ES2223585T3 - Metodo para la produccion de una banda laminada en caliente. - Google Patents

Metodo para la produccion de una banda laminada en caliente.

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ES2223585T3
ES2223585T3 ES00966035T ES00966035T ES2223585T3 ES 2223585 T3 ES2223585 T3 ES 2223585T3 ES 00966035 T ES00966035 T ES 00966035T ES 00966035 T ES00966035 T ES 00966035T ES 2223585 T3 ES2223585 T3 ES 2223585T3
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Rudolf Kawalla
Bernhard Engl
Thomas Heller
Wolfgang Rasim
Eberhard Sowka
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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una banda laminada en caliente, en particular para la fabricación de una banda laminada en caliente destinada a generar una banda laminada en frío apta para una embutición profunda, - en el cual se funde una masa de fundición de acero que contiene (en % de masa) C: <_ 0, 07%; Si: < 0, 5%; Mn: :5 2, 5%; Al: < 0, 1%; N: < 0, 01%; P: < 0, 025%; B: < 0, 05%, si es el caso hasta un total de un 0, 35% de Nb, Ti y V, y como resto hierro y las impurezas usuales, - en el cual la masa de fundición de acero sale de modo continuo en una barra fundida (S) de una coquilla de fundición (1), - en el cual se lleva la barra fundida (S) inmediatamente después de la salida de la coquilla de fundición (1) a través de un tramo de enfriamiento (2), en el cual la barra (S) en su conjunto se enfría con una tasa de enfriamiento (aLM) de al menos 3 K/s a una temperatura de Ar1 ñ 25 K de modo intensivo, - en el cual la barra fundida (S) se enfría a continuación de su enfriamiento intensivo durante al menos 30 segundos al aire, - en el cual la barra fundida (S) misma o desbastes finos (D) divididos de la barra fundida (S) se vuelven a calentar en un horno de nivelación (5) antes de laminar en caliente la barra fundida (S) o los desbastes finos (D) para formar una banda laminada en caliente.

Description

Método para la producción de una banda laminada en caliente.
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una banda laminada en caliente, en particular para la fabricación de una banda laminada en caliente para la generación de una banda laminada en caliente destinada a una banda en frío, apta para una embutición profunda de un acero pobre en carbono, de baja aleación, con el cual se generan desbastes delgados por colada continua, con el cual el desbaste que sale de una coquilla de fundición durante la colada continua pasa a través de un tramo de enfriamiento y con el cual el desbaste fundido mismo o desbastes delgados divididos de la colada se vuelven a calentar en un horno de nivelación antes de laminarlos en caliente a una banda laminada en
caliente.
Con un procedimiento conocido del tipo anteriormente mencionado, que se llegó a conocer bajo la designación "procedimiento CSP", se separan desbastes delgados de una barra fundida de acero generada en una instalación de colada continua y se laminan de modo continuo a una banda laminada en caliente después de una nivelación de la temperatura en un horno de túnel en una vía de laminación de varios equipos. Los desbastes delgados entran con el procedimiento conocido por norma con una temperatura de entre 950ºC y 1100ºC en el horno de nivelación y se vuelven a calentar de nuevo en él a unas temperaturas que se encuentran entre 1100ºC y
1200ºC.
El procedimiento conocido posibilita con el empleo del calor presente en la barra fundida después de la fundición la fabricación de una banda laminada en caliente con un volumen de energía que es reducido en relación con los otros procedimientos usuales de este tipo. Ciertamente se ha de operar para ello el horno de nivelación con unas temperaturas muy elevadas. Estas temperaturas elevadas llevan a un desgaste temprano del horno, cuyo mantenimiento por tanto daña el ahorro de energía logrado. Las temperaturas elevadas del horno de nivelación se necesitan sin embargo en la posición de la técnica para poner, y respectivamente para mantener los componentes de aleación de la barra fundida de acero en solución, para en el transcurso de los siguientes pasos del proceso con la fabricación de la banda laminada en caliente y respectivamente de la banda laminada en frío fabricada de ella, provocar que se originen segregaciones, que influyen de modo decisivo en la formación de una estructura determinada de la banda laminada en caliente y respectivamente la banda laminada en frío generada de ella.
