JPH09194954A - 鋼帯のガスジェットによる冷却装置 - Google Patents
鋼帯のガスジェットによる冷却装置Info
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- JPH09194954A JPH09194954A JP825496A JP825496A JPH09194954A JP H09194954 A JPH09194954 A JP H09194954A JP 825496 A JP825496 A JP 825496A JP 825496 A JP825496 A JP 825496A JP H09194954 A JPH09194954 A JP H09194954A
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ガス吸引孔の効果を最大限発揮して、ガスジェ
ット冷却の冷却能力を向上させることのできる鋼帯のガ
スジェット冷却装置を提供することを目的とする。 【解決手段】鋼帯に冷却ガスを吹き付けて、鋼帯を冷却
するガスジェット冷却装置において、冷却ガスを吐出す
る冷却ノズル（群）の後方に、吐出した該冷却ガスを吸
い上げるガス吸引孔（群）を設ける。
ット冷却の冷却能力を向上させることのできる鋼帯のガ
スジェット冷却装置を提供することを目的とする。 【解決手段】鋼帯に冷却ガスを吹き付けて、鋼帯を冷却
するガスジェット冷却装置において、冷却ガスを吐出す
る冷却ノズル（群）の後方に、吐出した該冷却ガスを吸
い上げるガス吸引孔（群）を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯のガスジェッ
ト冷却装置に関する。
ト冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷却ノズル群から吐出したガスを冷却媒
体として、対象物を冷却する方法又は装置（以下、ガス
ジェット冷却方法又は装置と称す）の冷却能力（Ｎｕ
数）については、伝熱工学資料第４版にあるように、
（１）冷却ノズルからの吐出流速、（２）冷却ノズル−
鋼板距離、（３）媒質ガスの熱伝導度などをパラメータ
ーとして整理されている。即ち、同紙に記載された実験
式によると、冷却能力を向上させるには、（１）冷却ノ
ズルからの吐出流速を高くとる、（２）冷却ノズル−鋼
板距離を短くする、（３）媒質ガスの熱伝導率が高いも
のを選定するなどの方法が考えられる。
体として、対象物を冷却する方法又は装置（以下、ガス
ジェット冷却方法又は装置と称す）の冷却能力（Ｎｕ
数）については、伝熱工学資料第４版にあるように、
（１）冷却ノズルからの吐出流速、（２）冷却ノズル−
鋼板距離、（３）媒質ガスの熱伝導度などをパラメータ
ーとして整理されている。即ち、同紙に記載された実験
式によると、冷却能力を向上させるには、（１）冷却ノ
ズルからの吐出流速を高くとる、（２）冷却ノズル−鋼
板距離を短くする、（３）媒質ガスの熱伝導率が高いも
のを選定するなどの方法が考えられる。
【０００３】従来より、これらの３つの観点から、様々
な冷却方法・装置の提案がなされてきた。特公昭５５−
１９６９号公報では、ガス媒質の熱伝導度を高くする目
的で、高水素濃度ガスを用いて冷却する方法が提案され
ている。また、特開昭５８−１８９３３２号公報では、
ガス噴出機構を備えた回転体に鋼帯を巻き付け、浮上搬
送させることで、冷却ノズル−鋼板距離Ｈを極力近接化
することを可能とし、冷却能力を向上できる装置が提案
されている。また、特開昭６３−２４１１２３号公報で
は、円形冷却ノズルの孔径Ｄ1 と冷却ノズル−鋼板距離
Ｈの関係Ｈ／Ｄ1 を５以下にして、冷却ノズル−鋼帯距
離を近接化させると、冷却能力が向上し、更にＨ／Ｄ1
を３以上にすれば、鋼板のバタつきを最小限に抑えるこ
とができるので、冷却ノズル−鋼帯距離Ｈが、３＜Ｈ／
