라인(15)으로 개방된 개구부 및 배출 라인(16)으로 개방된 개구부를 구비한다. 차단 밸브(40)가 상기 개구부들의 앞쪽에 배치된다. 수집 라인(15)으로의 개구부가 개방된다면, 배출 라인(16)으로의 개구부는 차단 밸브(40)에 의해서 폐쇄된다. 수집 라인(15) 및 배출 라인(16)은 분리 벽(42)에 의해서 서로 분리된 이웃하는 가스 도관들로서 종합 라인(41) 내에 정렬된다. 수집 라인(15) 내에서 발생된 분진의 배출을 위해서, 기밀 분진 수집기(44)를 구비한 슈트가 수집 라인(15) 내에 제공된다.

Claims (27)

  1. 예를 들어 철광석 또는 망간 광석, 특히 산화물 또는 탄화물 광석과 같은 금속-함유 물질을 소결 기계에서 소결하기 위한 프로세스로서, 산소-함유 프로세스 가스가 소결 벨트의 3개의 연속적인 부분들에서 소결 혼합물을 통과하며, 상기 부분들 중 제 1 부분은 일측이 장입 영역에 접하고 제 3 부분은 소결 벨트의 배출 단부에서 종료되며, 각각의 부분에서 발생되는 소결 폐기 가스는 흡입 박스에서 개별적으로 수집되고 멀리 안내되며, 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스 및 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스는 프로세스 가스로서 제 2 부분으로 공급되며, 상기 제 2 부분에서 발생되는 소결 폐기 가스는 소결 기계로부터 폐기 가스로서 배출되며, 고온의 최종 소결체는 소결 벨트로부터 배출된 후에 냉각되는 소결 프로세스에 있어서,
    상기 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스로 이송되고 혼합 영역내에서 통합되어 혼합 가스를 형성하며, 상기 제 3 부분으로부터 상기 혼합 영역까지의 소결 폐기 가스의 이송 거리는 상기 제 1 부분으로부터 상기 혼합 영역까지의 소결 폐기 가스의 이송 거리 보다 먼 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 상기 제 1 부분의 직접 하부에서(directly under) 상기 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 통합되는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 상기 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스에 의해서 가열되며, 이때 상기 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스와 상기 제 3 부분으로부터의 소결 폐기 가스가 혼합되지 않는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부분을 위한 프로세스 가스는 정상 작동 중에 90℃, 바람직하게는 100℃의 최소 온도를 가지는
    소결 프로세스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부분을 위한 프로세스 가스는 정상 작동 중에 15 부피% 이상, 바람직하게는 17 부피% 이상의 산소 함량을 가지는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    소결 냉각기로부터의 폐기 공기 및/또는 신선 공기 및/또는 소결 혼합물을 사전-건조하는데 이용된 공기 및/또는 토니지 산소를 상기 혼합 가스가 프로세스 가스로 이용되기에 앞서서 상기 혼합 가스에 첨가하는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    한 부분의 소결 폐기 가스의 일부가 이웃하는 부분의 소결 폐기 가스로 공급되는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부분들의 이웃 영역 내에서 발생되는 소결 폐기 가스 만이 이웃하는 부분의 소결 폐기 가스로 공급되는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소결 벨트의 제 3 부분 내의 소결 혼합물을 통과한 산소-함유 프로세스 가스가 소결 냉각기로부터의 폐기 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 가스가 제 2 부분에서 프로세스 가스로서 사용되기에 앞서서 분진이 제거되는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여러 부분들의 소결 폐기 가스로부터 발생되는 분진이 기밀 분진 수집기를 구비하는 슈트에 의해서 분리 배출되는 것을 특징으로 하는
    소결 프로세스.
  12. 예를 들어 철광석 또는 망간 광석, 특히 산화물 또는 탄화물 광석과 같은 금속-함유 물질을 소결 기계(sintering machine)에서 소결하기 위한 장치(apparatus)로서, 고체 연료를 포함하는 소결 혼합물(2)을 소결 벨트(3) 상으로 장입하기 위한 장입 장치(1), 표면 상에서 소결 혼합물을 점화하기 위한 점화 장치(6), 상기 장입 장치(1)에 인접하는 제 1 부분(9)과 상기 소결 벨트의 배출 단부(4)에 의해서 경계지어지는 제 3 부분(13)을 포함하는 상기 소결 벨트의 3개의 연속적인 부분(9, 11, 13)에서 소결 혼합물을 통해 산소-함유 프로세스 가스(8, 10, 12)를 통과시키기 위한 흡입 박스(7), 상기 제 3 부분(13)의 흡입 박스(7) 내에서 발생되는 소결 폐기 가스의 통합 및 통과를 위한 수집 라인(15), 제 2 부분(11)의 흡입 박스 내에서 발생되는 소결 폐기 가스의 통합 및 통과를 위한 배출 라인(16), 상기 소결 벨트의 제 1 부분(9)으로부터의 소결 폐기 가스 및 상기 소결 벨트의 제 3 부분(13)으로부터의 소결 폐기 가스로부터 혼합 가스를 생성하기 위한 장치, 상기 제 3 부분(13)의 흡입 박스(7)로부터의 소결 폐기 가스를 상기 수집 라인(15)으로 공급하기 위한 연결 라인(14c), 상기 제 2 부분(11)의 흡입 박스(7)로부터의 소결 폐기 가스를 상기 배출 라인(16)으로 공급하기 위한 연결 라인(14b), 상기 제 1 부분(9)의 흡입 박스(7)로부터의 소결 폐기 가스를 상기 혼합 가스를 생성하기 위한 장치내로 공급하기 위한 연결 라인(14a), 상기 혼합 가스를 상기 제 2 부분을 위한 프로세스 가 스(10)로서 상기 소결 벨트의 제 2 부분(11) 내에서 소결 혼합물(2)로 이송하고 분배하기 위한 장치, 상기 소결 기계로부터 상기 소결 벨트의 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 위한 배출 라인(16)으로부터 가스를 배출하기 위한 폐기 가스 라인(21), 그리고 상기 소결 벨트의 배출 단부(4)의 하류에 배치된 소결 냉각기(17)를 포함하는 소결 장치에 있어서,