De EP 0 686 702 A1 se conoce una modificación del procedimiento anteriormente explicado, en la cual la temperatura de la superficie del desbaste se baja tanto entre la coquilla de fundición y el horno de nivelación de un modo suficiente, que en el desbaste se ajusta un cambio de la estructura de austenita en ferrita / perlita. Además se indica que la temperatura alcanzada con ello en una profundidad de 2 mm debajo de la superficie del desbaste de preferencia es de menos de 600ºC
El objetivo de las medidas descritas en EP 0 686 702 A1 consiste en el hecho de que también desbastes que contienen cobre en un volumen digno de mención, en el curso de la adición de mayores cantidades de chatarra secundaria a la masa de fundición, lleguen dentro del horno de nivelación en una situación por la que se evita una acumulación en exceso de cobre en la zona de los límites de granulación del austenita primaria. Estas acumulaciones originan en caso contrario una fuerte formación de cascarilla y pueden llevar en la continuación del transcurso de la fabricación de la banda laminada en caliente a una llamada "rotura de soldadura". Por el enfriamiento de los desbastes a unas temperaturas inferiores a la temperatura A_{r3} (de la temperatura, debajo de la cual comienza la transformación de la austenita en ferrita) se obliga a una transformación de la estructura con una nueva orientación de los límites de granulación de austenita en el curso de un nuevo calentamiento en el horno de nivelación.
Los desbastes enfriados de esta forma se calientan en el horno de nivelación a las temperaturas elevadas, ajustadas de modo usual en el horno de nivelación. Para tener que emplear a ser posible para el nuevo calentamiento poca energía, se reduce con el procedimiento conocido de EP 0 686 702 A1 la profundidad del enfriamiento y el tiempo previsto para ello al mínimo, de modo que la temperatura en el interior del desbaste con la entrada en el horno de nivelación sea a ser posible elevada.
De acuerdo con EP-A-345 206 la colada, después de la colada y antes del nuevo calentamiento y el laminado en caliente, se enfría hasta por debajo de A_{r1}, de preferencia a menos de A_{r1} - 200ºC.
Ensayos, para reducir el desgaste del horno de nivelación y el gasto de energía necesario para su operación por la bajada de la temperatura del horno, han dado como resultado, que tal bajada de temperatura, en particular con la elaboración de aceros de baja aleación, pobre en carbono, influye negativamente en la formación de segregaciones en el siguiente proceso de la fabricación de la banda laminada en caliente y de la banda laminada en frío.
Consiste la tarea de la invención en el hecho de que con un procedimiento del tipo mencionado al principio con respecto a la elaboración de aceros de baja aleación, pobre en carbono, bajar tanto las temperaturas necesarias en el horno de nivelación que se reduce la carga del horno, sin que se llegue a una pérdida de la calidad de la banda laminada en caliente respectivamente de una banda laminada en frío fabricada de ella.
Se soluciona esta tarea de acuerdo con la invención por un procedimiento para la fabricación de una banda laminada en caliente, en particular para la fabricación de una banda laminada en caliente destinada a la fabricación de una buena banda laminada en frío para la embutición profunda, en el cual se funde una masa de fundición de acero que contiene (en % de masa), C: \leq 0,07%; Si: \leq 0,5%; Mn: \leq 2,5%; Al: \leq 0,1%; N: \leq 0,01%; P: \leq 0,025%; B: \leq 0,05%, si es el caso hasta un total de un 0,35% de Nb, Ti y V, siendo el resto hierro y las impurezas usuales, en el cual la masa de fundición de acero sale en una barra fundida de modo continuo de una coquilla de fundición, en el cual la fundición fundida se lleva inmediatamente después de la salida de la coquilla de fundición por un tramo de enfriamiento en el cual el conjunto de la barra fundida se enfría de modo intensivo con una tasa de enfriamiento de al menos 3 K/s a una temperatura de A_{r1} \pm 25 K, en el cual la barra fundida, a continuación de su enfriamiento intensivo, se enfría al menos durante 30 segundos al aire, y en el cual la barra fundida misma o unos desbastes delgados separados de la barra fundida se vuelven a calentar en un horno de nivelación, antes de laminar en caliente la barra o los desbastes delgados a una banda laminada en
caliente.
