KR20130085135A - 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터 - Google Patents
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Abstract
스나우트로부터 이물질을 효과적으로 배출시킬 수 있는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터가 소개된다.
이 이물질 배출 액츄에이터는 일측에 스나우트의 내부에 연통되게 연결되는 유입구가 형성되고 타측에 유입된 도금액을 배출하는 배출구가 형성되는 펌프하우징과, 선단부에 도금액을 배출시키기 위한 프로펠라가 구비되어 상기 펌프하우징에 회전가능하게 설치되는 회전샤프트와, 펌프하우징의 상부에 고정 설치되어 상기 회전샤프트에 구동연결되는 구동모터와, 프로펠라의 회전시 측류의 상승을 방지하기 위해 상기 프로펠라의 상측에 배치되는 측류방지판을 포함하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 포함하여 구성된다.
이 이물질 배출 액츄에이터는 일측에 스나우트의 내부에 연통되게 연결되는 유입구가 형성되고 타측에 유입된 도금액을 배출하는 배출구가 형성되는 펌프하우징과, 선단부에 도금액을 배출시키기 위한 프로펠라가 구비되어 상기 펌프하우징에 회전가능하게 설치되는 회전샤프트와, 펌프하우징의 상부에 고정 설치되어 상기 회전샤프트에 구동연결되는 구동모터와, 프로펠라의 회전시 측류의 상승을 방지하기 위해 상기 프로펠라의 상측에 배치되는 측류방지판을 포함하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이물질 배출시 측류 발생에 따른 도금액의 상승 작용을 미연에 방지하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 용융아연도금강판은 소둔로에서 일정 온도로 열처리된 후, 스나우트의 내부를 통해서 용융아연도금조 내로 연속적으로 공급되어 아연도금이 실시되고, 에어나이프에 의해 도금량이 제어되거나, 도금층의 합금화를 위하여 합금화로에 진입되어 합금화 열처리가 된 후, 연속적으로 에어 냉각대에서 냉각되어 톱롤을 향해 전진되는 과정을 거치게 된다.
이때, 스나우트 내부에서 발생된 아연 증발물(애쉬 :ash)은, 스나우트 상부로 증발된 후 자중에 의해 스나우트 하부 탕면을 향해 낙하하게 되는데, 탕면으로 낙하된 애쉬는 부유하면서 강판의 표면에 부착되어 표면결함을 유발하게 된다.
이 스나우트 내부의 애쉬를 제거하기 위한 방안으로, 종래에는 "스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치(특허등록공보 : 10-0831061)"가 공지되어 있다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치는, 스나우트(200)의 하단에 설치된 하부 패널(210)과, 강판의 진행에 지장을 초래하지 않는 폭과 길이를 갖도록 하부 패널(210)의 중앙에 형성된 강판진행 홀(211)과, 강판진행 홀(211)의 가장자리에 상향 돌출되게 설치된 수직패널(220)과, 스나우트(200)와 수직패널(220) 사이에 형성되고 하단 측면에 배출공(201)이 구비된 이물질 수용부(221)와, 스나우트(200)의 외부 측벽에 설치된 하우징(230)과, 하우징(230)의 내부에 설치된 구동모터(240)와, 구동모터(240)의 회전축(241)에 연결된 상태로 용융아연도금조에 침지되게 설치된 회전날개(250)로 구성된다.
즉, 구동모터(240)가 작동되면 구동모터(240)의 회전축(241)에 설치된 회전날개(250)가 회전하게 되고, 그 회전날개(250)의 회전력에 의해서 이물질이 포함된 도금액은 배출관(232)을 통하여 배출된다.
그러나, 이러한 종래 기술의 경우, 회전날개와 회전날개의 주위 측벽 사이에 회전날개의 회전을 위한 유격이 형성되는데, 회전날개가 회전하는 경우 회전날개의 주위 측벽에서 측류가 생성되어 도금액(용융아연)이 상방향으로 역류하는 현상이 발생되는 바, 이로 인해 펌핑효율이 저하되며, 특히 회전날개가 마모되는 경우에는 펌핑 효율 저하가 극심해지고, 이로 인한 도금액의 상승 작용으로 인해 하우징내 이물질에 의한 오염이 심화되는 등의 문제가 발생되었다.
