JPS5857496A - 溶鉄と溶融スラグを用いる石炭のガス化方法 - Google Patents
溶鉄と溶融スラグを用いる石炭のガス化方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、転炉、電気炉等から排出される溶融スラグ
と溶鉄を用いる石炭のガス化方法に関し、石炭のガス化
と共に、多量のＦｅＯ１Ｍｎ０を含んでいる製鋼スラグ
の有効利用をはかることを目的とするものである。
と溶鉄を用いる石炭のガス化方法に関し、石炭のガス化
と共に、多量のＦｅＯ１Ｍｎ０を含んでいる製鋼スラグ
の有効利用をはかることを目的とするものである。
転炉、電気炉等から排出されるスラグは、多量のＦｅ０
１Ｍｎ０を含んでいるにもかかわらず、これらの金属成
分の回収は従来はとんど行われていないのみならず、冷
却凝固後も十分な用途は見い出されていなかった。しか
し、最近になって、この製鋼スラグを石炭のガス化に活
用する方法が提案され、石炭のガス化と製鋼スラグの処
理を同時に実施し得る石炭のガス化法の実用化が進めら
れている。
１Ｍｎ０を含んでいるにもかかわらず、これらの金属成
分の回収は従来はとんど行われていないのみならず、冷
却凝固後も十分な用途は見い出されていなかった。しか
し、最近になって、この製鋼スラグを石炭のガス化に活
用する方法が提案され、石炭のガス化と製鋼スラグの処
理を同時に実施し得る石炭のガス化法の実用化が進めら
れている。
この石炭のガス化方法は、高温の溶鉄中に石炭をガス化
剤と共に吹込むことによりガス化する方法であり、鉄浴
ガス化法と呼ばれている。この鉄浴ガス化法では、石炭
をガス化する際に多量の予剰熱が発生するため、この予
剰熱を利用して製鋼スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ等を溶鉄
中に溶解還元させることができ、石炭のガス化と共に製
鋼スラグの有効利用をはかることができるという利点を
有する。しかし、従来の、溶鉄と溶融スラグを用いる石
炭のガス化方法は、スラグの改質、スラグの炉外取出し
、余剰熱の有効利用技術が十分に確立さ゛れておらず、
これらの技術的改善が望まれていた。
剤と共に吹込むことによりガス化する方法であり、鉄浴
ガス化法と呼ばれている。この鉄浴ガス化法では、石炭
をガス化する際に多量の予剰熱が発生するため、この予
剰熱を利用して製鋼スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ等を溶鉄
中に溶解還元させることができ、石炭のガス化と共に製
鋼スラグの有効利用をはかることができるという利点を
有する。しかし、従来の、溶鉄と溶融スラグを用いる石
炭のガス化方法は、スラグの改質、スラグの炉外取出し
、余剰熱の有効利用技術が十分に確立さ゛れておらず、
これらの技術的改善が望まれていた。
この発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、
炉内のスラグを連続的に炉外に取出すとともに、余剰熱
を利用してスラグの改質を行ない、粒状スラグとして回
収可能な石炭のガス化方法を提案するものである。
炉内のスラグを連続的に炉外に取出すとともに、余剰熱
を利用してスラグの改質を行ない、粒状スラグとして回
収可能な石炭のガス化方法を提案するものである。
すなわち、この発明は、高温の溶鉄が貯えられた溶解炉
に、鉄鋼溶製時に発生した固体状の製鋼スラグと石炭お
よび酸素、水蒸気等のガス化剤を非浸漬上吹きランスよ
り吹込むことによって連続的に一酸化炭素および水素を
主成分とするガスを得るとともに、浴面浮上子ラグおよ
び鉄浴面の上下変動を防止し得るように炉底または炉壁
より炉内にガスを吹込み、製鋼スラグ中のＦｅ、Ｍｎ、
Ｐを溶鉄中に移行せしめた変成スラグを炉壁より連続的
