KR20160056624A - 원료 장입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서, 상기 장입 슈트는 상기 원료의 이송방향을 따라 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하는 복수의 롤과, 상기 원료의 이송방향으로 상기 복수의 롤을 감싸는 벨트를 포함하고, 상기 롤은 상기 장입 슈트의 폭 방향을 따라 홈부와 돌출부가 반복적으로 형성되고, 상기 벨트는 적어도 상기 홈부를 커버하여 상기 원료의 이송방향으로 연장형성되는 골부를 형성하는 것을 특징으로 하고, 소결대차 내에서 원료의 편석을 향상시키고, 장입슈트의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

원료 장입 장치{Charging apparatus for raw material}

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료의 편석 효율 및 장입 슈트의 내구성을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치에 관한 것이다.

일반적으로 소결공장에서는 소결원료를 장입장치를 이용하여 소결기의 소결대차로 장입하여 소결광을 제조하고 있다. 도 1에는 일반적인 소결원료 장입장치가 도시되어 있다. 소결원료 장입장치는, 미분 철광석, 석회석 등 부원료 및 연료인 미분 코크스를 배합한 소결원료가 저장된 소결원료호퍼(1)와 이 소결원료를 그 회전에 의해 소결원료호퍼(1)의 호퍼게이트(2)를 거쳐 하부로 공급하는 드럼 피더(3)로 구성되는 원료공급부와, 공급되는 소결원료를 소결대차(5)에 먼저 깔려 있는 바닥광의 위로 장입하는 장입 슈트(4)로 구성되어 있다. 장입 슈트(4)는 복수의 롤(41)이 나란하게 배치되어 상부면에 소결원료가 이송되는 경로를 형성하고, 소결대차(5)의 상부에는 작은 입자, 하부에는 큰 입자가 장입(수직편석조장)되도록 소결원료를 분급하는 역할을 한다. 소결대차(5)에 소결원료가 장입되면 소결원료의 표면을 표면고름판(7)으로 고르게 하여 점화로(6)에서 점화하고 흡인블로어(미도시)에 의한 풍상에서 하부로 흡인되는 공기에 의하여 소결원료 내에 포함되어 있는 코크스의 연소에 의해 소결반응을 진행시켜 소결광을 제조한다.

이러한 소결조업에 있어서는, 소결대차에서의 원료의 장입상태를 하부에는 큰 입자, 상부에는 작은 입자가 위치하도록(수직편석조장)하여 연료인 코크스가 상부에 많도록 인위적으로 조장하는 것이 필요하다. 수직편석이 효과적으로 조장되면, 소결대차 내 상-하 방향의 열량불균형 현상이 억제되는 한편, 소결대차 내 원료층에 유입되는 공기의 저항(통기저항)을 낮추어 소결광 생산성이 향상된다. 이때, 가능하면 소결대차 폭방향으로도 원료의 장입밀도를 계속하여 고르게 유지되도록 하는 것이 최상인 것은 주지의 사실이다. 그런데 도 2에 도시된 바와 같이 장입 슈트(4)를 통해 원료를 소결대차(5)에 장입하는 경우 소결대차(5)에 장입된 원료층이 소결대차(5)의 폭방향(A-A')으로 균일하게 장입되지 않아, 소결대차(5)의 중심부에서의 원료층 높이와 가장자리부에서의 원료층 높이 차이(G)가 발생하게 된다. 이에 따라 소결대차(5)의 중심부와 가장자리부에서의 열량불균형이 발생하여 소결대차(5)의 중심부와 가장자리부에서 획득되는 성품의 득률이 저하되는 문제점이 있다.

JP 1974-19004 A JP 1984-158991 A KR 411280 B

본 발명은 저장기의 수직방향은 물론, 수평방향으로 원료의 편석도를 향상시켜 원료층 내 통기성을 확보하여 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명은 장입 슈트의 내구성을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서, 상기 장입 슈트는 상기 원료의 이송방향을 따라 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하는 복수의 롤과, 상기 원료의 이송방향으로 상기 복수의 롤을 감싸는 벨트를 포함하고, 상기 롤은 상기 장입 슈트의 폭 방향을 따라 홈부와 돌출부가 반복적으로 형성되고, 상기 벨트는 적어도 상기 홈부를 커버하여 상기 원료의 이송방향으로 연장형성되는 골부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 장입 슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 형성할 수 있다.

