JPH07247189A - 耐火物の補修方法 - Google Patents
耐火物の補修方法Info
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- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
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Abstract
(57)【要約】
【目 的】 溶射材の耐火物表面での接着性が良く、溶
射材として、微粒のＳｉＯ2 のみ、又は微粒のＳｉＯ2
と粗粉末を用いて、短い火炎となり、狭い場所での耐火
物の補修も可能となり、溶射面の均一性が高く、生成し
た不定形耐火物は強度が高く、耐久性が良く、耐火物表
面への溶着効率が高い耐火物の補修方法を提供する。 【構 成】 シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）と酸素もし
くは含酸素気体を混合燃焼させ、生成した高温のＳｉＯ
2 を耐火物表面に吹き付ける。この際、金属粉末や酸化
物、窒化物、炭化物等の耐火物を形成する粉末を混合す
ることができる。また、重油、プロパンなどの炭化水素
を主成分とする加熱用助燃材をシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ
2n+2）にさらに混合して燃焼させることもできる。
射材として、微粒のＳｉＯ2 のみ、又は微粒のＳｉＯ2
と粗粉末を用いて、短い火炎となり、狭い場所での耐火
物の補修も可能となり、溶射面の均一性が高く、生成し
た不定形耐火物は強度が高く、耐久性が良く、耐火物表
面への溶着効率が高い耐火物の補修方法を提供する。 【構 成】 シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）と酸素もし
くは含酸素気体を混合燃焼させ、生成した高温のＳｉＯ
2 を耐火物表面に吹き付ける。この際、金属粉末や酸化
物、窒化物、炭化物等の耐火物を形成する粉末を混合す
ることができる。また、重油、プロパンなどの炭化水素
を主成分とする加熱用助燃材をシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ
2n+2）にさらに混合して燃焼させることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、爆発（燃焼）溶射に
よるセラミックコーティング法による耐火物の補修技術
に係わり、特に工業用炉に用いられている耐火物の補修
方法に関するものである。
よるセラミックコーティング法による耐火物の補修技術
に係わり、特に工業用炉に用いられている耐火物の補修
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃焼溶射によるセラミックコーティング
法を利用した従来の耐火物の補修技術としては、例えば
特開昭６２−０３６０６３号公報に開示されている。こ
の技術は、ＳｉＯ系骨材及びＳｉからなる溶射材を火炎
溶射することにより、密閉気孔の多い高強度、低膨張及
び低熱伝導率を有する断熱質耐火物を得るものである。
法を利用した従来の耐火物の補修技術としては、例えば
特開昭６２−０３６０６３号公報に開示されている。こ
の技術は、ＳｉＯ系骨材及びＳｉからなる溶射材を火炎
溶射することにより、密閉気孔の多い高強度、低膨張及
び低熱伝導率を有する断熱質耐火物を得るものである。
【０００３】しかし、この方法では、 （１）粗粉末状の金属Ｓｉを溶射材として用いるため、
（ａ）溶射面の均一性が低い、（ｂ）溶射材の粒度に伴
い圧送ガス圧等を厳密に制御する必要があり、装置上の
制限を与える、（ｃ）金属粉末を酸化させるために、長
い火炎が必要となり、狭い場所での耐火物の補修が困
難、 （２）また、生成した溶融ＳｉＯ2 は粒度が大きく、耐
火物表面での反発力が強く働くため接着性が悪く、
（ａ）生成した不定形耐火物は強度が低く、耐久性が悪
い、（ｂ）耐火物表面への溶着効率が低い、などの問題
点があった。
（ａ）溶射面の均一性が低い、（ｂ）溶射材の粒度に伴
い圧送ガス圧等を厳密に制御する必要があり、装置上の
制限を与える、（ｃ）金属粉末を酸化させるために、長
い火炎が必要となり、狭い場所での耐火物の補修が困
難、 （２）また、生成した溶融ＳｉＯ2 は粒度が大きく、耐
火物表面での反発力が強く働くため接着性が悪く、
（ａ）生成した不定形耐火物は強度が低く、耐久性が悪
い、（ｂ）耐火物表面への溶着効率が低い、などの問題
点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな問題点を解決する、すなわち （１）溶射材の耐火物表面での接着性が良く、 （２）溶射材として、微粒のＳｉＯ2 のみ、又は微粒の