に炉外に取出し、該スラグを水蒸気で説硫処理すること
を特徴とするものである。
に、鉄鋼溶製時に発生した固体状の製鋼スラグと石炭お
よび酸素、水蒸気等のガス化剤を非浸漬上吹きランスよ
り吹込むことによって連続的に一酸化炭素および水素を
主成分とするガスを得るとともに、浴面浮上子ラグおよ
び鉄浴面の上下変動を防止し得るように炉底または炉壁
より炉内にガスを吹込み、製鋼スラグ中のＦｅ、Ｍｎ、
Ｐを溶鉄中に移行せしめた変成スラグを炉壁より連続的
に炉外に取出し、該スラグを水蒸気で説硫処理すること
を特徴とするものである。
高温の溶鉄が貯えられる溶解炉は、石炭の含有する灰分
および副原料、並びに製鋼スラグによる侵食に耐え得る
ために、塩基性（マグネシア、ドロマイト）、高アルミ
ナ、クロム−マグネシア等の耐火性物質で内張すされる
。また、炉の内径は溶鉄、溶融スラグ、石炭等投入原料
、ガス化剤の均一な混合に適し、さらに生成ガス量の放
散熱蟻を低下させることが必要であり、円筒、回転楕円
体、多角筒等が適する。
および副原料、並びに製鋼スラグによる侵食に耐え得る
ために、塩基性（マグネシア、ドロマイト）、高アルミ
ナ、クロム−マグネシア等の耐火性物質で内張すされる
。また、炉の内径は溶鉄、溶融スラグ、石炭等投入原料
、ガス化剤の均一な混合に適し、さらに生成ガス量の放
散熱蟻を低下させることが必要であり、円筒、回転楕円
体、多角筒等が適する。
炉内には、常時溶鉄が貯えられ、その浴面高さは周期的
な一定の巾に保たれる。通常、この浴面上には非浸漬上
吹ランスを介して供給される微粉炭中の灰分および投入
スラグ、副京料に由来する溶融スラグが一定の１−厚を
成して形成される。
な一定の巾に保たれる。通常、この浴面上には非浸漬上
吹ランスを介して供給される微粉炭中の灰分および投入
スラグ、副京料に由来する溶融スラグが一定の１−厚を
成して形成される。
この溶解炉の炉壁には、排滓口を有するスラグ加熱室が
一体的に設けられ、さらにスラグ加熱室にはスラグ改質
のための脱硫室が連設され、１記スラグ加熱室と炉内間
は予定される溶鉄浴面付近に開けられた連通口で連通さ
れており、連通口の上方には耐火物の仕切板が設けられ
ている。また齢記述通口の下方から炉内にガスを吹込ん
で、連通口の炉内側に鉄浴および浴面スラグの上昇竺を
形成するようにし、この上昇流と仕切板の働きにより、
微粉炭を含むガス止剤ジェットにより形成される著しい
溶鉄および浴面スラグの上下変動がスラグ加熱室まで伝
わらないようにし、脱硫室へのガス吹出しおよび溶鉄流
出が防止されるようになっている。
一体的に設けられ、さらにスラグ加熱室にはスラグ改質
のための脱硫室が連設され、１記スラグ加熱室と炉内間
は予定される溶鉄浴面付近に開けられた連通口で連通さ
れており、連通口の上方には耐火物の仕切板が設けられ
ている。また齢記述通口の下方から炉内にガスを吹込ん
で、連通口の炉内側に鉄浴および浴面スラグの上昇竺を
形成するようにし、この上昇流と仕切板の働きにより、
微粉炭を含むガス止剤ジェットにより形成される著しい
溶鉄および浴面スラグの上下変動がスラグ加熱室まで伝
わらないようにし、脱硫室へのガス吹出しおよび溶鉄流
出が防止されるようになっている。
スラグ加熱室にはスラグ凝固防止を目的とした加熱バー
ナが設けである。ただし、製鋼スラグの投入量の少ない
場合や操業立上がり期以外では、溶鉄の保湿効果が大で
あり、特に加熱バーナを必要としない。
ナが設けである。ただし、製鋼スラグの投入量の少ない
場合や操業立上がり期以外では、溶鉄の保湿効果が大で
あり、特に加熱バーナを必要としない。
微粉炭等の、固体原料は、２個以、Ｅのホッパーおよび
ロータリーフィーダからなる供給装置により、水蒸気、
二酸化炭素、窒素、生成ガス等をキャリアーガスとして
流動状態で、非浸漬ランスを介して炉上方より浴面に連
