DD215585A5

DD215585A5 - Verfahren und anlage zur herstellung bindemittelloser heissbriketts

Info

Publication number: DD215585A5
Application number: DD25869183A
Authority: DD
Inventors: Heinrich Rellermeyer; Werner Kaas
Original assignee: Thyssen Stahl Ag
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1984-11-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zur Verhuettung bestimmten bindemittellosen Heissbriketts aus Eisen enthaltenden pyrophoren, feinteiligen Feststoffen, wie trockenem Filterstaub der Stahlerzeugung und feinkoernigem Eisenschwamm aus Direktreduktionsanlagen. Der mehr als 4 Gew.-% metallisches Eisen enthaltende feinteilige trockene Feststoff mit einer Temperatur von mehr als 200 Grad C wird vor dem Brikettieren mit oxydierendem Gas durchblasen. Dabei wird die Gasmenge so geregelt, dass durch Oxydation eines Teiles des metallischen Eisens die Temperatur des feinteiligen Feststoffes auf 450 bis 650 Grad C erhoeht wird. Dann wird heissbrikettiert.

Description

Berlin, den 27.4.1984

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Verfahren zur Herstellung bindemittelloser Heißbriketts Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von zur Verhüttung bestimmten bindemittellosen Heißbriketts aus eisen enthaltenden pyrophoren, feinteiligen Feststoffen, wie trockenem Filterstaub aus der Stahlerzeugung und feinkörnigem Eisenschwamm aus Direktreduktionsanlagen. .. ' . . . '.". ; .· '- , ' '.. '' ..' ' ' .: .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Stahlerzeugung, z. B, nach dem Sauerstoff-Aufblasverfahren, fallen bei der CO-Rüokgewinnung in Filtern abgeschiedene metallisierte Stäube ah, die je nach dem Anteil an metallischeni Eisen pyrophore oder hochpyrophore Eigenschaften besitzen» Auch feinkörniger Eisenschwamm, z. B_# aus Oirektreduktionsanlagen, weist oftmals starke pyrophore Eigenschaften auf. Aufgrund dieser Eigenschaften ist eine Bunkerung und Wsiterve.r.arbeitung der genannten feinteiligen Feststoffe in unbehandelter Form nicht möglich,

Es ist bekannt, übliche Filterstäube oder feinkörnigen Eisenschwamm unter Zusatz von .Bindemitteln zu brikettieren» Die bisher als Bindemittel vorgeschlagenen Stoffe sind Produkte,wie Bitumen und andere Teerprodukte, Melasse, Sulfitablauge usw. Der Nachteil dieser Bindemittel besteht darin, daß sie durch ihre Anwesenheit die Konzentration der wertvollen Bestandteile im Produkt erniedrigen und oft für den

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nachfolgenden Aufbereitungsprozeß unzulässige Verunreinigungen, z. Β» Schwefel, einbringen oder Probleme für den Umweltschutz bieten» Da sie in großen Mengen benötigt werden, sind die Kosten* die sich aus dem Preis für das Binde·" mittel selbst, den Transport»· und Lagerkosten sowie eine Reihe anderer Kosten zusammensetzen, beträchtlich, so daiä die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt ist*

Aus 'der DE-AS 11 42 442 ist ein Verfahren zur Brikettierung von Feinerzen bekannt, bei dem das Erz mit einem basischen Zuschlagstoff/wie Magnesiumhydrat,, Kalkhydrat, Kalkstein oder Dolomit gemischt und die Mischung ohne Zusatz eines besonderen Bindemittels und ohne Anwesenheit von Ton unter hohem Druck brikettiert wird« Nach der Beschreibung läBt ©ich das Verfahren auch auf Filterstaub anwenden (s* Sp. 3/4, Tabelle 1)» Ob es sich dabei um Filterstaub mit pyrophoren Eigenschaften handelt,kann der Beschreibung nicht entnommen Herden, Die Nachteile dteses Kalt-Brikettierverfahrens liegen in den gegenüber dem Heißbrikettieren hohen PreP>~ drücken und dem damit verbundenen hohen Leistungsbedarf für die Brikettierpresse sowie in einem ungleichmäßigen Verdichtungsverhalten und dem damit verbundenen ungenügenden Brikettraumgewicht» Um nämlich einen Wiedereinsatz des Filterstaubes in Form von Briketts in Konvertern oder Elektroofen problemlos zu ermöglichen, ist ein ausreichend hohes Raumgeiivicht erforderlich, das wesentlich über dem der verwendeten metallurgischen Schlacke liegen muß.