상기 장입 슈트는 사이클로이드 곡선 형태의 곡면으로 형성되는 원료의 이송 경로를 형성할 수 있다.

상기 홈부는 동일한 깊이로 형성되고, 상기 돌출부는 동일한 높이로 형성될 수 있다.

상기 홈부는 서로 다른 깊이로 형성되고, 상기 돌출부는 동일한 높이로 형성될 수 있다.

상기 홈부는 상기 장입슈트의 폭방향에서 중심부에 형성되는 홈부보다 상기 장입슈트의 폭방향에서 양쪽 가장자리 영역에 형성되는 홈부의 깊이가 더 깊게 형성될 수 있다.

상기 벨트는 상기 롤에 밀착되도록 적어도 상기 홈부에 대응하는 형상의 요철구조가 형성될 수 있다.

상기 벨트는 상기 홈부와 돌출부를 감싸도록 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 원료의 이송 경로에 원료의 이송방향을 따라 연장되는 골부와 산부를 형성하여 원료의 흐름에 영향을 미치지 않으면서 저장기에 장입되는 원료의 편석 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 장입 슈트 상에 원료를 균일하게 분산시킨 상태로 이송시켜 소결대차에 균일하게 장입시킬 수 있다. 따라서 원료 장입 시 저장기의 수직방향은 물론, 수평방향으로의 편석을 향상시킬 수 있어 저장기 내 원료층의 통기성을 확보하여 이를 이용한 조업을 원활하게 하고, 이에 따라 제조되는 제품, 예컨대 소결광의 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 벨트에 의해 원료가 롤에 직접 접촉하는 것을 억제하여 비교적 고가인 롤이 마모되거나 변형되는 것을 방지할 수 있어, 롤의 교체 주기를 연장시킴으로써 설비의 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 일반적인 소결 원료 장입장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2은 도 1에 도시된 소결 원료 장입장치를 이용하여 소결대차에 소결원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 장입 슈트의 일 예를 보여주는 도면.
도 5는 장입 슈트의 변형 예를 보여주는 도면.
도 6은 도 4에 도시된 장입 슈트 상에서 원료 이송 상태를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 이용하여 저장기(소결대차)에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 발명은 다양한 밀도 및 크기의 입자를 포함하는 원료를 이동하는 저장기에 장입하는 장입장치에 관한 것으로서, 원료를 저장기 내에서 입자의 밀도별 및 크기별로 분리하여 장입시키는데 적용될 수 있다. 이와 같이 저장기 내에 장입된 원료는 원료 입자 간에 공간을 형성하여 통기성을 향상시킬 수 있다. 이하에서는 제선공정에서 사용되는 소결광을 제조하는데 사용되는 소결 배합 원료를 이동하는 소결 대차에 장입하는 소결 원료 장입 장치를 예로 들어 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 장입 슈트의 일 예를 보여주는 도면이고, 도 5는 장입 슈트의 변형 예를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 장입 슈트 상에서 원료 이송 상태를 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 이용하여 저장기(소결대차)에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 원료 장입장치는 소결 원료 호퍼(100)와 드럼피더(200)를 포함하는 원료공급부와, 장입 슈트(300)를 포함한다.

소결 원료 호퍼(100)는 미분 철광석, 부원료 및 미분 코크스 등의 배합 원료를 호퍼게이트(110)를 거쳐 드럼피더(200)로 공급하고, 드럼피더(200)는 회전하면서 내부에 공급된 배합 원료를 혼합하여 장입 슈트(300)로 공급한다.

장입 슈트(300)는 경사면을 형성하여 배합 원료를 저장하는 저장기, 즉 소결대차(400)의 상부에는 작은 입자, 하부에는 큰 입자가 장입(수직편석조장)되도록 배합 원료를 분급하는 역할을 한다. 소결대차(400)에 배합 원료가 장입되면 소결대차(400) 내의 배합 원료, 즉 원료층의 표면을 표면고름판(600)으로 고르게 하여 점화로(500)에서 점화하고 흡인블로어(미도시)에 의한 풍상에서 하부로 흡인되는 공기에 의하여 원료 내에 포함되어 있는 코크스의 연소에 의해 소결반응을 진행시켜 소결광을 제조한다.