ＳｉＯ2 と粗粉末を用いて、（ａ）溶射面の均一性が高
く、（ｂ）短い火炎となり、狭い場所での耐火物の補修
も可能となり、（ｃ）生成した不定形耐火物は強度が高
く、耐久性が良く、（ｄ）耐火物表面への溶着効率が高
い、耐火物の補修方法を提供することを目的とするもの
である。
うな問題点を解決する、すなわち （１）溶射材の耐火物表面での接着性が良く、 （２）溶射材として、微粒のＳｉＯ2 のみ、又は微粒の
ＳｉＯ2 と粗粉末を用いて、（ａ）溶射面の均一性が高
く、（ｂ）短い火炎となり、狭い場所での耐火物の補修
も可能となり、（ｃ）生成した不定形耐火物は強度が高
く、耐久性が良く、（ｄ）耐火物表面への溶着効率が高
い、耐火物の補修方法を提供することを目的とするもの
である。
【０００５】
【課題解決のための手段】この発明は上記課題を解決す
る方法として、シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）を酸素も
しくは含酸素気体により燃焼させ、生成した高温のＳｉ
Ｏ2 を耐火物表面に吹き付ける耐火物の補修方法であ
り、またこの発明は被補修煉瓦の材質に応じて、金属Ａ
ｌ、金属Ｍｇ、金属Ｃｒなどの金属粉末を単独もしくは
混合してシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）とともに酸素も
しくは含酸素気体により燃焼させ、生成した高温のＳｉ
Ｏ2 やＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 などの金属酸化
物を耐火物表面に吹き付ける耐火物の補修方法であり、
またこの発明は被補修煉瓦の材質に応じて、ＳｉやＡ
ｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化物や窒化物、炭化物を単独も
しくは混合してシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）とともに
酸素もしくは含酸素気体により燃焼させ、生成した高温
のＳｉやＡｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化物や窒化物、炭化
物を耐火物表面に吹き付ける耐火物の補修方法であり、
またこの発明は上記の３方法において、重油やプロパン
などの炭化水素を主成分とする加熱用助燃材を該燃焼時
に用いる耐火物の補修方法である。
る方法として、シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）を酸素も
しくは含酸素気体により燃焼させ、生成した高温のＳｉ
Ｏ2 を耐火物表面に吹き付ける耐火物の補修方法であ
り、またこの発明は被補修煉瓦の材質に応じて、金属Ａ
ｌ、金属Ｍｇ、金属Ｃｒなどの金属粉末を単独もしくは
混合してシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）とともに酸素も
しくは含酸素気体により燃焼させ、生成した高温のＳｉ
Ｏ2 やＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 などの金属酸化
物を耐火物表面に吹き付ける耐火物の補修方法であり、
またこの発明は被補修煉瓦の材質に応じて、ＳｉやＡ
ｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化物や窒化物、炭化物を単独も
しくは混合してシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）とともに
酸素もしくは含酸素気体により燃焼させ、生成した高温
のＳｉやＡｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化物や窒化物、炭化
物を耐火物表面に吹き付ける耐火物の補修方法であり、
またこの発明は上記の３方法において、重油やプロパン
などの炭化水素を主成分とする加熱用助燃材を該燃焼時
に用いる耐火物の補修方法である。
【０００６】
【作用】この発明者らは、上記の従来技術の問題点は、
粗粉末状の金属Ｓｉを用いるために、（１）火炎中で金
属Ｓｉを溶融するには火炎中での滞留時間を長くする必
要がある、すなわち長い火炎が必要になること、（２）
生成するＳｉＯ2 の粒度が大きくなるため、耐火物表面
での接着性が低下すること、を見出し、その対策とし
て、 （１）溶射材として、ガス状で酸化反応熱が大きく、し
かも爆発的に燃焼しやすいシラン系ガス（Ｓｉ
n Ｈ2n+2）を酸素もしくは含酸素気体により燃焼させ、
生成した高温のＳｉＯ2 を耐火物表面に吹き付けるよう
にすれば、（ａ）溶射するＳｉＯ2 は微細で、（ｂ）し
かも、爆発的な燃焼圧力で接着性が良く、（ｃ）火炎も
短くすることができる、（ｄ）粗粉末を溶射材として用
いるよりも均一な溶射被膜を形成できる、ことを発案し