続的に供給される。なお、操業初期に配管が冷えている
場合は、水蒸気に〜よる固体原料の供給は困難であるが
、加熱窒素で供給した後、水蒸気により原料輸送すれば
、これが可能である。
ロータリーフィーダからなる供給装置により、水蒸気、
二酸化炭素、窒素、生成ガス等をキャリアーガスとして
流動状態で、非浸漬ランスを介して炉上方より浴面に連
続的に供給される。なお、操業初期に配管が冷えている
場合は、水蒸気に〜よる固体原料の供給は困難であるが
、加熱窒素で供給した後、水蒸気により原料輸送すれば
、これが可能である。
酸素は水冷の非浸漬上吹きランスによって音速以上の高
速で吹付けてスラグおよび溶鉄を十分攪拌する必要があ
る。この場合、酸素は微粉炭等に接近して吹込んだ方が
反応効率上好ましく、さらに多重管ランスを用いて酸素
と固体原料を吹込む方法をとれば、設備的にも簡素化で
きるのでより一層好ましい。
速で吹付けてスラグおよび溶鉄を十分攪拌する必要があ
る。この場合、酸素は微粉炭等に接近して吹込んだ方が
反応効率上好ましく、さらに多重管ランスを用いて酸素
と固体原料を吹込む方法をとれば、設備的にも簡素化で
きるのでより一層好ましい。
製・鋼スラグは、石炭ガス化炉の固体原料の一部として
微粉炭と共に混合あるいは分離してホッパーに貯えられ
てい、る。そして、微粉炭および酸素、水蒸気と共に非
浸漬ランスを介して鉄浴面に供給される。
微粉炭と共に混合あるいは分離してホッパーに貯えられ
てい、る。そして、微粉炭および酸素、水蒸気と共に非
浸漬ランスを介して鉄浴面に供給される。
操業中、石炭中の灰分に由来するＡムα、 Ｓｉｎ。
は製鋼スラグに溶解し、さらに副原料（Ｃａ ０１Ｃａ
ω。
ω。
等）の投入を行なってスラグ成分は所定の値に調整され
る。この後、スラグは加熱１Ｌ′および脱硫室を通り炉
外に連続的に取出される。脱硫室ではスラグに水蒸気を
吹付けることにより脱硫が行われる。このスラグ脱硫に
用いる水蒸気は、溶解炉の炉体周壁にボイラーチューブ
を配管することにより、余剰放散熱により供給すること
ができる。また、脱硫されたスラグは水滓としたのち炉
外に取出すことも可能である。
る。この後、スラグは加熱１Ｌ′および脱硫室を通り炉
外に連続的に取出される。脱硫室ではスラグに水蒸気を
吹付けることにより脱硫が行われる。このスラグ脱硫に
用いる水蒸気は、溶解炉の炉体周壁にボイラーチューブ
を配管することにより、余剰放散熱により供給すること
ができる。また、脱硫されたスラグは水滓としたのち炉
外に取出すことも可能である。
次に、この発明法を実施するための装置の一例を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
（１）は溶解炉であって、炉口部には性成ガス回収フー
ド（２）を有し、炉側壁部に仕切板（３）を有する連通
口（４）を介して排滓口（６）付きスラグ加熱室（５）
および脱硫室（））が連設しである。この溶解炉（１）
内には連通口（４）のほぼ中間高さ位置の所まで溶鉄（
８）が貯えられ、原料、酸素等は非浸漬上吹きランス（
ｓ）により吹込まれる。原料はロータリーフィーダ付番
供給ホッパー（１０１より連続的に切出され、窒素等キ
ャリアーガスにより流動状態で炉内に供給される。
ド（２）を有し、炉側壁部に仕切板（３）を有する連通
口（４）を介して排滓口（６）付きスラグ加熱室（５）
および脱硫室（））が連設しである。この溶解炉（１）
内には連通口（４）のほぼ中間高さ位置の所まで溶鉄（
８）が貯えられ、原料、酸素等は非浸漬上吹きランス（
ｓ）により吹込まれる。原料はロータリーフィーダ付番
供給ホッパー（１０１より連続的に切出され、窒素等キ
ャリアーガスにより流動状態で炉内に供給される。
供給ホッパーＯαには微粉炭、製鋼スラグおよびｃａｏ
、 ＣａＣＯ５等の副原料の混合物が装入されている