Mientras, de acuerdo con la invención, la barra fundida que sale de la coquilla de fundición se expone a un enfriamiento intensivo con tasas de enfriamiento de al menos 3 K/s, en el cual la barra fundida se enfría por debajo de la temperatura A_{r1} (de la temperatura, en la cual está concluida la transformación de la austenita en ferrita), induciendo de modo selectivo las segregaciones necesarias para la formación de las propiedades de material deseadas de la banda laminada en caliente ya en la zona, que se debe anteponer al horno de nivelación. Con ello durante el enfriamiento al aire, a continuación del enfriamiento intensivo hay a disposición tanto tiempo que los pasos de segregación terminan esencialmente con la entrada en el horno de nivelación. Al mismo tiempo tiene lugar en este momento una homogeneización. de la temperatura en la barra fundida, de modo que con la entrada en el horno hay presente una distribución igualada de la temperatura.
Como quiera que la formación de segregaciones ha terminado esencialmente antes de la entrada en el horno de nivelación, se puede reducir la temperatura del horno a temperaturas que son más bajas que las temperaturas del nuevo calentamiento necesarias con el modo de proceder usual. De modo conveniente, de acuerdo con la invención, se encuentra la temperatura a mantener dentro del horno de nivelación en una zona, cuyo límite inferior está fijado por la temperatura A_{r3} y cuyo límite superior es de
1150ºC.
Las temperaturas del nuevo calentamiento de máximo 1050ºC son suficientes, cuando de la banda laminada en caliente generada de acuerdo con la invención se fabrica una banda laminada en frío, que después del laminado en frío es recocida en un horno de paso. En este caso de preferencia ya no tienen lugar procesos de segregación durante los pasos de trabajo en su conjunto que siguen al nuevo calentamiento y que están unidos a la generación de la banda laminada en caliente y la banda laminada en frío, de modo que ya no es necesario, poner en solución partículas de aleación que toman parte en la formación de la segregaciones.
Si por lo contrario de la banda laminada en caliente generada de acuerdo con la invención se lamina una banda laminada en frío, que después del laminado en frío es recocida en un horno de cúpula, entonces la temperatura con el recalentamiento de la barra fundida o del desbaste delgado en el horno de nivelación ha de estar en la zona de 1100ºC hasta 1150ºC. Con una temperatura de recalentamiento de más de 1100ºC entran Nitruros de Al en la solución en un volumen, que es suficiente, para generar una estructura de "tortita" deseada en el transcurso del recocido en el horno de cúpula.
Se ha comprobado, que una banda fabricada del modo de acuerdo con la invención posee una estructura de granulación fina que resulta ser ventajosa para la aptitud de la embutición profunda de una banda laminada en frío fabricada de una banda laminada en caliente. Por tanto como resultado, la invención pone a disposición un procedimiento que posibilita la reducción de la temperatura en el horno de nivelación, de modo que se incrementa su duración y se mejora la economía del procedimiento en relación con el modo de proceder usual. Adicionalmente el procedimiento de acuerdo con la invención suministra un producto, que es adecuado de modo sobresaliente para una elaboración con embutición profunda.
De preferencia, durante el laminado se llevan a cabo en caliente varias pasadas de laminación, con lo cual la banda laminada en caliente acabada presenta un espesor de 2 hasta 5 mm. Con ello en la última pasada de la laminación se alcanza una reducción del espesor E_{h} > 15%. La banda laminada en caliente de esta forma presenta una estructura particularmente fina, por lo cual se mejora su aptitud para una embutición profunda. En este contexto como "modificación de forma E_{h}" se entiende la relación de la reducción del espesor durante la última pasada para el espesor de la banda en el momento de la entrada en el último equipo de laminación del tren de laminación. Correspondientemente a modo de ejemplo una banda laminada en caliente presenta antes de la última pasada un espesor de h_{0}. Después de la última pasada se ha reducido el espesor de la banda a h_{1}. De acuerdo con la definición se da por tanto la modificación de la forma en la última pasada Eh para (h_{0} - h_{1}) / h_{0} > 15% con h_{0} = el espesor de la banda laminada en caliente a la entrada en el último equipo de laminación y h_{1} = el espesor de la banda laminada en caliente
acabada.