て実証し、この発明に至った。
粗粉末状の金属Ｓｉを用いるために、（１）火炎中で金
属Ｓｉを溶融するには火炎中での滞留時間を長くする必
要がある、すなわち長い火炎が必要になること、（２）
生成するＳｉＯ2 の粒度が大きくなるため、耐火物表面
での接着性が低下すること、を見出し、その対策とし
て、 （１）溶射材として、ガス状で酸化反応熱が大きく、し
かも爆発的に燃焼しやすいシラン系ガス（Ｓｉ
n Ｈ2n+2）を酸素もしくは含酸素気体により燃焼させ、
生成した高温のＳｉＯ2 を耐火物表面に吹き付けるよう
にすれば、（ａ）溶射するＳｉＯ2 は微細で、（ｂ）し
かも、爆発的な燃焼圧力で接着性が良く、（ｃ）火炎も
短くすることができる、（ｄ）粗粉末を溶射材として用
いるよりも均一な溶射被膜を形成できる、ことを発案し
て実証し、この発明に至った。
【０００７】この場合、ガス状のシリコン化合物として
は、この発明のシラン系ガス（Ｓｉ n Ｈ2n+2）の他にク
ロルシラン系ガス（Ｓｉx ＣｌY ）などもあるが、これ
らのクロルシラン系ガスを用いた場合にはＣｌが耐火物
中に取り込まれ、強度等に悪影響を及ぼす、大気汚
染や周辺機器を損傷する可能性がある、等の問題点があ
ることが判明した。
は、この発明のシラン系ガス（Ｓｉ n Ｈ2n+2）の他にク
ロルシラン系ガス（Ｓｉx ＣｌY ）などもあるが、これ
らのクロルシラン系ガスを用いた場合にはＣｌが耐火物
中に取り込まれ、強度等に悪影響を及ぼす、大気汚
染や周辺機器を損傷する可能性がある、等の問題点があ
ることが判明した。
【０００８】さらに、シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）と
もに、補修煉瓦の材質に応じて、金属Ｓｉ、金属Ａｌ、
金属Ｍｇ、金属Ｃｒなどの金属粉末を単独もしくは混合
して酸素もしくは含酸素気体により燃焼させ、生成した
高温のＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 など
の金属酸化物を耐火物表面に吹き付けることも可能であ
ることが分かった。
もに、補修煉瓦の材質に応じて、金属Ｓｉ、金属Ａｌ、
金属Ｍｇ、金属Ｃｒなどの金属粉末を単独もしくは混合
して酸素もしくは含酸素気体により燃焼させ、生成した
高温のＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 など
の金属酸化物を耐火物表面に吹き付けることも可能であ
ることが分かった。
【０００９】この場合には、シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ
2n+2）の燃焼によって生じた微細のＳｉＯ2 は金属Ｓ
ｉ、金属Ａｌ、金属Ｍｇ、金属Ｃｒなどの金属粉末を単
独もしくは混合して酸素もしくは含酸素気体により燃焼
させて生じたＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ 3 、ＭｇＯ、Ｃｒ2 Ｏ
3 などの粗粒の金属酸化物を骨材とし、それらの接着性
を改善する接着促進材の働きを担っている。
2n+2）の燃焼によって生じた微細のＳｉＯ2 は金属Ｓ
ｉ、金属Ａｌ、金属Ｍｇ、金属Ｃｒなどの金属粉末を単
独もしくは混合して酸素もしくは含酸素気体により燃焼
させて生じたＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ 3 、ＭｇＯ、Ｃｒ2 Ｏ
3 などの粗粒の金属酸化物を骨材とし、それらの接着性
を改善する接着促進材の働きを担っている。
【００１０】さらにこの場合、被補修煉瓦の材質に応じ
て、ＳｉやＡｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化物や窒化物、炭
化物を単独もしくは混合してシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ
2n+2）とともに酸素もしくは含酸素気体により燃焼さ
せ、生成した高温のＳｉやＡｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化
物や窒化物、炭化物を耐火物表面に吹き付けた場合でも
同様の接着促進材の働きが確認できた。
て、ＳｉやＡｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化物や窒化物、炭
化物を単独もしくは混合してシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ
2n+2）とともに酸素もしくは含酸素気体により燃焼さ
せ、生成した高温のＳｉやＡｌ、Ｍｇ、Ｃｒなどの酸化
物や窒化物、炭化物を耐火物表面に吹き付けた場合でも
同様の接着促進材の働きが確認できた。
【００１１】加えて、重油やプロパンなどの炭化水素を