Ｄ1 ＜５の範囲で、最適な冷却特性を発揮できるとして
いる。
な冷却方法・装置の提案がなされてきた。特公昭５５−
１９６９号公報では、ガス媒質の熱伝導度を高くする目
的で、高水素濃度ガスを用いて冷却する方法が提案され
ている。また、特開昭５８−１８９３３２号公報では、
ガス噴出機構を備えた回転体に鋼帯を巻き付け、浮上搬
送させることで、冷却ノズル−鋼板距離Ｈを極力近接化
することを可能とし、冷却能力を向上できる装置が提案
されている。また、特開昭６３−２４１１２３号公報で
は、円形冷却ノズルの孔径Ｄ1 と冷却ノズル−鋼板距離
Ｈの関係Ｈ／Ｄ1 を５以下にして、冷却ノズル−鋼帯距
離を近接化させると、冷却能力が向上し、更にＨ／Ｄ1
を３以上にすれば、鋼板のバタつきを最小限に抑えるこ
とができるので、冷却ノズル−鋼帯距離Ｈが、３＜Ｈ／
Ｄ1 ＜５の範囲で、最適な冷却特性を発揮できるとして
いる。
【０００４】上記３つの観点の中で、（１）冷却ノズル
からの吐出流速を高くとる、（２）冷却ノズル−鋼板距
離を短くするなどの方法は、本質的には、鋼帯表面に衝
突する時点でのガスの衝突流速を高くし、乱流境界層の
厚みを薄くするための手段にすぎない。従来のガスジェ
ット冷却方法又は装置の多くは、単に、これらの２つの
方法を組み合わせるだけで、冷却能力を向上させようと
試みている。しかしながら、（１）冷却ノズルからの吐
出流速を上げて、（２）冷却ノズル−鋼板距離を短くす
る方法を極限まで追求していくと、ガスが鋼帯表面付近
に溜まり（残留ガスの静圧によって鋼帯表面上での流動
抵抗が大きくなり）、鋼帯に衝突した時点のガス流速を
高くとれない。このため、乱流境界層の厚みを充分薄く
できず、冷却能力の著しい向上が実現できないという問
題が存する。
からの吐出流速を高くとる、（２）冷却ノズル−鋼板距
離を短くするなどの方法は、本質的には、鋼帯表面に衝
突する時点でのガスの衝突流速を高くし、乱流境界層の
厚みを薄くするための手段にすぎない。従来のガスジェ
ット冷却方法又は装置の多くは、単に、これらの２つの
方法を組み合わせるだけで、冷却能力を向上させようと
試みている。しかしながら、（１）冷却ノズルからの吐
出流速を上げて、（２）冷却ノズル−鋼板距離を短くす
る方法を極限まで追求していくと、ガスが鋼帯表面付近
に溜まり（残留ガスの静圧によって鋼帯表面上での流動
抵抗が大きくなり）、鋼帯に衝突した時点のガス流速を
高くとれない。このため、乱流境界層の厚みを充分薄く
できず、冷却能力の著しい向上が実現できないという問
題が存する。
【０００５】この観点から、特開昭５９−４３８２０号
公報では、ガスジェット冷却装置にガス吸引孔を備え、
吐出したガスを積極的に吸い上げて、鋼帯表面周囲に滞
留したガスを連続的に除去し、冷却能力を向上させる冷
却装置が提案されている。本装置によると、冷却ノズル
とガス吸引孔の孔の開口位置が、鋼帯に平行な同一面上
に並んでいる。
公報では、ガスジェット冷却装置にガス吸引孔を備え、
吐出したガスを積極的に吸い上げて、鋼帯表面周囲に滞
留したガスを連続的に除去し、冷却能力を向上させる冷
却装置が提案されている。本装置によると、冷却ノズル
とガス吸引孔の孔の開口位置が、鋼帯に平行な同一面上
に並んでいる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、冷却ノズル
とガス吸引孔の孔の開口位置が、鋼帯に平行な同一面上
に並んでいると、冷却ノズルから吹き出したガスジェッ
トの流動は、隣接するガス吸引孔の影響を大きく受け
る。従って、このままでは、ガス吸引孔の存在は、鋼帯
表面に滞留するガスを除去すること以上に、鋼帯に衝突
せずに吸い込まれる無効ガス量を増大させ、ガス吸引孔
本来の冷却促進効果を発揮することができない不都合が
ある。
とガス吸引孔の孔の開口位置が、鋼帯に平行な同一面上
に並んでいると、冷却ノズルから吹き出したガスジェッ