    상기 혼합 가스를 생성하기 위한 장치는 상기 소결 벨트의 제 3 부분(13)으로부터의 소결 폐기 가스를 위한 수집 라인(15)을 포함하고, 상기 소결 벨트의 제 1 부분(9)의 흡입 박스(7)로부터의 소결 폐기 가스를 공급하기 위한 연결 라인(14a)이 혼합 영역내에서 상기 수집 라인(15)내로 개방되며, 상기 혼합 영역으로부터 상기 제 3 부분(13)까지의 거리가 상기 혼합 영역으로부터 상기 제 1 부분(9)까지의 거리 보다 먼 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 혼합 영역이 상기 제 1 부분(9)의 아래쪽에 놓이는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 혼합 가스를 생성하기 위한 장치의 수집 라인(15)이 상기 소결 벨트(3)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 흡입 박스(7)가 상기 소결 벨트(3)의 각 부분(9, 11, 13)의 아래쪽에 정렬되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 가스를 생성하기 위한 장치와 상기 소결 벨트의 제 2 부분으로부터의 소결 폐기 가스를 위한 배출 라인(16)은, 바람직하게 상기 소결 벨트(3)와 평행하게 연장하고 상기 흡입 박스(7)의 아래쪽에 정렬되는 종합 라인(41)의 내부에서 서로 분리되는 이웃하는 가스 도관들로서 정렬되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    기밀 분진 수집기(44)를 구비한 슈트(43)가 상기 가스 도관에서 발생되는 분진을 배출하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소결 벨트의 제 1 부분(9)은 소결 벨트 길이의 15-25%, 바람직하게는 20-25%를 차지하고, 상기 소결 벨트의 제 2 부분(11)은 소결 벨트 길이의 50-65%, 바람직하게는 55-65%를 일반적으로 차지하며, 상기 제 3 부분(13)은 소결 벨트 길이의 10-25%, 바람직하게는 15-25%를 차지하는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 가스를 상기 소결 벨트의 제 2 부분(11)내의 소결 혼합물로 이송 및 분배하기 위한 장치가 하나 이상의 분진제거 설비(25)를 가지는 복귀 라인(18) 및 분배 후드(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 소결 냉각기로부터의 폐기 공기 및/또는 신선 공기 및/또는 소결 혼합물을 사전-건조하는데 이용된 공기 및/또는 토니지 산소를 공급하기 위한 라인(27, 28, 29, 30)이 상기 복귀 라인(18)내로 개방되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 복귀 라인(18) 내에 정적 혼합기(20)가 제공되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  22. 제 12 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    분진제거 설비(26) 및/또는 폐기 가스 정화 설비(22)가 상기 폐기 가스 라인(21) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  23. 제 12 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입 박스(7)로부터 연장하는 연결 라인(14a, 14b, 14c)이 각각 2개의 개구부를 구비하며, 상기 개구부들 중 하나가 혼합 가스를 생성하기 위한 장치의 수집 라인(15) 내로 연장하고 상기 개구부들 중 다른 하나가 상기 배출 라인(16) 내로 연장하는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  24. 제 12 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이웃하는 부분들(9, 11, 13)의 경계 영역 내에 놓이는 흡입 박스(7)로부터 연장하는 연결 라인(14a, 14b, 14c)만이 2개의 개구부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  25. 제 12 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소결 냉각기로부터의 폐기 공기를 상기 소결 벨트의 상기 제 1 부분(9) 및/또는 제 3 부분(13)으로 공급하기 위한 라인(31, 32)이 제공되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  26. 제 12 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부분(9) 및 제 3 부분(13)을 통해서 그리고 상기 제 2 부분(11)을 통해서 프로세스 가스를 흡입하기 위해서 둘 이상의 송풍기(23, 24)가 제공되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
  27. 제 12 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 라인(14a, 14b, 14c) 중 하나 이상의 내부에 스로틀 장치(39)가 제공되는 것을 특징으로 하는
    소결 장치.
KR1020087018923A 2006-01-19 2007-01-12 소결 기계에서의 소결을 위한 프로세스 KR101413515B1 (ko)

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