Si la laminación en caliente debe ser llevada a cabo con una estructura austenítica de la banda laminada en caliente, entonces la temperatura de laminación final al acabar la laminación en caliente de preferencia se encuentra al menos 20ºC por encima de la temperatura A_{r3}. Si por lo contrario después de la laminación en caliente la banda laminada en caliente debe presentar una estructura esencialmente ferrítica, entonces la temperatura final de la laminación de modo conveniente al finalizar la laminación en caliente es de menor temperatura que la de A_{r1} + 50ºC.
Otra mejora de la estructura de una banda laminada en frío fabricada de una banda laminada en caliente generada de acuerdo con la invención en relación con las propiedades para la embutición profunda, se puede alcanzar por el hecho de que la transformación total E_{ges} alcanzada durante la laminación en frío de la banda laminada en caliente es de al menos un 60% Como "transformación de la forma total E_{ges}" aquí se entiende la relación de la reducción del espesor durante la laminación en frío al espesor de la banda no laminada en el momento de la entrada en el equipo de laminación en frío. Correspondientemente con esta definición, una banda laminada en caliente fabricada de acuerdo con la invención a modo de ejemplo presenta un espesor de h_{0} después de la laminación en caliente. Después de la laminación en frío se reduce el espesor de la banda a h_{1}. De acuerdo con la definición se da por tanto la transformación total E_{ges} para (h_{o} – h_{1}) / h_{o} con h_{o} = el espesor de la banda laminada en caliente en el momento de la entrada en el equipo de laminación en frío y h_{1} = el espesor de la banda laminada en frío
acabada.
Si, como se ha mencionado anteriormente, la banda laminada en frío fabricada de la banda laminada en caliente después de la laminación en frío es recocida en un horno de recocido continuo, entonces la banda laminada en caliente acabada debería de ser bobinada con una temperatura de bobinado de al menos 650ºC. Por el mantenimiento de esta temperatura mínimo se avanza la formación de la segregación en la banda laminada en caliente, bobinada de modo que la recristalización de la banda laminada en frío durante el recocido continuo se puede acabar sin perturbaciones de segregaciones.
Si por lo contrario se fabrica una banda laminada en frío que es recocida después de la laminación en frío en un horno de cúpula, entonces la banda laminada en caliente de acabado debe ser bobinada con anterioridad a una temperatura de bobinado de como máximo 625ºC. De esta forma el resto de las partículas de aleación que están aún presentes en la situación disuelta que toman parte en la originación de las segregaciones se mantienen dentro de la solución. Durante el recocido en horno de cúpula, durante el cual la banda laminada en frío se expone durante un tiempo prolongado a una temperatura más baja en comparación con el recocido en horno continuo, se forman en la banda laminada en frío las segregaciones, que se necesitan para la originación de la estructura de "tortita" deseada de la banda laminada en
frío.
A continuación se aclara la invención en mayor detalle con la ayuda de un dibujo que representa un ejemplo de realización y a base de diagramas. Se muestran esquemáticamente:
Figura 1 El principio de una línea de acabado para la fabricación de una banda laminada en caliente de una barra fundida de acero en visión lateral;
Diagrama 1 el transcurso de las temperaturas A_{r1}- y A_{r3} en dependencia del contenido de carbono de un acero pobre en carbono;
Diagrama 2 el transcurso de la temperatura de la barra fundida en la zona de comienzo de la línea de acabado representada en la figura 1.
Una masa de fundición de un acero de baja aleación pobre en carbono se funde sobre una coquilla de fundición (1) a una barra fundida de acero (S) de entre 20 y 70 mm de espesor.