トの流動は、隣接するガス吸引孔の影響を大きく受け
る。従って、このままでは、ガス吸引孔の存在は、鋼帯
表面に滞留するガスを除去すること以上に、鋼帯に衝突
せずに吸い込まれる無効ガス量を増大させ、ガス吸引孔
本来の冷却促進効果を発揮することができない不都合が
ある。
【０００７】そこで、本発明では、ガス吸引孔の効果を
最大限に発揮して、ガスジェット冷却の冷却能力を向上
させることのできる鋼帯のガスジェット冷却装置を提供
することを目的とする。
最大限に発揮して、ガスジェット冷却の冷却能力を向上
させることのできる鋼帯のガスジェット冷却装置を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この目的
を達成するために種々検討した結果、ガス吸引孔の位置
を冷却ノズルの位置より、後方に配置することで、ガス
流れを最適化でき、冷却能力を高めることができること
を見いだした。
を達成するために種々検討した結果、ガス吸引孔の位置
を冷却ノズルの位置より、後方に配置することで、ガス
流れを最適化でき、冷却能力を高めることができること
を見いだした。
【０００９】即ち、本発明の要旨は、次の通りである。
鋼帯に冷却ガスを吹き付けて、鋼帯を冷却するガスジェ
ット冷却装置において、冷却ガスを吐出する冷却ノズル
（群）の後方に、吐出した該冷却ガスを吸い上げるガス
吸引孔（群）を設けたことを特徴とする鋼帯のガスジェ
ットによる冷却装置である。
鋼帯に冷却ガスを吹き付けて、鋼帯を冷却するガスジェ
ット冷却装置において、冷却ガスを吐出する冷却ノズル
（群）の後方に、吐出した該冷却ガスを吸い上げるガス
吸引孔（群）を設けたことを特徴とする鋼帯のガスジェ
ットによる冷却装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の１実施形態例を
示す装置横断面概念図である。紙面の表裏方向に走行す
る鋼帯１に対向するように、パイプから成る冷却ノズル
群２を突き出し、これら冷却ノズル群２から吐出した冷
却ガスを鋼帯に吹き付けて、鋼帯１を冷却する。冷却室
７では、無酸化状態に維持するため、窒素ガス及び水素
ガス濃度が調整されており、冷却ガスとして、この雰囲
気ガスを循環再利用できるような配管装置構成をとって
いる。図１中の矢印は、冷却ガスの処理フローを示すも
のであり、本図に従って、冷却ガスの処理フローを以下
に説明する。
示す装置横断面概念図である。紙面の表裏方向に走行す
る鋼帯１に対向するように、パイプから成る冷却ノズル
群２を突き出し、これら冷却ノズル群２から吐出した冷
却ガスを鋼帯に吹き付けて、鋼帯１を冷却する。冷却室
７では、無酸化状態に維持するため、窒素ガス及び水素
ガス濃度が調整されており、冷却ガスとして、この雰囲
気ガスを循環再利用できるような配管装置構成をとって
いる。図１中の矢印は、冷却ガスの処理フローを示すも
のであり、本図に従って、冷却ガスの処理フローを以下
に説明する。
【００１１】ブロアー４より連続的に供給される冷却ガ
スは、箱型吐出ガスヘッダー３に送られ、ここから、各
冷却ノズル群２に分岐配給される。鋼帯１に衝突した冷
却ガスは、鋼板から熱量を奪い、反転して、ガス吸引孔
群５により、積極的に吸引される。続いて、冷却ガス
は、箱型吸引ガスヘッダー６に送られ、集ガスされた
後、熱交換器に送られる（図示せず）。熱交換器におい
て冷却された冷却ガスは、ブロアー４によって、再度、
箱型吐出ガスヘッダー３に送られ、冷却ガスとして、再
利用される。
スは、箱型吐出ガスヘッダー３に送られ、ここから、各
冷却ノズル群２に分岐配給される。鋼帯１に衝突した冷
却ガスは、鋼板から熱量を奪い、反転して、ガス吸引孔
群５により、積極的に吸引される。続いて、冷却ガス
は、箱型吸引ガスヘッダー６に送られ、集ガスされた
後、熱交換器に送られる（図示せず）。熱交換器におい