또한, 약 450도의 고온 도금액에 접촉된 펌프하우징과 회전샤프트를 통해 고열이 전달되어 베어링부의 열화 및 손상이 심화되는 문제도 발생되었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 펌핑효율을 향상시켜 도금액이 효과적으로 배출되도록 하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터는, 스나우트 내부의 탕면상에 부유된 이물질을 배출시키기 위한 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터로서, 펌프하우징, 회전샤프트, 구동모터, 측류방지판 및 단열유닛을 포함한다. 이때, 펌프하우징은 이물질이 포함된 도금액이 유입되는 유입구가 스나우트의 내부에 연통되도록 일측에 형성되고 상기 이물질이 포함된 도금액을 배출하는 배출구가 타측에 형성되고, 회전샤프트는 도금액을 배출시키기 위한 프로펠라가 선단부에 구비되어 상기 펌프하우징에 회전가능하게 설치되고, 구동모터는 상기 회전샤프트에 구동연결되도록 상기 펌프하우징의 상부에 고정 설치되고, 측류방지판은 상기 프로펠라의 회전시 측류의 상승을 방지하기 위해 상기 프로펠라의 상측에 배치된다.
바람직하게, 상기 펌프하우징과 구동모터 사이에는 상기 회전샤프트를 감싸는 냉각하우징이 마련되고, 상기 냉각하우징의 일측에는 냉각가스가 유입되는 냉각배관이 삽입되고, 상기 냉각하우징의 내부에는 연결베어링을 매개로 상기 회전샤프트를 지지하는 베어링하우징이 설치되며, 상기 냉각하우징과 펌프하우징 사이에는 열전도 차단과 긴밀한 밀폐를 위한 단열유닛이 마련된다.
바람직하게, 상기 단열유닛은 제1 실링재를 개재하여 상기 회전샤프트를 감싸는 실링커버와,상기 실링커버의 외주면에 설치되는 베이스판과, 상기 베이스판과 펌프하우징 사이에 마련되는 단열판 및 제2 실링재를 포함한다.
바람직하게, 상기 측류방지판은 상기 회전샤프트를 두르는 지지부와, 상기 지지부에 상단에서 외경방향으로 돌출되어 상기 펌프하우징에 고정되는 걸림턱부와, 상기 지지부의 하단에서 중심방향으로 돌출되어 프로펠라의 회전시 측류의 상승을 차단하는 차단턱을 포함한다.
바람직하게, 상기 회전샤프트는 연결축커플링을 매개로 상기 구동모터와 구동연결되는 연결축과, 하단에 프로펠라가 마련된 회전축과, 상기 연결축과 회전축 사이를 연결하는 열차단플랜지를 포함한다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 프로펠라의 펌핑효율을 향상시켜 이물질이 포함된 도금액을 효과적으로 배출시킬 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 하우징 내 도금액이 상승 작용되어 도금액내 이물질이 하우징 내부를 오염시키는 것을 미연에 방지할 수 있다는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 펌프하우징으로부터 전달되는 고열과 프로펠라가 구성된 회전축으로부터 전달되는 직접전달열이 베어링 및 모터로 전달되는 것을 차단하여 모터 및 베어링 파손을 방지하여 사용수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 분리하여 도시한 구성도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터의 열차단플랜지 및 단열유닛을 확대하여 도시한 확대도.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터의 측류방지판 설치 상태에 따른 작동 상태를 도시한 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 도시한 구성도.
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도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터의 열차단플랜지 및 단열유닛을 확대하여 도시한 확대도.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터의 측류방지판 설치 상태에 따른 작동 상태를 도시한 상태도.
이하에서는 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터를 분리하여 나타낸 도면이고, 도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터의 열차단플랜지 및 단열유닛을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터는, 크게 펌프하우징(100), 회전샤프트(200), 구동모터(300) 및 측류방지판(400)을 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 펌프하우징(100)은 용융아연도금조에 침지되게 설치되고, 내부에 이물질이 포함된 도금액을 공급받아 임시 저장되는 수용공간이 형성되고, 해당 일측에는 이물질이 포함된 도금액이 스나우트(10)로부터 유입되는 유입구(110)가 형성되고, 해당 타측에는 유입된 도금액이 배출되는 배출구(120)가 형성된다.