。ランス（９）は例えば中心を微粉炭、製鋼スラグ等の
固体原料が、その外側を酸素が流れ、さらにその外側を
冷却水が流れる構造の多重管ランスを用いることができ
る。
、 ＣａＣＯ５等の副原料の混合物が装入されている
。ランス（９）は例えば中心を微粉炭、製鋼スラグ等の
固体原料が、その外側を酸素が流れ、さらにその外側を
冷却水が流れる構造の多重管ランスを用いることができ
る。
（１１）は鉄浴面および浴面浮上スラグの上下変動を防
止するためのガス吹込みノズル、（ｌ匂はタップ４・−
ル、（ｓ−１）は加熱バーナ、（７−１）は水蒸１吹込
みノズル、０坤は水滓回収槽、舖は熱交換器、０１は集
塵機、輛はガスホルダーをそれぞれ示″ｔ。
止するためのガス吹込みノズル、（ｌ匂はタップ４・−
ル、（ｓ−１）は加熱バーナ、（７−１）は水蒸１吹込
みノズル、０坤は水滓回収槽、舖は熱交換器、０１は集
塵機、輛はガスホルダーをそれぞれ示″ｔ。
０乃は炉体周壁に配管したボイラーチューブであり。
ガス化の際の余剰放散熱を利用してスラグ脱硫用の水蒸
気を供給する。
気を供給する。
すなわち、溶解炉（１）内に貯えられた溶鉄（８）中に
、非浸漬上吹きランス（９）から微粉炭、製鋼スラグお
よび副原料を酸素と共に高速で吹込むと、鉄浴中で熱分
解が起こりＣ０１Ｈ１主体の粗ガスが生成する。
、非浸漬上吹きランス（９）から微粉炭、製鋼スラグお
よび副原料を酸素と共に高速で吹込むと、鉄浴中で熱分
解が起こりＣ０１Ｈ１主体の粗ガスが生成する。
この時発生する高温の熱により、微粉炭と同時に吹込ま
れた製鋼スラグ中のＦｅ０１Ｍｎ０はほとんど還元され
、鉄浴中に溶解する。
れた製鋼スラグ中のＦｅ０１Ｍｎ０はほとんど還元され
、鉄浴中に溶解する。
生成ガスは回収フード（２）より炉外に取出され、熱交
換器（１４で顕熱を回収するとともに、集塵機−で除塵
された後、ガスホルダー（１〜に貯えられる。
換器（１４で顕熱を回収するとともに、集塵機−で除塵
された後、ガスホルダー（１〜に貯えられる。
一方、炉内の変成スラグ賭は、溶鉄と共に上下に約２０
０ｆ１以上の変動中で揺れるが、ガス吹込みノズル（１
１，より吹込まれるガス（ＣＯガス等）のため連通口（
４）近くでは揺れ巾は５０１１１Ｊｌ以下に減少し、さ
らに（ｌ切板（３）の効果も加わって、スラグ加熱室（
６）における浴面の上下変動はほとＡ７どなくなる。
０ｆ１以上の変動中で揺れるが、ガス吹込みノズル（１
１，より吹込まれるガス（ＣＯガス等）のため連通口（
４）近くでは揺れ巾は５０１１１Ｊｌ以下に減少し、さ
らに（ｌ切板（３）の効果も加わって、スラグ加熱室（
６）における浴面の上下変動はほとＡ７どなくなる。
加熱室内のスラグは、適宜スラグ加熱バーナ（Ｓ−１）
により加熱されるので、流動性を失なうことなくスラグ
脱硫室（７）に送ることができる。排滓口（６）をオー
バーフローして排出したスラグは、スラグ脱硫室（７）
においてノズル（７−１）より吹込まれる水蒸気により
脱硫され改質される。改質後のスラグは、冷却水０碑に
より水滓−となって回収される。
により加熱されるので、流動性を失なうことなくスラグ
脱硫室（７）に送ることができる。排滓口（６）をオー
バーフローして排出したスラグは、スラグ脱硫室（７）
においてノズル（７−１）より吹込まれる水蒸気により
脱硫され改質される。改質後のスラグは、冷却水０碑に
より水滓−となって回収される。
次に、この発明の実施例について説明する。
〔実施例）
図面に示すガス化装置を用い、溶解炉内に温度１５００
°Ｃの溶鉄を２００トン貯え、多重管ランスにより依粉
炭、製鋼スラグ、石灰および酸素をそれぞれ６４ ｔ／
ｈｒ１６０００ｋｇ／ｈｒ、 ２５００＆９／ｈｒ 。
°Ｃの溶鉄を２００トン貯え、多重管ランスにより依粉
炭、製鋼スラグ、石灰および酸素をそれぞれ６４ ｔ／