도 4를 참조하면, 장입 슈트(300)는 복수의 롤(310)이 배합 원료, 즉 원료가 이송되는 방향을 따라 나란하게 구비되어, 그 상부에 원료가 이송되는 경로를 형성한다. 장입 슈트(300)에 의해 형성되는 원료의 이송 경로는 원료가 이송되는 방향, 즉 장입 슈트(300)의 길이방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 가지며, 그 이송 경로를 통해 배합 원료를 소결대차(400)에 장입한다. 이때, 장입 슈트(300)가 곡선형의 이송 경로를 가지는 경우, 장입 슈트(300)는 배합 원료가 이송되는 상부면이 사이클로이드 곡선 형태의 이송 경로를 형성할 수 있다. 사이클로이드 곡선은 배합 원료의 이송 경로를 최단 낙하 곡선으로 갖도록 형성하여 장입 슈트(300)를 통해 소결대차(400)로 장입되는 배합 원료의 수평 이탈 속도를 증가시킴으로써 소결대차(400) 내에서의 수직편석을 향상시킬 수 있다. 다시 말해서 장입 슈트(300) 상부를 따라 이송되는 배합 원료 중 입도가 큰 원료는 입도가 작은 원료에 비해 큰 중량을 가지기 때문에 장입 슈트(300)의 수평 이탈 속도가 증가하게 되어 낙하 거리가 증가하게 된다. 따라서 입도가 큰 원료는 이동하는 소결대차(400)의 하부측에 장입되고, 입도가 작은 원료는 입도가 큰 원료의 상부측에 장입되어 수직 편석이 이루어지게 된다.

일반적으로 장입 슈트(300)의 폭방향에서 중심부에서는 가장자리 영역에서보다 많은 양이 원료가 이송된다. 즉, 원료공급부의 드럼피더(200)에서 장입 슈트로 원료가 공급될 때 장입 슈트의 양쪽 가장자리 영역보다 중심부에 더 많은 양의 원료가 공급된다. 여기에서 장입 슈트(300)의 폭방향으로 가장자리 영역은 장입 슈트(300)의 폭 크기에 대해서 1/5 내지 1/3 정도를 차지할 수 있다. 이에 따라 원료는 장입 슈트(300)를 따라 이송될 때에도 드럼 피더(200)에서 장입 슈트(300)로 공급된 상태를 유지하며 소결대차(400)에 장입된다. 따라서 소결대차(400)의 폭방향으로 양쪽 가장자리 영역, 즉 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역에 대응하는 영역에서 원료의 장입량이 소결대차(400)의 중심부로 장입되는 원료의 장입량보다 적어져, 소결대차(400)의 수평방향으로 편석이 제대로 이루어지지 않아 소결대차(400)의 중심부와 가장자리부의 원료층 높이가 상이하게 된다. 이와 같은 현상은 소결광 제조 시 원료층 내 열량불균형 현상을 발생시켜 소결광의 품질 및 생산성을 저하시키게 된다.

따라서 본 발명에서는 장입 슈트(300)를 형성하는 롤(310)을 길이 방향, 즉 장입슈트(300)의 폭방향을 따라 직경을 변화시켜 홈부(310X)와 돌출부(310Y)를 형성할 수 있다. 이와 같이 형성되는 롤(310)은 복수개가 나란하게 배열되어 원료의 이송방향을 따라 연장되는 골부와 산부를 형성할 수 있다.

장입 슈트(300)를 형성하는 롤(310)은 길이 방향, 즉 장입 슈트(300)의 폭방향으로 직경이 변화하도록 형성된다.

롤(310)은 직경의 감소 및 증가가 반복적으로 이루어져 상대적으로 직경이 작은 홈부(310X)와 상대적으로 직경이 큰 돌출부(310Y)를 가질 수 있다. 복수의 롤(310)은 인접한 롤(310)의 홈부(310X)와 돌출부(310Y)가 서로 대응하도록 배치되어, 원료의 이송방향을 따라 골부(V)와 산부(M)를 형성하게 된다.