이 펌프하우징(100)의 상부에는 냉각하우징(500)을 매개로 구동모터(300)가 장착된다. 여기서, 냉각하우징(500)은 펌프하우징(100)과 구동모터(300) 사이에 위치되어 구동모터(300)로 전달되는 고온을 차단하는데, 이를 위해, 냉각하우징(500)의 일측에는 냉각가스가 유입되는 냉각배관(510)이 삽입된다. 본 실시예에서 가스는 구동모터(300)가 가열되는 것을 방지하기 위한 냉각용 질소가스가 사용되었다.
아울러, 하부 냉각하우징(500b)의 하부 측면에는 다수개의 배출공(521)이 구성되어, 냉각배관(510)을 통해 유입된 냉각가스를 냉각하우징(500)의 외부로 배출시키며, 특히, 하부 냉각하우징(500b)에 유입된 냉각 가스가 제1 실링재(545)를 통해 펌프하우징(100)내로 유입될 경우, 이를 배출하기 위한 배출배관(520)이 마련된다.
이러한 냉각하우징(500)은 상부 냉각하우징(500a)과 하부 냉각하우징(500b)으로 구성된다. 상부 냉각하우징(500a)의 내부에는 구동모터(300)의 구동축과 연결축커플링을 통해 회전샤프트(200)가 구동연결되고, 하부 냉각하우징(500b)의 내부에는 연결베어링(531)을 이용하여 회전샤프트(200)를 지지하는 베어링하우징(530)이 설치된다.
여기서, 회전샤프트(200)는 해당 일단이 연결축커플링을 매개로 구동모터(300)의 구동축에 구동연결되고, 해당 하단에 프로펠라(210)가 구비되어 펌프하우징(100)의 배출구(120)로 위치된다. 그리고 회전샤프트(200)는 회전샤프트(200)는 연결축커플링을 매개로 구동모터(300)와 구동연결되는 연결축(200a)과, 하단에 프로펠라(210)가 마련된 회전축(200c)과, 연결축(200a)과 회전축(200c) 사이를 연결하는 열차단플랜지(200b)로 이루어진다.
특히, 이 냉각하우징(500)과 펌프하우징(100) 사이의 연결부위에는, 이들 사이를 긴밀하게 밀폐시키기 위한 단열유닛(540)이 마련된다. 단열유닛(540)은 펌프하우징(100)으로부터 냉각하우징(500)으로 전달되는 열에너지를 차단하는 구성으로, 펌프하우징(100)의 열에너지에 의해 연결베어링(531) 및 구동모터(300)가 과열되는 것을 방지한다.
이 단열유닛(540)은 실링커버(541), 베이스판(542), 단열판(543), 제1 실링재(545) 및 제2 실링재(544)로 이루어진다. 여기서, 실링커버(541)는 제1 실링재(545)를 개재하여 회전샤프트(200)를 감싸는 원기둥 형태로 구성되고, 회전샤프트(200)의 사이 공간에 립실이 마련된다. 베이스판(542)은 실링커버(541)의 외주면에 설치되어 펌프하우징(100)의 내벽에 지지될 수 있으며, 베이스판(542)의 하부에는 단열판(543)이 설치되고, 단열판(543)의 외측면에는 제2 실링재(544)가 마련된다. 그리고 단열판(543)의 하부에는 측류방지판(400)이 위치된다.
측류방지판(400)은 펌프하우징(100) 내 프로펠라(210)의 상측에 배치되어 프로펠라(210)의 회전시 발생되는 측류의 상승을 방지한다. 이를 위해, 측류방지판(400)은 걸림턱부(420) 및 차단턱(430)을 지지하는 지지부(410)와, 지지부(410)의 상단에서 외경방향으로 돌출되어 펌프하우징(100)에 고정되는 걸림턱부(420)와, 배출구(120)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 지지부(410)의 하단에서 내측 방향으로 돌출되어 프로펠라(210)의 회전시 측류의 상승을 차단하는 차단턱(430)으로 구성된다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터의 측류방지판 설치 상태에 따른 작동 상태를 나타낸 도면이다.