ｈｒ１６０００ｋｇ／ｈｒ、 ２５００＆９／ｈｒ 。
４．５ Ｘ １０４ Ｎｍ、’ｈｒ吹込んだ。なお、操
業中の鉄浴温度は、水蒸気の添加量を制御して１４００
〜１５００℃に保った。また、スラグ塩基度は１４に保
持した。また、炉内には鉄浴面おＪびスラグの上下変動
を抑制するため、ＣＯガスを３．５Ｎｄ／ｈ ｒ吹込ん
だ。
業中の鉄浴温度は、水蒸気の添加量を制御して１４００
〜１５００℃に保った。また、スラグ塩基度は１４に保
持した。また、炉内には鉄浴面おＪびスラグの上下変動
を抑制するため、ＣＯガスを３．５Ｎｄ／ｈ ｒ吹込ん
だ。
炉内のスラグは加熱室において適宜バーナｔこより加熱
し、脱硫室において水蒸気を添加して脱硫し改質した後
、水滓として回収した。
し、脱硫室において水蒸気を添加して脱硫し改質した後
、水滓として回収した。
＃Ｉ１表には操業前と操業後の鉄浴の組成を、第２表に
は製鋼スラグの組成を、第３表には生成ガス組成を、第
４表には改質前と改質後のスラグ組成をそれぞれ示す。
は製鋼スラグの組成を、第３表には生成ガス組成を、第
４表には改質前と改質後のスラグ組成をそれぞれ示す。
得られた生成ガス量は１４＞１０’ Ｎｄ／ｂｒ １回
収した水滓ノ量は７０００Ｑ／ｈｒであった。
収した水滓ノ量は７０００Ｑ／ｈｒであった。
第１表 鉄浴組成 （％）
第２表 製鋼スラグ組成（％）
第３表 生成ガス植成＜％）
第４表 スラグ組成（％）
上記第１表より、鉄浴中Ｆｅ 、 Ｍｎ、 Ｐはそれぞ
れ上昇し、スラグ中のｐｅαＭｎＯ，Ｐ＝ Ｏｓが鉄浴
中に溶解還元されたことがわかる。また、第４表より、
スラグに水蒸気を添加することにより、スラグ中Ｓは５
．５９６から０．５５％に大巾に減少し、効果的に脱硫
されたことがわかる。
れ上昇し、スラグ中のｐｅαＭｎＯ，Ｐ＝ Ｏｓが鉄浴
中に溶解還元されたことがわかる。また、第４表より、
スラグに水蒸気を添加することにより、スラグ中Ｓは５
．５９６から０．５５％に大巾に減少し、効果的に脱硫
されたことがわかる。
以上説明したごとく、この発明法によれば、石グ中のＦ
ｅＯ、ＭｎＯｓ Ｐｒｏｓを溶鉄中に溶解還元させるこ
とができる上、操業を停止させることなくガス化炉内の
スラグを連続的に炉外に取出して改質することができ、
製鋼スラグを水−等セメント用原料として用いることが
できる。また、スラグ改質のための水蒸気はガス化炉の
余剰熱を利用して供給することができるので経済的であ
る。
ｅＯ、ＭｎＯｓ Ｐｒｏｓを溶鉄中に溶解還元させるこ
とができる上、操業を停止させることなくガス化炉内の
スラグを連続的に炉外に取出して改質することができ、
製鋼スラグを水−等セメント用原料として用いることが
できる。また、スラグ改質のための水蒸気はガス化炉の
余剰熱を利用して供給することができるので経済的であ
る。
図面はこの発明法を実施するための装置の一例を示す概
略図である。 １−・溶解炉、２・・・ガス回収フード、３−仕切板、
４・・・連通口、５−・スラグ加熱室、６・・・排滓口
、７・−スラグ脱硫室、８・・・溶鉄、９・・・ランス
、１０・・・ホッパー、１１・・・ガス吹込みノズル、
１３・−水滓回収槽、１４・・・熱交換器、１５・・・
集塵機、１６・・・ガスホルダー１７−ポイラーチ、−
ブ、１８−・スラグ、２０・・・水滓。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 押 １） 良 久
略図である。 １−・溶解炉、２・・・ガス回収フード、３−仕切板、
４・・・連通口、５−・スラグ加熱室、６・・・排滓口
、７・−スラグ脱硫室、８・・・溶鉄、９・・・ランス
、１０・・・ホッパー、１１・・・ガス吹込みノズル、
１３・−水滓回収槽、１４・・・熱交換器、１５・・・
集塵機、１６・・・ガスホルダー１７−ポイラーチ、−