In der DE-AS 11 23 351 ist ein Verfahren zur Herstellung von Briketts beschrieben worden, bei dem eisenhaltige Ver-

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bindungen, .wie Hochofengichtstaub und andere eisenhaltige Abfälle und Eisenverbindungen, einschließlich natürlicher Eisenerze unter Entfernung von -Sauerstoff teilweise reduziert werden. Das erhaltene Produkt aus Eisenoxiden und metallischem Eisen,wird dann allein durch Anwendung von

Wärme und Druck bei einer Temperatur unter 850 C und einem· Druck über 687 bar brikettiert. Als Reduktionsmittel können ein reduzierendes Gas, wie CC oder H„, ein organisches Material, wie Stärke oder Zucker oder eine eisenhaltige Verbindung, »vie ein teilweise zu metallischem Eisen reduziertes Fe und FaG enthaltendes Erz verwendet werden. Die .Nach-.· teile dieses Verfahrens sind darin zu sehen, daB vor der gewünschten Stückigmachung der feinverteilten Erze oder anderen feinverteilten, eisenhaltigen Materialien, ein Reduktionsprözeß notwendig ist, wie bei bekannten Direktreduktionsverfahren* Im Verlauf dieses Reduktionsverfahrens wird notwendigerweise.'eine Temperatur der feinverteilten Materialien eingestellt/ die anschließend eine Heißbrikett ierung ermöglicht. Die Anwendung dieser Verfahrensweise ist jedoch auf die pyrophoren, feinverteilten Filterstäube und den feinkörnigen Eisenschwamm nicht übertragbar,da diese bereits i.n metallisiertem Zustand vorliegen, aber auf eine derart niedrige Temperatur abgekühlt sind, daß eine Heiß-» brikettierung nicht mehr möglich ist.

Aus der DE-AS 15 33 852 ist ein Verfahren zur Herstellung von Eisenschwammbriketts bekannt, bei dem der poröse Ei-"senschwamm unmittelbar nach Austrag aus dem Drehrohrofen im heißen Zustand bei Temperaturen von 400 bis 800 ⁰G und

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bei Preßdrücken von 1500 bis 3000 kp/cm brikettiert wird

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mit der Maßgabe, daß die Wertepaare der'Parameter Temperatur und Preßdruck innerhalb der angegebenen Bereiche so gewählt werden, daß eine Dichte von mehr als 5 g/cm erzielt wird.

Auch im " Sprechsaal-Fachbericht"' 102, dahrgang (1978), Heft 2, S, 58 bis 64 wird über die Heißbrikettierung von Eisenschwamm berichtet.Wie beim vorgenannten Verfahren wird dabei von einem Eisenschwamm ausgegangen, der aufgrund seiner Heißaustragstemperatur ohne zusätzliche Erhitzung der Heißbrikettierung unterworfen werden kann, Beide Verfahren eignen sich somit nicht für Filterstäube und Eisenschwamm, deren Austragstemperatur geringer als die Heißbrikett ierungstemperatur ist»

Ziel der Erfindung . ; . . -.··..'.','· ^: ' '.' , ..·...

der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem Eisen enthaltende pyrophore feinteilige Feststoffe unter Verzicht auf Bindemittel auf möglichst energiesparen-

de, rationelle Weise unter Beachtung der pyrophoren Eigen- , schaft der Stoffe so kompaktiert werden können, daß eine Verhüttung ertiöglicht wird»

.des, Wesens der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzufinden, die Eisen enthaltenden feinteiligen Feststoffe auf energiesparende Weise auf eine Temperatur zu bringen, bei der eine Kompaktierung erfolgen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehr

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als 4 Gew«-^ metallisches Eisen enthaltender trockener feinteiliger Feststoff ihit einer Temperatur von mehr als 200 ⁰C vor dem Brikettieren mit oxydierendem Gas durchblasen und dabei die Gasmenge so geregelt wird, daß durch Oxydation eines Teils des metallischen Eisens die Temperatur des f einteiligen Feststoffes auf 450 bis 650 ⁰C erhöht und unmittelbar anschließend heißbrikettiert wird.

Als oxydierendes Gas" wird bevorzugt Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft bzw, technisch reiner Sauerstoff Verwendet, Das oxydierende Gas kann vorgewärmt sein.

Der so aufgeheizte feinteilige Feststoff wird in einer Brikettierpresse zu Briketts verpreßt, wobei mit Vorteil eine Walzenbrikettierpresse mit einem Walzenpreßdruck von mehr als 6 kN/cm iValzenbreite verwendet wird.