예컨대, 도 5a에 도시된 바와 같이, 측류방지판(400)이 설치되는 경우에는, 프로펠라(210) 주위의 배출구(120) 측벽에서 측류가 생성되더라도, 측류방지판(400)의 차단턱(430)이 상승하는 측류를 차단하여 프로펠라(210)쪽으로 유도함으로써, 도금액이 배출구(120) 측벽을 따라 상방향으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
반면에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 측류방지판(400)이 설치되지 아니한 경우에는, 프로펠라(210) 주위의 배출구(120) 측벽에서 측류가 생성되면, 도금액이 배출구(120) 측벽을 따라 상방향으로 역류하면서, 프로펠라(210)의 마모가 심해지고, 펌핑효율이 저하되고, 하우징 내 챔버가 오염되는 현상이 발생되는 것이다.
이하, 본 발명과 종래 기술 간에 측면류 소용돌이에 의한 배출 효율을 비교하면 다음과 같다.
아래의 표 1은 종래 기술에서 측면류 소용돌이에 의한 배출 효율의 영향을 나타낸 표이고, 표 2는 본 발명에서 측면류 소용돌이에 의한 배출 효율의 영향을 나타낸 표이며, 표 3은 종래 기술과 비교하여 본 발명의 향상된 배출효율을 나타낸 표이다.
| 프로펠라와 배출구의 측면공간 면적(m2) |
배출구 면적 대비 측면공간율(%) | 상방측류 발생율 (저속구간) |
상방측류 발생율 (고속구간) |
비고 |
| 2,355 | 33 | 28 | 21 | |
| 2,512 | 29 | 24 | 19 | |
| 2,669 | 25 | 21 | 16 | |
| 3,376 | 28 | 24 | 18 | |
| 3,533 | 25 | 21 | 16 | |
| 3,690 | 22 | 19 | 15 | |
| 4,553 | 25 | 21 | 16 | |
| 4,710 | 23 | 19 | 15 | |
| 4,867 | 21 | 18 | 13 | |
| 5,024 | 19 | 16 | 12 | |
| 5,181 | 18 | 15 | 11 |
| 프로펠라와 배출구의 측면공간 면적(m2) |
배출구 면적 대비 측면공간율(%) | 상방측류 발생율 (저속구간) |
상방측류 발생율 (고속구간) |
비고 |
| 2,355 | 33 | 9 | 4 | |
| 2,512 | 29 | 8 | 3 | |
| 2,669 | 25 | 7 | 3 | |
| 3,376 | 28 | 8 | 3 | |
| 3,533 | 25 | 7 | 3 | |
| 3,690 | 22 | 6 | 3 | |
| 4,553 | 25 | 7 | 3 | |
| 4,710 | 23 | 6 | 3 | |
| 4,867 | 21 | 6 | 2 | |
| 5,024 | 19 | 5 | 2 | |
| 5,181 | 18 | 5 | 2 |
| 프로펠라와 배출구의 측면공간 면적(m2) |
배출구 면적 대비 측면공간율(%) | 상방측류 향상율 (저속구간) |
상방측류 향상율 (고속구간) |
비고 |
| 2,355 | 33 | 19 | 17 | |
| 2,512 | 29 | 16 | 15 | |
| 2,669 | 25 | 14 | 13 | |
| 3,376 | 28 | 16 | 15 | |
| 3,533 | 25 | 14 | 13 | |
| 3,690 | 22 | 13 | 12 | |
| 4,553 | 25 | 14 | 13 | |
| 4,710 | 23 | 13 | 12 | |
| 4,867 | 21 | 12 | 11 | |
| 5,024 | 19 | 11 | 10 | |
| 5,181 | 18 | 10 | 9 |
여기서, 측면공간면적은 배출구면적과 프로펠라면적 사이의 차이값으로 계산된다. 아울러, 저속은 50rpm 미만으로 고속은 50rpm 이상으로 정의하고, 상방측류는 배출구와 프로펠라 간의 사이공간에서 소용돌이치는 층류가 수심에 따른 압력 영향으로 배출구의 벽체를 따라 상방으로 소용돌이치면서 상승하는 측면류로 정의한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
구동모터(300)를 작동시키면 구동모터(300)의 구동축에 연결된 회전샤프트(200)가 회전하게 된다. 이때, 펌프하우징(100)의 유입구(110)를 통해 유입된 이물질(애쉬, 드로스)이 포함된 도금액은, 회전샤프트(200)의 프로펠라(210) 회전력에 의해, 펌프하우징(100)의 배출구(120)를 통해 외부로 배출된다.