て冷却された冷却ガスは、ブロアー４によって、再度、
箱型吐出ガスヘッダー３に送られ、冷却ガスとして、再
利用される。
【００１２】本実施形態例では、ガス吸引孔群５の各パ
イプは、箱型吸引ガスヘッダー６から分岐し、箱型吐出
ガスヘッダー３の内部を貫通して、鋼帯面側に開口して
いるが、その開口面は冷却ノズル群２の後方に位置す
る。この場合とは異なる配管装置構成として、図２のよ
うに、冷却ノズル群２及び箱型吐出ガスヘッダー３の機
能と箱型吸引ガスヘッダー６及びガス吸引孔群５の機能
をそれぞれ、入れ替えた配管装置構成でも、問題ない。
イプは、箱型吸引ガスヘッダー６から分岐し、箱型吐出
ガスヘッダー３の内部を貫通して、鋼帯面側に開口して
いるが、その開口面は冷却ノズル群２の後方に位置す
る。この場合とは異なる配管装置構成として、図２のよ
うに、冷却ノズル群２及び箱型吐出ガスヘッダー３の機
能と箱型吸引ガスヘッダー６及びガス吸引孔群５の機能
をそれぞれ、入れ替えた配管装置構成でも、問題ない。
【００１３】図３に、本実施形態例の装置側面概念図を
示す。図３のＡ断面が、図１又は図２の装置横断面概念
図にあたる。このように、本実施形態例では、冷却ノズ
ル群２及びガス吸引孔群５の各孔は、千鳥状に配置され
ている。
示す。図３のＡ断面が、図１又は図２の装置横断面概念
図にあたる。このように、本実施形態例では、冷却ノズ
ル群２及びガス吸引孔群５の各孔は、千鳥状に配置され
ている。
【００１４】本発明の特徴は、図１及び図２に示したよ
うに、ガス吸引孔群５の開口位置を冷却ノズル群２の開
口位置の後方に配置し、両者のガス流れが大きく干渉し
ないようにしたことである。即ち、本実施形態例では、
冷却ノズル群２の各吐出孔は、ガス吸引孔群５の開口位
置よりも、パイプ長さＬだけ、突き出している。図４に
従来及び本発明の冷却ガス流れ（鋼帯への衝突）の模式
図を示した。図４（ａ）の従来の装置では、冷却ノズル
２から吐出した冷却ガスの一部は、鋼帯に到達せずに、
周囲に存在するガス吸引孔５に直接吸引され、冷却能力
に関係しない無効ガスとして、排出されてしまう。一
方、図４（ｂ）の本発明の装置では、冷却ノズル２から
吐出した冷却ガスは、隣合ったガス吸引孔５の影響をほ
とんど受けずに、真っ直ぐに鋼帯１の表面に到達し、鋼
帯の冷却媒体として作用した後、反転して、ガス吸引孔
５に吸引される。
うに、ガス吸引孔群５の開口位置を冷却ノズル群２の開
口位置の後方に配置し、両者のガス流れが大きく干渉し
ないようにしたことである。即ち、本実施形態例では、
冷却ノズル群２の各吐出孔は、ガス吸引孔群５の開口位
置よりも、パイプ長さＬだけ、突き出している。図４に
従来及び本発明の冷却ガス流れ（鋼帯への衝突）の模式
図を示した。図４（ａ）の従来の装置では、冷却ノズル
２から吐出した冷却ガスの一部は、鋼帯に到達せずに、
周囲に存在するガス吸引孔５に直接吸引され、冷却能力
に関係しない無効ガスとして、排出されてしまう。一
方、図４（ｂ）の本発明の装置では、冷却ノズル２から
吐出した冷却ガスは、隣合ったガス吸引孔５の影響をほ
とんど受けずに、真っ直ぐに鋼帯１の表面に到達し、鋼
帯の冷却媒体として作用した後、反転して、ガス吸引孔
５に吸引される。
【００１５】このように、本発明では、冷却ノズル２か
ら吐出した冷却ガスの大部分が、冷却媒体として作用す
るので、従来の装置に比較して、優れた冷却能力を発揮
することができる。また、以上の傾向は、冷却ノズル２
とガス吸引孔５の間隔Ｐが近接する程、顕著となる。従
って、本発明の装置は、前記間隔Ｐの近接化によって、
鋼帯幅Ｗ方向に均一な冷却を施こそうとする場合に大変
有利となる。
ら吐出した冷却ガスの大部分が、冷却媒体として作用す
るので、従来の装置に比較して、優れた冷却能力を発揮
することができる。また、以上の傾向は、冷却ノズル２
とガス吸引孔５の間隔Ｐが近接する程、顕著となる。従