主成分とする加熱用助燃材を該燃焼時に用いれば、シラ
ン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）の爆発的な燃焼速度を該混合
比により調整することが可能なことも判明した。また、
この技術は金属表面にＳｉＯ2 を含むセラミックスをコ
ーティングする場合にも適用可能であり、金属表面上に
硬度の高い該セラミックスコートを形成することが可能
であることも判明した。
主成分とする加熱用助燃材を該燃焼時に用いれば、シラ
ン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）の爆発的な燃焼速度を該混合
比により調整することが可能なことも判明した。また、
この技術は金属表面にＳｉＯ2 を含むセラミックスをコ
ーティングする場合にも適用可能であり、金属表面上に
硬度の高い該セラミックスコートを形成することが可能
であることも判明した。
【００１２】
（実施例１、比較例１）図１に示す２重管構造の溶射バ
ーナーを用いて、幅４３ｃｍ，高さ４．８ｍ、奥行１５
ｍのコークス炉の煉瓦補修を行った。実施例１では、シ
ラン系ガスとしてＳｉＨ4 を用い、これに酸素ガスを混
合して燃焼させた。使用ガスは、ＳｉＨ4 25Nm3/H 、Ｏ
2 75Nm3/H で溶射した。
ーナーを用いて、幅４３ｃｍ，高さ４．８ｍ、奥行１５
ｍのコークス炉の煉瓦補修を行った。実施例１では、シ
ラン系ガスとしてＳｉＨ4 を用い、これに酸素ガスを混
合して燃焼させた。使用ガスは、ＳｉＨ4 25Nm3/H 、Ｏ
2 75Nm3/H で溶射した。
【００１３】比較例１では、骨材として平均粒径100 μ
ｍの金属Ｓｉ50ｗｔ％と平均粒径50μｍのＳｉＯ2 50ｗ
ｔ％混合したものを20kg/Hで、C3H8（プロパン）ガス６
Nm3/H 、Ｏ2 100Nm3/Hとともに火炎溶射した。 （実施例２、比較例２）図１に示す２重管構造の溶射バ
ーナーを用いて、ＳｉＯ2 ６０ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3 ２５
ｗｔ％、ＭｇＯ１５ｗｔ％の組成からなる鋼材加熱炉の
煉瓦補修を行った。
ｍの金属Ｓｉ50ｗｔ％と平均粒径50μｍのＳｉＯ2 50ｗ
ｔ％混合したものを20kg/Hで、C3H8（プロパン）ガス６
Nm3/H 、Ｏ2 100Nm3/Hとともに火炎溶射した。 （実施例２、比較例２）図１に示す２重管構造の溶射バ
ーナーを用いて、ＳｉＯ2 ６０ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3 ２５
ｗｔ％、ＭｇＯ１５ｗｔ％の組成からなる鋼材加熱炉の
煉瓦補修を行った。
【００１４】実施例２では、シラン系ガスとしてＳｉＨ
4 を用い、これに酸素ガスを混合燃焼させた。吹きつけ
は、ＳｉＨ4 11Nm3/H 、Ｏ2 46Nm3/H に対してＡｌ6.6k
g 、ＭｇＯ75kg混入させて吹きつけた。比較例２では、
骨材として平均粒径100 μｍの金属Ｓｉ5.6kg/H 、平均
粒径50μｍの金属Ａｌ4.8kg/H 、平均粒径50μｍのＭｇ
Ｏ7.6kg/H で噴射し、C3H8ガスを6.0Nm3/H、Ｏ2 を20Nm
3/H で流したガスとともに火炎溶射した。
4 を用い、これに酸素ガスを混合燃焼させた。吹きつけ
は、ＳｉＨ4 11Nm3/H 、Ｏ2 46Nm3/H に対してＡｌ6.6k
g 、ＭｇＯ75kg混入させて吹きつけた。比較例２では、
骨材として平均粒径100 μｍの金属Ｓｉ5.6kg/H 、平均
粒径50μｍの金属Ａｌ4.8kg/H 、平均粒径50μｍのＭｇ
Ｏ7.6kg/H で噴射し、C3H8ガスを6.0Nm3/H、Ｏ2 を20Nm
3/H で流したガスとともに火炎溶射した。
【００１５】（実施例３）実施例３は、実施例１で用い
たＳｉＨ4 に助燃剤としてプロパンＣ3 Ｈ8 を添加し燃
焼させた場合である。なお溶射条件は、ＳｉＨ4 24Nm3/
H 、Ｃ3 Ｈ8 ６Nm 3/H 、Ｏ2 120Nm3/Hで噴射、燃焼させ
た場合である。以上の各実施例、比較例における結果、
すなわち溶射効率、比較例１のときの表面硬さを１とし
たときの比表面硬さ、表面の凹凸量、火炎長さ及び１ｍ
2 を１ｃｍの厚さに溶射するのに要する時間を表１にま
とめて示した。
たＳｉＨ4 に助燃剤としてプロパンＣ3 Ｈ8 を添加し燃
焼させた場合である。なお溶射条件は、ＳｉＨ4 24Nm3/
H 、Ｃ3 Ｈ8 ６Nm 3/H 、Ｏ2 120Nm3/Hで噴射、燃焼させ
た場合である。以上の各実施例、比較例における結果、
すなわち溶射効率、比較例１のときの表面硬さを１とし
たときの比表面硬さ、表面の凹凸量、火炎長さ及び１ｍ
2 を１ｃｍの厚さに溶射するのに要する時間を表１にま
とめて示した。
【００１６】この発明は、従来法である比較例よりも溶
射効率、表面性状、作業性の全ての点について、優れて