Vor der Brikettierpresse kann ein Zwischenbunker für den aufgeheizten feinteiligen Feststoff angeordnet sein, um die Brikettierpresse kontinuierlich betreiben zu können. Dies wirkt sich in einer Verbesserung der Brikettqualität aus·

Weisen die zu brikettierenden feinteiligen Feststoffe keinen oder nur einen geringen Kalkanteil auf, so wird ihnen vor dem Brikettieren 3 bis 6 Gew..«%; Feinkalk zugesetzt. Hierdurch wird eine Calciumferrit«BiIdung·, ermöglicht, die zvi einer Verbesserung der Abriebfestigkeit der erzeugten Briketts führt * .'...'.

Die Briketts werden im Gegensatz zur üblichen Verfahrens-

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weise bei der Eisenschwammbfikettierung, bei der eine Wasserkühlung angewendet wird, in einem Luftstrom auf eine Temperatur unter 100 C abgekühlt, um eine Reoxydation zu verhindern* Die Briketts werden danach in einen Bunker gegeben, wo sio belüftet werden, um einen Wärmestau zu verhindern* Aus dem Bunker können die Briketts zum Einsatz im Stahlwerk entnommen werden*

Die Erfindung bietet eins Lösung der mit der Weiterverarbeitung der staubförmigen bzw* feinkörnigen pyrophoren Feststoffe verbundenen Probleme und ermöglicht es, die Stoffe auf energiesparende VVeise auf Heißbrikettiertemperatur zu bringen» An eich mußte damit gerechnet werden, daß das Durchblasen der Stoffe mit oxydierenden Gasen wegen deren pyrophorer Eigensehaft nicht gefahrlos durchführbar sein würde«¹ J:'[ ι .' .. ./: : ·. ' " .'.·. ' . " ^v

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Brikettierprissse mit Materialzuführung» einem Brikettkühler und einem Bunker, ist dadurch gekennzeichnet j daß vor der Brikettierpresse eine drehbare Trommel angeordnet ist* mit einer an einem Ende angeordneten Zuführung für den feinteiligen pyrophoren trockenen Feststoff, einem am anderen Ende angeordneten Austrag für den auf Heißbrikettie·»» rüngstempefatur erhitzten Feststoff, einer Gaszuleitung für das oxydierende Gas und einer Zuführung für Feinkalk, wobei durch Regelorgane die Verweilzeit des Feststoffes in der Trommel, die zugeführte Menge des oxydierenden Gases und die zugesetzte Feinkalkmenge einzeln regelbar sind*

Nach einem weiteren Merksnal der Erfindung ist die drehbare

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Trommel geneigt angeordnet und rait einer Anzahl an den Wänden angebrachten ^:.'tüf tern ausgerüstet, die zur Durchlüftung des". feinteiligen Feststoffen eingerichtet sirid>

Anstelle der drehbaren Trommel kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ein Fließbett vorgesehen sein mit GasexndüsuiigszUleitungen zur Unterseite des Fließbettes, Das Gas kann auch in ein© Wirbelschicht eingeführt werden/

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Ausf ühruncisbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel des ^rfindungsgemäßen Verfahrene und der erfindungsgemaBen Anlage werden im folgenden näher beschrieben, In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Fig_# 1 und 2: die erfihdungsgemäße Brikettierung von-pyrö-·' phorem Filterstaub aus einer COwRückgewin«¹· nungsanlage einesSauerstoffaufblaskonverters

Figv 3: die Brikettierung von feinkörnigem pyrophorem Eisenschwamm aus einer Direktreduktionsanlage.

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Fig» 1 und 2 zeigen einen Sauerstoff auf blas*-Konverter 1, der mit einer CO^Rückgewinnungsanlage 2 ausgerüstet ist. Diese weist einen Grobfilter 3 und einen Elektrofilter 4 auf* Der in diesen Filtern zurückgehaltene feinteilige pyrophore Filterstäub wird gemäß Fig, I einer drehbaren Trommel 5 über die Zuführung 6 zugeleitet_# Die drehbare Trommel 5, die mit Lüftern ti an den Wänden ausgerüstet ist» weist eine Leitung 8 f ür oxydierendes Gas und eine

Zuf FiI

jhrung 9 für Feirikalk auf* Der feinteilige pyrophore

o.

