KR20130017398A - 슬래그 유동성 측정장치 - Google Patents

슬래그 유동성 측정장치 Download PDF

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KR20130017398A
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김영선
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Abstract

본 발명은 슬래그 유동성 측정장치에 관한 것으로서, 슬래그가 주입되어 흐르도록 마련되는 경사부와, 상기 경사부의 하부에 연결되며, 상기 경사부를 지지하는 하나 이상의 지지부 및 상기 지지부의 하부에 연결되는 받침부를 포함하여, 상기 슬래그가 상기 경사부에서 흐른 길이를 통해 슬래그의 유동성을 측정하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 채취한 슬래그 샘플을 분석실로 보내지 않고 현장에서 직접 유동성을 측정하여 유동성 측정 시간이 감소되며, 작업이 중단되지 않아 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

슬래그 유동성 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING LIQUIDITY OF SLAG}
본 발명은 슬래그 유동성 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬래그가 경사를 흐른 길이를 통해 현장에서 직접 슬래그의 유동성을 용이하게 측정할 수 있는 슬래그 유동성 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 용선을 생산하는 용광로공정에서 부생되는 슬래그의 유동성을 적절히 관리하는 이유는 용광로 내부 슬래그의 배출을 원활하게 하여 용광로의 안정조업을 도모하기 위함이다.
노구로 장입된 철광석은 노내 1000-1100℃ 온도구간에서 생성된 연화융착대에서 연화, 용융되어 코크스 사이를 흐르면서 용선과 슬래그로 분리된다.
여기서, 연화융착대의 슬래그는 다량의 FeO를 함유하고 있으므로, 낮은 온도에도 불구하고 유동성이 양호하지만, 용광로 하부로 갈수록 점점 FeO가 용선으로 환원되어 풍구근처에서는 유동성이 저하된다.
한편, 노구로 장입된 코크스는 연화융착대 이하에서 급격하게 분화되기 시작하여 풍구전 연소대에서 완전 연소된다. 이때, 다량의 코크스분이 발생하고 연소대 주위의 코크스층 사이에 축적되어 용선 및 슬래그의 흐름을 방해한다.
이것은 노심내로 가스흐름이 진행하는 것을 막아서 노심내 온도를 감소시키고, 노심내에서 슬래그 및 용선흐름을 방해한다.
특히, 용융물은 풍구에서 취입된 열풍의 송풍에너지에 의해서 연소대 주위로 집중하여 흐르게 되며 이곳의 온도가 낮아지면 슬래그는 유동성이 급격하게 감소하게 된다.
따라서, 원활하게 배출되지 못한 슬래그는 연소대 주위 코크스층 사이에 쌓이게 되어 용선의 흐름을 방해하고, 동시에 연소대에서 발생한 환원가스의 흐름을 방해하여 통기성의 악화를 가져오게 되어 생산성의 감소의 원인이 되고 있다.
또한, 원활하게 배출되지 못한 슬래그는 노 중심부에 가스의 유입을 차단하여 노 중심부 온도 저하를 가져오며, 이곳으로 용선이 잘 흐르지 못하게 된다. 이로 인해서 주변으로 용선 및 슬래그가 흐르게 되고 노벽에 열부하를 가하여 노벽의 마모를 가속시켜 용광로 수명을 단축하게 되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 현장에서 슬래그 샘플을 채취하여 분석실로 보내게 되면, 분석실에서 슬래그 샘플의 유동성을 파악하여 현장으로 다시 보내며, 분석실의 샘플 유동성 분석결과에 근거하여 석회석이나 규석 등의 성분을 소결광에 장입하여 슬래그의 유동성을 조절하였다.
하지만, 종래의 방식은 슬래그의 유동성을 측정하기 위해 분석실로 보낸 후 다시 현장으로 분석결과를 알려주는 과정을 거치므로 유동성의 측정에 시간이 지체되고 번거롭다는 문제점이 있었다.
또한, 분석실에서 슬래그의 유동성 분석결과를 알려주기 전에는 작업이 중단되므로 생산성이 감소되는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 다음과 같은 과제해결을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 현장에서 직접 용이하게 슬래그의 유동성 측정이 가능한 슬래그 유동성 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 채취한 슬래그 샘플을 분석실로 보내지 않고 현장에서 직접 유동성을 측정하여 유동성 측정 시간이 감소되는 슬래그 유동성 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 슬래그의 유동성을 현장에서 직접 측정하고 이에 따른 조치를 취하여 중단없이 계속 작업이 가능해져 생산성이 향상되는 슬래그 유동성 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 슬래그가 주입되어 흐르도록 마련되는 경사부와, 상기 경사부의 하부에 연결되며, 상기 경사부를 지지하는 하나 이상의 지지부 및 상기 지지부의 하부에 연결되는 받침부를 포함하여, 상기 슬래그가 상기 경사부에서 흐른 길이를 통해 슬래그의 유동성을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치에서 상기 지지부는 제1지지부와 제2지지부의 두 개로 구성되며, 상기 경사부의 일측 및 타측에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치에서 