ブ、１８−・スラグ、２０・・・水滓。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 押 １） 良 久
Claims (1)
- 高温の溶融鉄が貯えられた溶解炉に、鉄鋼溶製時に発生
した固体状の製鋼スラグと石炭および酸素、水蒸気等の
ガス化剤を非浸漬上吹ランスにより吹込むことによって
連続的に一酸化炭素および水素を主成分とするガスを得
るとともに、浴面浮上スラグおよび鉄浴面の上下変動を
防止し得るように炉底または炉壁より炉内に不活性ガス
を吹込み、製鋼スラグ中のＦｅ ｓ ＭＬ Ｐを溶鉄中
に移行せしめた変成スラグを炉壁より連続的に炉外に取
出し、該スラグを水蒸気で脱硫処理することを特徴とす
る溶鉄と溶融スラグを用いる石炭のガス化方法。゛
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15654881A JPS5857496A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 溶鉄と溶融スラグを用いる石炭のガス化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15654881A JPS5857496A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 溶鉄と溶融スラグを用いる石炭のガス化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857496A true JPS5857496A (ja) | 1983-04-05 |
Family
ID=15630198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15654881A Pending JPS5857496A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 溶鉄と溶融スラグを用いる石炭のガス化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857496A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2373313A (en) * | 2001-01-17 | 2002-09-18 | Linston Ltd | Materials introduced by lance into furnace |
| CN111057810A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种气化渣中杂质铁的脱除方法 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15654881A patent/JPS5857496A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2373313A (en) * | 2001-01-17 | 2002-09-18 | Linston Ltd | Materials introduced by lance into furnace |
| CN111057810A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种气化渣中杂质铁的脱除方法 |
| CN111057810B (zh) * | 2019-11-25 | 2021-10-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种气化渣中杂质铁的脱除方法 |
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