terstaub, der eine Temperatur von über 200 C aufweist,

in der Trommel 5 mit einer Luftmenge beaufschlagt, die dur^h die Gasleitung 8 zugeführt wird. Durch die einsetzende Oxydation eines Teiles des metallischen Eisens des Fil— terstaubes wird die Temperatur des Filterstaubes auf die l-Ieiibrikettierungsteinperatur von 450 bis 650 °c angehoben, wobei die Temperaturerhöhung über die zugeführte Luftmenge pro! Zeiteinheit und über die VerweaLzeit in der Trommel 5 gesteuert ivirdrf Die Zuführung 6, die Gasleitung 8, die Zuführung .9 für Feinkalk und ein Austrag I₁ der am anderen Ende derTrommel 5 angeordnet ist, sind zu diesem Zweck mit nicht dargestelltsn Regelorganen ausgerüstet» so daß die Verweilzeit des Feststoffes in der Trommel 5, die zugeführte Menge des oxydierenden Gases (Luft) und die züge« setzte Feinkalkmeng© ©inzeln Fegelbar sind*

Gemäß Fig, 2 ist anstelle der drehbaren Trommel 5 ein Fließbett 5a angeordnet» das mit Lufteindüsungszuleitungen 8a ausgerüstet wird« ' : . · '' ;.' . · - . ; ...

Der auf Brikettiertemperatur erhitzte Filterstaub wird bei

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beiden Ausführungsformen über den Austrag 7 der Brikettierpresse 10 zugeleitet, in welcher der Filterstaub zu Briketts verpreßt wird» Die fertigen Briketts gelangen zur Kühlung auf einen Brikettkühler, der in Form eines endlosen Bandes 12 ausgebildet ist. Unter dem Band 12 befinden sich zwei Luftgebläse 13, mit denen die Briketts auf eine Temperatur unter 100 ⁰C gekühlt werden, um eine Reoxydation zu verhindern. Die gekühlten Briketts gelangen anschließend in einen Bunker 14, aus dem sie zur Verwendung im Stahlwerk entnommen werden können. Um einen Wärmestau im Bunker 14 zu vermeiden, ist dieser mit einem Luftgebläse 15 ausgerüstet«

Fig. 3 zeigt eine Direktreduktionsanlage 16 zur Herstellung von Eisenschwamm* Der erzeugte Eisenschwamm gelangt auf die Siebvorrichtung 17_t mit der die feinkörnigen Anteile» die nicht direkt im Stahlwerk eingesetzt werden können, abgetrennt werden können. Diese feinkörnigen Anteile gelangen über eine Zuführung 6, wie bei der vorbeschriebenen Ausführung^ in eine drehbare Trommel 5, in welcher die Temperatur durch Zuführung eines oxydierenden Gases (Luft) auf die Heißbrikettierungstemperatur angehoben wird« Falls der Eisenschwamm keinen oder nur geringen ,Kalkanteil aufweist, wird Feinkalk aus dem Kalkbunker 18 in die Trommel 5 zugeführt und mit dem feinkörnigen Eisenschwamm vermischt. Hierdurch wird eine Calciumferrit-Bildung ermöglicht, die an den fertigen Briketts zu einer Verbesserung der Abriebfestigkeit führt. Die weiteren Verfahrensschritte entsprechen denjenigen der yorbeechriebeneri Ausführung, wobei gleiche Vorrichtungsteile mit denselben Bezugszahlen be«

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zeichnet worden sind»

Die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Beispiele erläutern die Erfindung weiter, wobei Beispiel i die bisherige Arbeitsweise darstellt und die Beispiele 2 und 3 erfindungsgemäfte Ausführungen beinhalten*

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Verfahrensschritte ' :,'. ' ' . - \ :^vi .· -' '	Beispiel ; -2'-.; ...^;	³ . .' ' '	^iOO⁰C
Filterstaubaustrag nach CO-Ruckgewlnnungsanlage Stahlwerk ... ja		'3«. ' -.
Chem* Analyse: Fe -Gehalt 40-90 % Fe ,-Gehalt 10-70 % Caü^et-Gehalt 3-20 %	65,5 % 13.0 % 8,1 %	78₄2 %. 54,7 %
FiIterstaubaustragst em- peratur 150-^600	c *v2oo e	~4ÖO/⁰C
Filterstaubbefeuchtung , im Mischer ja	nein	nein
,Feuchtegehalt '.:>.5:.% .	' ;·'· '- ;.	; . .·- ';'· „v. .^:
Filterstaubeinlauf in Reaktionstrommel mit ge-? regelter Luftzufuhr nein		'^:3a^:' ' ''· .::
Filterstaubtemperatur Aus- trag Reaktionstrommel > -	is. 550 ⁰C	-60O⁰C
Brikettierung bei einem IValzenpreßdruck (kN/cm IValzenb reite . ' ' " -.; ." .	100 kN/cm 110 kN/cm
Kühlung der Briketts auf einem Bandkühler *-	-ClOO °C
Bunkerung der Briketts im Belüftungsbunker (Zwischenlagerung) -	ja