특히, 프로펠라(210)의 회전시 프로펠라(210) 주위의 배출구(120) 측벽에서 측류가 생성되는데, 이 측류는 측류방지판(400)의 차단턱(430)에 의해 상승 작용이 차단되므로, 도금액이 배출구(120) 측벽을 따라 상방향으로 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 약 450도의 고온의 도금액에 직접 잠겨 있는 펌프하우징(100)과 회전샤프트(200c)로부터 전달되는 직접 전달열을 차단함으로써, 고열이 연결베어링(531) 및 모터(300)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 프로펠라 주위에서 발생되는 측류의 상승 작용을 방지함으로써, 펌핑효율을 향상시키고, 이물질이 포함된 도금액을 효과적으로 배출시킬 수 있으며, 하우징내 이물질에 의한 오염을 미연에 방지할 수 있고 고열이 직접 베어링과 모터에 전달되는 것을 차단하는 등의 우수한 장점을 갖는다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 :펌프하우징 110 :유입구
120 :배출구 200 :회전샤프트
210 :프로펠라 300 :구동모터
400 :측류방지판 500 :냉각하우징
510 :냉각배관 520 :배출배관
530 :베어링하우징 540 :단열유닛
541 :실링커버 542 :베이스판
543 :단열판 545 :제1 실링재
544 :제2 실링재
120 :배출구 200 :회전샤프트
210 :프로펠라 300 :구동모터
400 :측류방지판 500 :냉각하우징
510 :냉각배관 520 :배출배관
530 :베어링하우징 540 :단열유닛
541 :실링커버 542 :베이스판
543 :단열판 545 :제1 실링재
544 :제2 실링재
Claims (5)
- 스나우트 내부의 탕면상에 부유된 이물질을 배출시키기 위한 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터로서,
이물질이 포함된 도금액이 유입되는 유입구가 스나우트의 내부에 연통되도록 일측에 형성되고 상기 이물질이 포함된 도금액을 배출하는 배출구가 타측에 형성되는 펌프하우징;
도금액을 배출시키기 위한 프로펠라가 선단부에 구비되어 상기 펌프하우징에 회전가능하게 설치되는 회전샤프트;
상기 회전샤프트에 구동연결되도록 상기 펌프하우징의 상부에 고정 설치되는 구동모터; 및
상기 프로펠라의 회전시 측류의 상승을 방지하기 위해 상기 프로펠라의 상측에 배치되는 측류방지판을 포함하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터. - 청구항 1에 있어서,
상기 펌프하우징과 구동모터 사이에는 상기 회전샤프트를 감싸는 냉각하우징이 마련되고, 상기 냉각하우징의 일측에는 냉각가스가 유입되는 냉각배관이 삽입되고, 상기 냉각하우징의 내부에는 연결베어링을 매개로 상기 회전샤프트를 지지하는 베어링하우징이 설치되며, 상기 냉각하우징과 펌프하우징 사이에는 열전도 차단과 긴밀한 밀폐를 위한 단열유닛이 마련되는 것을 특징으로 하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터. - 청구항 2에 있어서,
상기 단열유닛은 제1 실링재를 개재하여 상기 회전샤프트를 감싸는 실링커버와,상기 실링커버의 외주면에 설치되는 베이스판과, 상기 베이스판과 펌프하우징 사이에 마련되는 단열판 및 제2 실링재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터. - 청구항 1에 있어서,
상기 측류방지판은 상기 회전샤프트를 두르는 지지부와, 상기 지지부에 상단에서 외경방향으로 돌출되어 상기 펌프하우징에 고정되는 걸림턱부와, 상기 지지부의 하단에서 중심방향으로 돌출되어 프로펠라의 회전시 측류의 상승을 차단하는 차단턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터. - 청구항 1에 있어서,
상기 회전샤프트는 연결축커플링을 매개로 상기 구동모터와 구동연결되는 연결축과, 하단에 프로펠라가 마련된 회전축과, 상기 연결축과 회전축 사이를 연결하는 열차단플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020120006064A KR101403921B1 (ko) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | 스나우트의 이물질 배출 액츄에이터 |
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