Inmediatamente después de la salida de la coquilla de fundición (1) se enfría de modo intensivo la barra fundida de acero (S) con agua de enfriamiento, que está dirigida desde ambos lados de las instalaciones de enfriamiento (2) que están dirigidas a la barra fundida de acero (S) en el transcurso de una "longitud metalúrgica" (LM). La tasa de enfriamiento a_{LM} alcanzada dentro de la longitud metalúrgica (LM) durante el enfriamiento intensivo es de al menos 3 K/s, donde la tasa de enfriamiento a_{LM} ajustada realmente depende de la aptitud de conducción de calor del caso de la barra fundida de acero (S) y de la temperatura necesaria T_{LM} al final de la longitud metalúrgica (LM). El volumen del enfriamiento intensivo en cada caso se mide de tal forma que la barra fundida de acero (S) al final de la longitud metalúrgica (LM) presenta una temperatura T_{LM} de A_{r1} \pm 25ºC, a modo de ejemplo 710ºC. En el diagrama 1 se indica la posición de la temperatura A_{r1} en dependencia del contenido de carbono de la composición de la barra fundida de acero (S).
A continuación de la longitud metalúrgica (LM) con las instalaciones de enfriamiento (2) posicionadas en esta situación la barra fundida de acero (S) pasa sobre una vía de rodillos (3) un tramo de enfriamiento (LT), en el cual tiene lugar un enfriamiento de la barra fundida de acero (S) al aire. Para el tramo de enfriamiento (LT) la barra de acero (S) necesita al menos 30 segundos, de modo que al final del tramo de enfriamiento (LT) la formación de segregaciones en la barra fundida de acero (S) haya acabado esencialmente y presenta una distribución homogénea de la temperatura. Después de pasar por el tramo de enfriamiento (LT) entran en un horno de nivelación (5), de acuerdo con la formación de la línea de acabado, la barra fundida de acero (S) misma o los desbastes finos (D) divididos de ella por medio de una instalación de división (4).
En el horno de nivelación (5) formado como un horno de túnel se calientan la barra fundida de acero (S) o respectivamente los desbastes finos (D) a una temperatura de recalentamiento T_{w}, que se encuentra por encima de la temperatura A_{r3}, sin embargo por debajo de 1100ºC. La posición de la temperatura Ara también está indicada en el diagrama 1 en dependencia del contenido de carbono de la composición del acero.
Con un nuevo calentamiento la temperatura T_{w} alcanzada en el horno de nivelación (5) depende del tratamiento de recocido, que se lleva a cabo durante la continuación de la elaboración de la banda laminada en caliente generada de la barra fundida de acero (S) o de los desbastes finos (D) para formar una banda laminada en frío. Si se somete la banda laminada en frío fabricada de la banda laminada en caliente a un recocido en horno de cúpula, entonces está la temperatura del nuevo calentamiento T_{w} en la zona de 1100ºC. Si la banda laminada en frío pasa por lo contrario después del laminado en frío por un recocido en un horno de paso, entonces la temperatura de recalentamiento T_{w} es de aproximadamente
1000ºC.
Además del transcurso de la temperatura de la barra fundida de acero (S) representada en una línea continua con un modo de proceder de acuerdo con la invención se ha indicado en el diagrama 2 del transcurso de la barra fundida de acero (S) representada en líneas discontinuas, que se ajusta con un modo de proceder habitual. Se puede reconocer claramente que con la elaboración del modo usual de una barra fundida de un acero de baja aleación pobre en carbono, la tasa de enfriamiento a_{LMSdT} en la zona de la longitud metalúrgica (LM) es esencialmente más pequeña que con el procedimiento de acuerdo con la invención, que no se va por debajo de la temperatura A_{r3} y que el límite superior de la temperatura de recalentamiento T_{wstD} está claramente más elevado que el límite superior del nuevo calentamiento de 1100ºC con la invención.