롤(310)에 형성되는 홈부(310X)와 돌출부(310Y)는 장입 슈트(300)의 폭방향을 따라 복수개가 교대로 형성될 수 있으며, 장입 슈트(300)의 폭방향으로 형성되는 복수의 홈부(310X)는 모두 동일한 깊이로 형성될 수도 있고, 서로 다른 깊이로 형성될 수도 있다. 또한, 홈부(310X) 또는 돌출부(310Y)는 장입 슈트(300)의 폭방향으로 일정한 간격으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 간격으로 형성될 수 있다.

그런데 롤(310)에서 홈부(310X)가 형성된 부분은 인접한 롤(310)의 홈부(310X)와 대응하도록 형성되어, 인접한 롤(310) 사이에 공간이 형성되어 원료가 이송되는 과정에서 롤 (310) 사이에 형성되는 공간으로 원료가 배출되는 문제점이 있다.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 롤(310)의 홈부(310X)를 커버하도록 원료의 이송방향으로 복수의 롤(310)을 감싸는 벨트(330)를 구비할 수 있다.

벨트(330)는 폐루프를 이루며 복수의 롤(310)을 원료의 이송방향으로 감싸도록 구비되고, 예컨대 원료 이송을 위해 사용되는 벨트 컨베이어에 적용되는 고무 재질의 벨트가 사용될 수 있다. 벨트(330)는 롤(310)에 밀착되어 복수의 롤(310)을 감싸며 원료가 이송되는 과정에서 원료의 하중, 원료의 이송속도 등에 의해 롤(310)을 회전시킬 수 있다.

이에 벨트(330)는 롤(310)에 형성되는 토폴로지, 즉 홈부(310X)에 대응하는 형상으로 형성되어 롤(310)에 밀착되도록 구비될 수 있다. 예컨대 롤(310)에 형성되는 홈부(310X)가 "V" 자 형상인 경우, 벨트(330)도 단면 형상이 "V"자 형상을 갖도록 형성되고, 홈부(310X)가 "U"자 형상인 경우, 벨트(330)도 단면 형상이 "U"자 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 장입슈트(300)에는 원료의 이송방향을 따라 연장되는 골부(V)와 산부(M)가 형성될 수 있다. 골부(V)는 롤(310)에서 홈부(310X)가 형성되는 영역에 형성되고, 산부(M)는 롤(310)에서 돌출부(310Y)가 형성되는 영역에 형성되어 원료가 이송되는 경로로 사용될 수 있다.

한편, 벨트(330a)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 롤(310) 전체를 감싸도록 형성될 수도 있다. 벨트(330a)는 원료의 이송방향을 따라 회전할 수 있도록 복수의 롤(310) 전체를 원료의 이송방향으로 감싸며 형성되어 원료의 이송경로를 형성한다. 이때, 벨트(330a)에는 롤(310)에 형성되는 홈부(310X)와 돌출부(310Y)에 대응하는 요철구조가 형성되어 그 표면에 원료가 이송되는 경로인 골부(V)와 산부(M)를 형성하고, 롤(310)의 표면에 밀착되어 롤(310)을 회전시키면서 원료를 이송할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 벨트(330, 330a)는 롤(310)의 적어도 일부 또는 전체를 감싸도록 구비되어, 원료공급부로부터 원료가 공급될 때 발생하는 충격이나 원료가 이송되면서 발생하는 마찰로부터 롤(310)의 마모나 변형 등을 억제 혹은 방지할 수 있다. 롤(310)은 벨트(330,330a)에 매우 고가이고, 교체가 어려운데, 이와 같이 벨트(330, 330a)에 의해 그 표면이 보호되어 마모나 변형이 저감되어 내구성이 향상되기 때문에 교체 주기를 증가시킬 수 있다.