って、本発明の装置は、前記間隔Ｐの近接化によって、
鋼帯幅Ｗ方向に均一な冷却を施こそうとする場合に大変
有利となる。
【００１６】図５に示したものは、本発明の別の実施形
態例を示す装置縦断面概念図である。本図では、鋼帯１
は、図の上部（又は下部）から、下部（又は上部）に向
かって搬送されており、図中の矢印は、冷却ガスの処理
フローを示している。本実施形態例でも、雰囲気ガスを
循環再利用できるような配管装置構成をとっているが、
ブロアーなどを含めた全体の冷却ガスの処理フローの図
示は省略した。鋼帯１の入側及び出側の冷却室開口部１
１は、冷却室７の雰囲気ガスを無酸化状態に保つため
に、シール構造をとっていることは言うまでもない。炉
殻８により形成される冷却室７には、炉圧調整用の開口
部１２も設置しており、排出冷却ガスは、別に回収処理
され、循環再利用される。
態例を示す装置縦断面概念図である。本図では、鋼帯１
は、図の上部（又は下部）から、下部（又は上部）に向
かって搬送されており、図中の矢印は、冷却ガスの処理
フローを示している。本実施形態例でも、雰囲気ガスを
循環再利用できるような配管装置構成をとっているが、
ブロアーなどを含めた全体の冷却ガスの処理フローの図
示は省略した。鋼帯１の入側及び出側の冷却室開口部１
１は、冷却室７の雰囲気ガスを無酸化状態に保つため
に、シール構造をとっていることは言うまでもない。炉
殻８により形成される冷却室７には、炉圧調整用の開口
部１２も設置しており、排出冷却ガスは、別に回収処理
され、循環再利用される。
【００１７】本実施形態例が、前述の実施形態例と異な
る点は、箱型吐出ガスヘッダー３及び箱型吸引ガスヘッ
ダー６の代わりに、複数のパイプ型吐出ガスヘッダー９
及びパイプ型吸引ガスヘッダー１０を交互に配置してい
る点である。このように、冷却ノズル２及びガス吸引孔
５に繋がるガスヘッダーの構造・形式を変えても、本質
的な差異は存在しない。
る点は、箱型吐出ガスヘッダー３及び箱型吸引ガスヘッ
ダー６の代わりに、複数のパイプ型吐出ガスヘッダー９
及びパイプ型吸引ガスヘッダー１０を交互に配置してい
る点である。このように、冷却ノズル２及びガス吸引孔
５に繋がるガスヘッダーの構造・形式を変えても、本質
的な差異は存在しない。
【００１８】
【実施例】上記に述べた本発明の装置（図１〜図３、図
５）に従って、厚み１．０mmの鋼帯１のガスジェット冷
却を施した。表１に、従来の装置及び本発明の装置につ
いて、各冷却装置条件及び対応する冷却能力を示してい
る。本表においては、鋼帯幅Ｗ方向平均の熱伝達係数に
より、冷却能力を評価している。Ｎｏ．１及びＮｏ．２
は、従来の装置の結果を示しており、それぞれに対応す
る形で、Ｎｏ．３及びＮｏ．４には、本発明の装置の結
果を示している。冷却媒体として、５Wt％水素含有窒素
ガスを用いて、ガスジェット冷却を施している。本図に
示したように、本発明の装置によると、ガスジェット冷
却による鋼帯の冷却能力を著しく向上させることができ
たことが分かる。
５）に従って、厚み１．０mmの鋼帯１のガスジェット冷
却を施した。表１に、従来の装置及び本発明の装置につ
いて、各冷却装置条件及び対応する冷却能力を示してい
る。本表においては、鋼帯幅Ｗ方向平均の熱伝達係数に
より、冷却能力を評価している。Ｎｏ．１及びＮｏ．２
は、従来の装置の結果を示しており、それぞれに対応す
る形で、Ｎｏ．３及びＮｏ．４には、本発明の装置の結
果を示している。冷却媒体として、５Wt％水素含有窒素
ガスを用いて、ガスジェット冷却を施している。本図に
示したように、本発明の装置によると、ガスジェット冷
却による鋼帯の冷却能力を著しく向上させることができ
たことが分かる。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明に係る冷却装置によると、ガス吸
引孔の効果を最大限発揮できて、ガスジェット冷却によ