Relación de referencia
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Coquilla de fundición\cr  2 \+ Instalaciones de
enfriamiento\cr  3 \+ Vía de rodillos\cr  4 \+ Instalación de
división\cr  5 \+ Horno de nivelación\cr  D \+ Desbastes delgados\cr
 LM \+ Longitud metalúrgica\cr  LT \+ Tramo de enfriamiento\cr  L \+
Eje de vía del diagrama 2\cr  S \+ Barra fundida de acero\cr  T \+
Eje de la temperatura del diagrama 2\cr  T _{LM}  \+ Temperatura al
final de la longitud meta-\cr  \+ lúrgica\cr  T _{w}  \+ Temperatura
del nuevo calentamiento\cr  T _{WStdT}  \+ Temperatura del nuevo
calentamiento de\cr  \+ acuerdo con la posición de la
técnica.\cr}

Claims (12)

1. Procedimiento para la fabricación de una banda laminada en caliente, en particular para la fabricación de una banda laminada en caliente destinada a generar una banda laminada en frío apta para una embutición profunda,
-
en el cual se funde una masa de fundición de acero que contiene (en % de masa)
C: \leq 0,07%;
Si: \leq 0,5%;
Mn: \leq 2,5%;
Al: \leq 0,1%;
N: \leq 0,01%;
P: \leq 0,025%;
B: \leq 0,05%,
si es el caso hasta un total de un 0,35% de Nb, Ti y V, y como resto hierro y las impurezas usuales,
-
en el cual la masa de fundición de acero sale de modo continuo en una barra fundida (S) de una coquilla de fundición (1),
-
en el cual se lleva la barra fundida (S) inmediatamente después de la salida de la coquilla de fundición (1) a través de un tramo de enfriamiento (2), en el cual la barra (S) en su conjunto se enfría con una tasa de enfriamiento (a_{LM}) de al menos 3 K/s a una temperatura de A_{r1} \pm 25 K de modo intensivo,
-
en el cual la barra fundida (S) se enfría a continuación de su enfriamiento intensivo durante al menos 30 segundos al aire,
-
en el cual la barra fundida (S) misma o desbastes finos (D) divididos de la barra fundida (S) se vuelven a calentar en un horno de nivelación (5) antes de laminar en caliente la barra fundida (S) o los desbastes finos (D) para formar una banda laminada en caliente.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la barra fundida (S) o los desbastes finos (D) se calientan de nuevo en el horno de nivelación (5) a una temperatura que se encuentra por encima de la temperatura A_{r3}, sin embargo que no sobrepasa la temperatura de 1100ºC (T_{w}).
3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones previas, caracterizado por el hecho de que el espesor de los desbastes finos es de 20 - 70 mm.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones previas, caracterizado por el hecho de que durante el laminado en caliente se pasa a través de varias pasadas de laminación y la banda laminada en caliente acabada presenta un espesor de 2 a 5 mm.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que en la última pasada de la laminación en caliente se alcanza una reducción del espesor de E_{h} > 15%.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado por el hecho de que la temperatura de laminado final al terminar la laminación en caliente se encuentra al menos 20ºC por encima de la temperatura A_{r3}.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado por el hecho de que la temperatura de laminado final al terminar la laminación en caliente es menos que la temperatura A_{r1} + 50ºC.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones de 4 a 7, caracterizado por el hecho de que de la banda laminada en caliente se lamina en frío una banda laminada en frío y la transformación total alcanzada durante el laminado en frío E_{ges} es de al menos un 60%.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones de 4 a 8, caracterizado por el hecho de que de la banda laminada en frío es recocida en un horno de paso y la temperatura con el nuevo calentamiento de la barra fundida (S) o de los desbastes finos (D) en el horno de nivelación (S) no sobrepasa los 1050ºC.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que la banda laminada en caliente acabada se bobina con una temperatura de bobinado de al menos 650ºC.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones de 4 a 8, caracterizado por el hecho de que de la banda laminada en frío es recocida en un horno de cúpula y la temperatura con el nuevo calentamiento de la barra fundida (S) o de los desbastes finos (D) en el horno de nivelación se encuentra en la zona de 1100ºC hasta 1150ºC.
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que la banda laminada en caliente acabada se bobina con una temperatura de bobinado de al menos 625ºC.
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