골부(V)와 산부(M)는 장입 슈트(300)의 폭방향을 따라 교대로 형성될 수 있으며, 장입 슈트(300)의 폭방향으로 따라 형성되는 복수의 골부(V)는 모두 동일한 깊이로 형성될 수도 있고, 서로 다른 깊이로 형성될 수도 있다. 이때, 산부(M)는 모두 동일한 높이로 형성될 수 있다. 예컨대 골부(V)는 장입 슈트(300)의 폭방향으로 중심부에서 보다 양쪽 가장자리 영역에서 더 깊은 깊이로 형성될 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 장입 슈트(300)의 폭방향에서 양쪽 가장자리 영역으로 공급되는 원료의 양이 중심부로 공급되는 원료의 양보다 상대적으로 적기 때문에 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역에 형성되는 골부(V)의 깊이를 중심부에 형성되는 골부(V)의 깊이보다 상대적으로 깊게 형성함으로써 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역을 통해 이송되는 원료의 양을 증가시켜 소결대차(400)의 폭방향으로 수평 편석을 향상시킬 수 있다. 즉, 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역은 중심부에 비해 이송되는 원료의 양이 상대적으로 적기 때문에 양쪽 가장자리 영역에 형성되는 골부(V)의 깊이를 중심부에 형성되는 골부(V)의 깊이보다 깊게 형성하면, 종래에 비해 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역을 통해 이송되는 원료의 양을 증가시킬 수 있으므로 소결대차(400)의 양쪽 가장자리 영역으로 장입되는 원료의 양을 증가시켜 수평편석을 향상시킬 수 있다.

도 7의 a)를 참조하면, 원료공급부에서 장입슈트(300)로 원료가 공급되면, 원료는 장입 슈트(300)에 형성되는 각 골부(V)로 균일하게 분산된다. 이렇게 각 골부(V)로 분산된, 즉 장입 슈트(300)의 폭방향으로 균일하게 분산된 원료는 그 이송되는 양을 유지하면서 골부(V)를 따라 이송되어 소결대차(400)로 장입된다. 그리고 장입슈트(300)의 산부(M)를 통해서도 원료가 이송되어 소결대차(400)로 장입된다. 이때, 골부(V)를 통한 원료의 이송량이 산부(M)를 통한 원료의 이송량보다 많다. 원료는 이송되는 과정에서 골부(V) 내에서 수직편석이 조장되고, 그 상태가 소결대차(400)까지 반영될 수 있다. 또한, 원료는 장입슈트(300)에서 이탈하는 속도에 의해 소결대차(400) 내에 분산되며 장입되기 때문에 장입슈트(300) 상에 형성되는 골부(V)와 산부(M)에 의한 원료의 토폴로지는 소결대차(400)에서는 반영되지 않고 도 7의 b)에 도시된 바와 같이 수직 방향은 물론, 수평 방향으로의 편석이 조장될 수 있다.

또한, 장입슈트(300)를 형성하는 롤(310)이 원료와 거의 접촉하지 않기 때문에 원료와의 마찰에 의한 마모나 변형을 억제 혹은 방지할 수 있어, 롤(310)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 소결 원료 호퍼 110: 호퍼 게이트
200: 드럼 피더 300: 장입 슈트
310: 롤 310X: 홈부
310Y: 돌출부 330, 330a: 벨트
400: 소결대차 500: 점화기
600: 표면고름판

Claims (8)

1. 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서,
   상기 장입 슈트는 상기 원료의 이송방향을 따라 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하는 복수의 롤과,
   상기 원료의 이송방향으로 상기 복수의 롤을 감싸는 벨트를 포함하고,
   상기 롤은 상기 장입 슈트의 폭 방향을 따라 홈부와 돌출부가 반복적으로 형성되고, 상기 벨트는 적어도 상기 홈부를 커버하여 상기 원료의 이송방향으로 연장형성되는 골부를 형성하는 원료 장입 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 장입 슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 형성하는 원료 장입 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 장입 슈트는 사이클로이드 곡선 형태의 곡면으로 형성되는 원료의 이송 경로를 형성하는 원료 장입 장치.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 홈부는 동일한 깊이로 형성되고,
   상기 돌출부는 동일한 높이로 형성되는 원료 장입 장치.
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 홈부는 서로 다른 깊이로 형성되고,
   상기 돌출부는 동일한 높이로 형성되는 원료 장입 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 홈부는 상기 장입슈트의 폭방향에서 중심부에 형성되는 홈부보다 상기 장입슈트의 폭방향에서 양쪽 가장자리 영역에 형성되는 홈부의 깊이가 더 깊게 형성되는 원료 장입 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 벨트는 상기 롤에 밀착되도록 적어도 상기 홈부에 대응하는 형상의 요철구조가 형성되는 원료 장입 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 벨트는 상기 홈부와 돌출부를 감싸도록 구비되는 원료 장입 장치.

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