いることが判る。また実施例３と実施例１の比較から炭
化水素系助燃剤の添加に効果のあることが判る。なお、
この実施例では、ＳｉＨ4 を例として説明したが、Ｓｉ
を含有するシラン系ガスなら、原理的にいずれもこの発
明に適用可能であり、ＳｉＨ4 に限定されるもでない。
射効率、表面性状、作業性の全ての点について、優れて
いることが判る。また実施例３と実施例１の比較から炭
化水素系助燃剤の添加に効果のあることが判る。なお、
この実施例では、ＳｉＨ4 を例として説明したが、Ｓｉ
を含有するシラン系ガスなら、原理的にいずれもこの発
明に適用可能であり、ＳｉＨ4 に限定されるもでない。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明では、シラ
ン系ガスを用いた爆発（燃焼）溶射によるセラミックコ
ーティングにより耐火物の補修を行うので、溶射材の耐
火物表面での接着性が良く、短い火炎となり、狭い場所
での耐火物の補修も可能となり、生成した不定形耐火物
は強度が高く、耐久性が良く、耐火物表面への溶着効率
が高い等の種々の優れた特長を有する耐火物の補修手段
が得られた。
ン系ガスを用いた爆発（燃焼）溶射によるセラミックコ
ーティングにより耐火物の補修を行うので、溶射材の耐
火物表面での接着性が良く、短い火炎となり、狭い場所
での耐火物の補修も可能となり、生成した不定形耐火物
は強度が高く、耐久性が良く、耐火物表面への溶着効率
が高い等の種々の優れた特長を有する耐火物の補修手段
が得られた。
【図１】この発明で用いられる２重管構造の溶射バーナ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）と酸素も
しくは含酸素気体を混合燃焼させ、生成した高温のＳｉ
Ｏ2 を耐火物表面に吹き付けることを特徴とする耐火物
の補修方法。 - 【請求項２】 シラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）と耐火物
を形成する粉末と酸素もしくは含酸素気体を混合燃焼さ
せ、生成した高温のＳｉＯ2 と形成された耐火物とを耐
火物表面に吹き付けることを特徴とする耐火物の補修方
法。 - 【請求項３】 耐火物を形成する粉末が、金属粉末であ
ることを特徴とする請求項２記載の耐火物の補修方法。 - 【請求項４】 金属粉末が、金属Ｓｉ、金属Ａｌ、金属
Ｍｇ、金属Ｃｒの１種以上であることを特徴とする請求
項３記載の耐火物の補修方法。 - 【請求項５】 耐火物を形成する粉末が、酸化物、窒化
物、炭化物の１種以上であることを特徴とする請求項２
記載の耐火物の補修方法。 - 【請求項６】 酸化物、窒化物、炭化物を形成する粉末
が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒの酸化物、窒化物、炭化物
であることを特徴とする請求項５記載の耐火物の補修方
法。 - 【請求項７】 重油、プロパンなどの炭化水素を主成分
とする加熱用助燃材をシラン系ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2）に
さらに混合して燃焼させることを特徴とする請求項１、
２、３、４、５又は６記載の耐火物の補修方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3814194A JPH07247189A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 耐火物の補修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3814194A JPH07247189A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 耐火物の補修方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07247189A true JPH07247189A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12517146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3814194A Pending JPH07247189A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 耐火物の補修方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07247189A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1994
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