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 중 적어도 하나는 슬래그의 성분에 따라 흐르는 정도를 고려하여 높이조절이 가능하도록 제공되는 높이조절부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 상기 경사부에 슬래그의 주입을 용이하게 하기 위해 상기 경사부의 상부에 배치되는 주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치에서 상기 주입부는 상부의 단면적이 하부의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치에서 상기 경사부는 받침부에 대해 30°～60°로 경사진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 슬래그가 경사부에서 흐른 길이를 통해 현장에서 직접 용이하게 슬래그의 유동성 측정을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 채취한 슬래그 샘플을 분석실로 보내지 않고 현장에서 직접 유동성을 측정하여 유동성 측정 시간이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 슬래그의 유동성을 현장에서 직접 측정하고 이에 따른 조치를 취하여 중단없이 계속 작업이 가능해져 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 유동성 측정장치 중 지지부의 확대도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하면서 슬래그 유동성 측정장치에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 슬래그가 주입되어 흐르도록 마련되는 경사부(100)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 상기 경사부(100)의 하부에 연결되며, 상기 경사부(100)를 지지하는 하나 이상의 지지부(200)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 슬래그 유동성 측정장치는 상기 지지부(200)의 하부에 연결되는 받침부(500)를 포함하여, 상기 슬래그가 상기 경사부(100)에서 흐른 길이를 통해 슬래그의 유동성을 측정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 각 구성별로 상세히 설명한다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 경사부(100)는 슬래그가 주입되어 흐르도록 마련된다. 즉, 받침부(500)가 지면 등에 놓여진 경우, 상기 받침부(500)에 대해 기울어져 경사가 형성되도록 마련된다.
상기 경사부(100)는 경사부(100)의 하부에 연결되는 지지부(200)에 의해 경사가 유지되며 지지된다. 여기서, 상기 지지부(200)는 하나 이상으로 마련될 수 있다.
상기 경사부(100)는 상기 지지부(200)가 높이조절 가능하도록 마련되는 경우, 상기 지지부(200)의 높이조절에 의해 경사도의 조절이 가능해진다.
이에 의해, 슬래그의 조성성분에 따라 상기 경사부(100)의 경사도를 조절하여 상기 슬래그의 유동성을 측정할 수 있다.
상기 경사부(100)는 슬래그가 상기 경사부(100)에서 흐른 길이를 측정할 수 있도록 마련된다.
즉, 현장에서 슬래그의 샘플을 채취하여 상기 경사부(100)에 주입하게 되면, 상기 슬래그는 상기 경사부(100)를 따라 아래로 흐르게 된다.
여기서, 슬래그가 흐른 길이를 통해 상기 슬래그의 유동성을 측정할 수 있다.
즉, 단위시간당 흐른 슬래그의 길이를 통해 슬래그의 유동성을 파악할 수 있으며, 또는 슬래그가 흘러서 굳은 후 흘러내린 총 길이를 측정하여 상기 슬래그의 유동성을 파악할 수도 있다.
상기 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 길이를 통해 상기 슬래그의 유동성을 측정한 후 후속조치로 석회석이나 규석을 소결광에 장입하여 슬래그의 유동성을 조절할 수 있다.
여기서, 소결광은 철광석의 품질을 고르게 하기 위해 철광석 가루를 일정한 크기로 만든 것을 의미한다.
상기 경사부(100)를 통해 흐른 슬래그의 유동성을 판단하는 일실시예를 [표 1] 내지 [표 6]을 참조하여 설명한다. 여기서, 상기 경사부(100)는 받침부(500)와 30°로 경사진 경우의 일실시예이다.
5cm 10cm 15cm 20cm 30cm 35cm
규석 20kg 13kg 0kg 0kg 0kg 0kg
석회석 0kg 0kg 0kg 0kg 13kg 20kg
(단위 : 용선생성량 1 Ton 당 규석 또는 석회석의 장입량(kg))
상기 [표 1]은 슬래그가 흘러서 굳은 후 흘러내린 총길이에 대해 규석 또는 석회석의 주입량을 표시한 표이다.
즉, 상기 경사부(100)에 샘플로 채취한 슬래그를 주입하게 되면, 상기 슬래그는 상기 경사부(100)를 통해 아래로 흘러내린다.
여기서, 상기 슬래그가 더이상 흐르지 않고 굳은 후 상기 경사부(100) 상에서 흐른 총길이를 측정한다.
상기 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 5cm라면 유동성이 낮은 것으로 판단하며, 용선생성량 1Ton 당 규석 20kg에 해당되는 양을 소결광에 장입하게 된다.
또한, 상기 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 35cm라면 유동성이 높은 것으로 판단하며, 용선생성량 1Ton 당 석회석 20kg에 해당되는 양을 소결광에 장입하게 된다.