る鋼帯の冷却能力を著しく向上させることができる。
引孔の効果を最大限発揮できて、ガスジェット冷却によ
る鋼帯の冷却能力を著しく向上させることができる。
【図１】本発明の１実施形態例を示す装置横断面概念
図。
図。
【図２】本発明の別の実施形態例を示す装置横断面概念
図。
図。
【図３】本発明の１実施形態例を示す装置側面概念図。
【図４】従来及び本発明の冷却ガス流れを示す模式図。
【図５】本発明の別の実施形態例を示す装置縦断面概念
図。
図。
１ 鋼帯 ２ 冷却ノズル（群） ３ 箱型吐出ガスヘッダー ４ ブロアー ５ ガス吸引孔（群） ６ 箱型吸引ガスヘッダー ７ 冷却室 ８ 冷却室炉殻 ９ パイプ型吐出ガスヘッダー １０ パイプ型吸引ガスヘッダー １１ 鋼帯の入側及び出側の冷却室開口部 １２ 冷却室炉圧調整用の開口部
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼帯に冷却ガスを吹き付けて、鋼帯を冷
却するガスジェット冷却装置において、冷却ガスを吐出
する冷却ノズル（群）の後方に、吐出した該冷却ガスを
吸い上げるガス吸引孔（群）を設けたことを特徴とする
鋼帯のガスジェットによる冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP825496A JPH09194954A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 鋼帯のガスジェットによる冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP825496A JPH09194954A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 鋼帯のガスジェットによる冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09194954A true JPH09194954A (ja) | 1997-07-29 |
Family
ID=11688011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP825496A Withdrawn JPH09194954A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 鋼帯のガスジェットによる冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09194954A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2789757A1 (fr) * | 1999-02-16 | 2000-08-18 | Selas Sa | Dispositif d'echange de chaleur avec un produit plat |
| FR2822850A1 (fr) * | 2001-04-02 | 2002-10-04 | Nippon Steel Corp | Appareil de refroidissement rapide d'un feuillard |
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| US12179245B2 (en) | 2018-12-07 | 2024-12-31 | Posco Co., Ltd | Apparatus for cooling steel sheet |
-
1996
- 1996-01-22 JP JP825496A patent/JPH09194954A/ja not_active Withdrawn
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