Qualität der Briketts:

ä) Raumgs.wicht

b) !<ailtdruckfestigkeit

0 g/cm³ **5,5 g/cm³

200-500 1000-5000 daN/Brikett daN/Brikett

lii/e 11 er ve rar be i t u ng

Deponie Stahlwerk Stahlwerk

Claims

27.4.1984 AP C 22 B/258 691/6 - 12 - 63 370/18 Erfindungsanspruch

1. Vorfahren zur Herstellung von zur Verhüttung bestimmten bindemittellosen Heifibriketts aus Eisen enthaltenden
pyrophoren, feinteiligen Feststoffen, wie trockenem
Filterstaub der Stahlerzeugung und feinkörnigem Eisenschwamm aus Direktreduktionsaniagen, gekennzeichnet dadurch, daß der mehr als 4 Gew*«% metallisches Eisen enthaltende feinteilige trockene Feststoff mit einer Temperatur von mehr als 200 C vor dem Brikettieren mit
oxydierendem Gas durchblasen und die Gasmenge so geregelt wird, daß durch Oxydation eines Teiles des metallischen Eisens die Temperatur des feinteiligen Feststoffes auf 450 bis 650 ⁰C erhöht und unmittelbar anschließend heißbrikettiert wird,

2« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als oxydierendes Gas Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft oder technisch reiner Sauerstoff verwendet wird»

3* Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet da- ^. durch, daii als Brikettierpresse eine WalzenbrikettierpressG mit einem Walzenpre&druck von mehr als 6 icN/cm
IValzenbreite verwendet wird.

4. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß den feinteiligen Feststoffen vor dem Bri-

. kettieren 3 bis 6 Gew,-% Feinkalk zugesetzt wird»

5, Verfahren nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Briketts nach dem Austritt aus der Bri-

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kettierpresse in einem Luftstrom auf eine Temperatur unter 100 ⁰C gekühlt werden,

6* Anlöge zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 bis 5, bestehendaus einer Brikettierpresse mit Materialzuführung, einemBrikettkühler und einem Bunker, gekennzeichnet dadurchV daß vor der Brikettierpresse (10) eine drehbare. Trommel (5) angeordnet ist, mit einer an einem Ende angeordneten Zuführung (6) für den feinteiligen pyrophoren trockenen Feststoff, einem am anderen Ende angeordneten Austrag (7) für den auf Heißbrikettierungstemperatur erhitzten Feststoff,einer Gaszuleitung (8) und einer Zuführung (9) für Feinkalk, wobei durch .Regelorgane die Verweilzeit des Feststoffes in der Trommel (5.)* die zugeführte Menge des oxydierbaren Gases und die zugesetzte Feinkalkmenge einzeln regelbar sind,

7, Anlage nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die drehbare Trommel (5) geneigt angeordnet und mit einer Anzahl an den Wänden angebrachten Lüftern (19) zur Durchlüftung des feinteiligen Feststoffes ausgerüstetist.

8, Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 bis 5, bestehend aus einer Brikettierpresse mit Materialzuführung, einem Brikettkühler und einem Bunker, gekennzeichnet dadurchi daß vor der Brikettierpresse (10) ein Fließbett (5a) angeordnet ist, mit einer an einem Ende angeordneten Zuführung (6) für den feinteiligen pyrophoren trockenen Feststoff, einem am anderen Ende angeordneten Austrag (7) für den auf Heißbrikettierungs-

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temperatur erhitzten Feststoff, mehreren Gaszuleitungen (8a) zur Unterseite des Fließbettes (5a) und einer Zuführung (9) für;.'Feinkalk;, wobei durch Regelorgane die Verweilzeit der Feststoffe auf dem Fließbett (5a),. die zugeführte Menge oxydierenden Gases und die zugesetzte Feinkalkmenge einzeln regelbar sind«

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9» Anläge nach den Punkten 6 und 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß der Brikettkühler aus einem endlosen Band (12^ mit einem oder mehreren Luftgebläsen (13) besteht,

iO„ Anlage nach den Punkten 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß der Bunker (14) mit einem oder mehreren Luftgebläsen ;; . (Χ5Ϊ ausgerüstet ist» : .;; '; _;. . .' .. . · ;