한편, 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 5cm와 10cm 사이인 경우, 슬래그의 총길이가 1cm 늘어날수록, 규석의 장입량에 해당되는 20kg과 13kg 사이의 간격인 7을, 5cm와 10cm 사이의 간격인 5로 나눈 수, 즉, 7÷5=1.4만큼, 규석의 해당 장입량에서 빼준다.
즉, 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 6cm인 경우, 20-1.4=18.6kg의 규석을 소결광에 장입하게 되고, 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 7cm인 경우, 18.6-1.4=17.2kg의 규석을 소결광에 장입하게 된다.
상술한 방식에 따라, 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 8cm일 때는 17.2-1.4=15.8kg의 규석을 소결광에 장입하게 되고, 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 9cm일 때는 15.8-1.4=14.4kg의 규석을 소결광에 장입하게 된다.
또한, 보다 세밀하게, 즉, 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 6.5cm인 경우에도 상기와 같은 비례 방식의 적용이 가능하다.
한편, 상기의 방식에 따라 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 5cm에서 35cm의 범위인 경우에 대해 이를 정리하여 [표 2] 내지 [표 6]에 나타내면 다음과 같다.
5cm 6cm 7cm 8cm 9cm
규석 20kg 18.6kg 17.2kg 15.8kg 14.4kg
석회석 0kg 0kg 0kg 0kg 0kg
11cm 12cm 13cm 14cm 15cm
규석 10.4kg 7.8kg 5.2kg 2.6kg 0kg
석회석 0kg 0kg 0kg 0kg 0kg
21cm 22cm 23cm 24cm 25cm
규석 0kg 0kg 0kg 0kg 0kg
석회석 1.3kg 2.6kg 3.9kg 5.2kg 6.5kg
26cm 27cm 28cm 29cm 30cm
규석 0kg 0kg 0kg 0kg 0kg
석회석 7.8kg 9.1kg 10.4kg 11.7kg 13kg
31cm 32cm 33cm 34cm 35cm
규석 0kg 0kg 0kg 0kg 0kg
석회석 14.4kg 15.8kg 17.2kg 18.6kg 20kg
상기 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이를 측정하여 슬래그의 유동성을 측정할 수 있으며, 상술한 표에 따라 규석 내지 석회석을 소결광에 주입하여 슬래그의 유동성을 조절할 수 있다.
상기 경사부(100)는 받침부(500)에 대해 30°～60°로 경사지도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 슬래그에 포함된 성분에 따라 상기 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 상기 경사부(100)의 길이보다 길어질 수도 있으므로, 필요에 따라 상기 경사부(100)의 경사를 조절하도록 마련될 수 있다.
한편, 전술한 [표 1] 내지 [표 6]은 경사부(100)가 30°일 때를 기준으로 작성된 것이며, 상기 경사부(100)의 경사가 달라지는 경우, 규석 내지 석회석의 주입량은 보정량을 고려하여 다소 변화될 수 있다.
즉, 상기 경사부(100)가 상기 받침부(500)에 대해 60°경사진 경우, 상기 경사부(100)가 30°경사진 경우를 기준으로 보정량은 5cm이다.
예를 들면, 상기 경사부(100)가 상기 받침부(500)에 대해 60°경사졌을 때, 상기 경사부(100)에서 흐른 슬래그의 총길이가 10cm라면 보정량인 5cm를 빼준 길이인 5cm가 상기 경사부(100)가 30°경사진 경우에 대응되며, 상기 경사부(100)가 30°경사진 경우를 기준으로 5cm에 해당되는 규석 20kg을 장입하게 된다.
이러한 방식으로 상기 경사부(100)의 경사가 30°～60°일 때 비례식에 의해 규석 내지 석회석의 장입량이 결정되게 된다.
한편, 상기 경사부(100)에는 상기 슬래그의 길이를 용이하게 측정하기 위해 눈금이 표시될 수 있다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 지지부(200)는 경사부(100)의 하부에 연결되어 상기 경사부(100)를 지지하도록 마련된다.
여기서, 상기 지지부(200)는 하나 이상으로 마련될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 개의 지지부(200)로 마련될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 지지부(200)로 마련될 수도 있으며, 또는, 세 개 이상으로 마련될 수도 있다.
한편, 상기 지지부(200)가 두 개로 마련되는 경우, 제1지지부(210)와 제2지지부(220)로 구성될 수 있으며, 상기 경사부(100)의 일측 및 타측에 각각 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1지지부(210)와 상기 제2지지부(220) 중 적어도 하나는 높이조절이 가능하도록 높이조절부(300)가 추가로 구비될 수 있다.
즉, 상기 슬래그에 포함된 성분에 따라 상기 경사부(100)의 경사를 조절할 필요가 있는 경우, 상기 제1지지부(210) 내지 상기 제2지지부(220) 중 적어도 하나를 선택하여 상기 높이조절부(300)를 통해 지지부(200)의 높이조절이 가능하며, 이에 의해, 상기 경사부(100)의 경사가 조절되도록 마련된다.
한편, 상기 높이조절부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 지지부(200)의 측면에 형성된 개구(310)와, 상기 개구(310)를 통해 삽입되는 볼트(320)로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 지지부(200)는 중공(270)이 형성된 제1부재(250)와, 상기 중공(270)에 삽입되는 제2부재(260)로 마련될 수 있으며, 상기 제1부재(250)의 측면에 개구(310)가 형성될 수 있다.
상기 제2부재(260)가 상기 제1부재(250)에 형성된 중공(270)에 삽입되어 상하로 이동된 후, 상기 제1부재(250)의 측면에 형성된 개구(310)에 삽입된 볼트(320)를 조이는 것에 의해 상기 지지부(200)의 높이조절이 가능하도록 마련된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지부(200)는 한 개로 마련될 수도 있으며, 도 2에 도시되지는 않았지만, 상기 지지부(200)가 한 개로 마련되는 경우에도 상기 높이조절부(300)가 구비될 수 있음은 자명한 사실임을 밝혀 둔다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 받침부(500)는 상기 지지부(200)의 하부에 연결되어 상기 지지부(200)가 상기 경사부(100)를 지지할 수 있도록 마련된다. 여기서, 상기 받침부(500)는 다양한 형상과 다양한 재질로 마련될 수 있다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 주입부(400)는 경사부(100)에 슬래그의 주입을 용이하게 하기 위해 상기 경사부(100)의 상부에 배치될 수 있다.
즉, 상기 주입부(400)는 상기 슬래그를 상기 경사부(100)로 주입하는 경우, 상기 슬래그가 외부로 이탈되지 않고 상기 경사부(100)에 안착될 수 있도록 상기 경사부(100)의 상부에 배치되며, 상기 주입부(400)는 상부의 단면적이 하부의 단면적보다 크게 형성되도록 마련될 수 있다.
이하, 슬래그 유동성 측정장치에 대한 실시예의 작용효과를 설명한다.
우선, 도 1 또는 도 2를 참조하면, 유동성을 측정하려는 슬래그의 샘플을 채취하여 상기 주입부(400)를 통해 주입한다.
다음, 상기 주입부(400)를 통해 상기 경사부(100)에 안착된 슬래그는 상기 경사부(100)를 따라 아래로 흐르게 되며, 상기 슬래그가 더이상 흐르지 않고 굳게 되면 상기 슬래그가 흐른 총길이를 측정하게 된다.
다음, 상기 슬래그가 흐른 총길이에 따라 상기 [표 1] 내지 [표 6]에 의해 규석 내지 석회석을 소결광에 장입하게 되며, 이에 의해, 상기 슬래그의 유동성을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 슬래그에 포함된 성분에 따라 상기 지지부(200)에 구비된 높이조절부(300)를 통해 상기 지지부(200)의 높이 조절이 가능해질 수 있다.
이에 의해, 상기 경사부(100)의 경사를 조절할 수 있도록 마련된다.
본 발명의 명세서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : 경사부 200 : 지지부
210 : 제1지지부 220 : 제2지지부
250 : 제1부재 260 : 제2부재
270 : 중공 300 : 높이조절부
310 : 개구 320 : 볼트
400 : 주입부 500 : 받침부

Claims (6)

  1. 슬래그가 주입되어 흐르도록 마련되는 경사부;
    상기 경사부의 하부에 연결되며, 상기 경사부를 지지하는 하나 이상의 지지부; 및
    상기 지지부의 하부에 연결되는 받침부;를 포함하여,
    상기 슬래그가 상기 경사부에서 흐른 길이를 통해 슬래그의 유동성을 측정하는 것을 특징으로 하는 슬래그 유동성 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 제1지지부와 제2지지부의 두 개로 구성되며, 상기 경사부의 일측 및 타측에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 슬래그 유동성 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1지지부와 상기 제2지지부 중 적어도 하나는 슬래그의 성분에 따라 흐르는 정도를 고려하여 높이조절이 가능하도록 제공되는 높이조절부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 슬래그 유동성 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경사부에 슬래그의 주입을 용이하게 하기 위해 상기 경사부의 상부에 배치되는 주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 유동성 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주입부는 상부의 단면적이 하부의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 유동성 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경사부는 받침부에 대해 30°～60°로 경사진 것을 특징으로 하는 슬래그 유동성 측정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110218829A (zh) * 2019-06-28 2019-09-10 华北理工大学 一种检测炉缸铁水流动性的装置和方法

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