CN109847866B - 一种磨机加球控制方法和*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磨机加球控制方法和***，其中控制方法包括以下步骤：获取磨机的振幅Z_i、进口粒度L_进i和出口粒度L_出i；进行振幅分析和粒度分析，得到修订球量和修订时间；根据原定球量、原定时间、所述修订球量和所述修订时间得到应加球量和应加时间；根据所述应加球量和所述应加时间进行加球操作。本申请所提供的磨机加球控制方法，通过振幅分析和粒度分析来确定加球方案，可及时预警钢球补加时间和总量，有效解决了加球不当造成的润磨效率低下等问题，并且操作简单，易于推广。

Description

一种磨机加球控制方法和***

技术领域

本申请涉及球团生产领域，特别是涉及一种磨机加球控制方法和***。

背景技术

润磨机，是球团生产设备之一，润磨机的工作原理是周边大齿轮带动筒体旋转时，物料受到研磨介质(钢球)的冲击，以及钢球之间和球与筒体衬板之间的粉磨，使物料充分暴露出新鲜表面，得到充分混合，最后经排料孔排出磨机。合理加球，不仅影响着磨矿效率，还关系到磨机的使用寿命。因此，掌握合理平衡的加球控制方法，是润磨过程中非常重要的环节。

在计算掌握最佳加球方案时，需要经过严密的实验设计和公式计算，但企业生产实际情况难以满足高标准的实验要求和频次，多采取相对简易的近似值。如：按照球磨经验公式，加球总量G＝(πD2L)/4*30％*7.8*75％，D为磨机内径、L为磨机长度，其中加大球总重量的25％、加中球总重量的45％、加小球总重量的30％(也可酌情增减)，但此公式仅适用于润磨机初次装球，而实际生产中为保证润磨效率需要根据钢球损耗情况进行补加。

然而，在线生产中，由于钢球损耗情况无法准确统计，钢球补加往往采取近似经验值“定间隔(时间、累计处理量)”补加，加球偏差较大，普遍存在润磨效率低下或设备损耗大等问题。

因此，如何有效提高磨机的润磨效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种磨机加球控制方法和***，用于提高磨机的润磨效率，操作简单，效果好。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种磨机加球控制方法，包括以下步骤：

获取磨机的振幅Z_i、进口粒度L_进i和出口粒度L_出i；

进行振幅分析和粒度分析，得到修订球量和修订时间；

根据原定球量、原定时间、所述修订球量和所述修订时间得到应加球量和应加时间；

根据所述应加球量和所述应加时间进行加球操作。

优选的，所述振幅分析具体为：

设定阈值“Z_-、Z_-标、Z_+标、Z₊”，其中，Z_-表示磨机的振幅下极限，Z₊表示磨机的振幅下极限，Z_-标表示磨机的振幅下规格限，Z_+标表示磨机的振幅上规格限；

当Z_i-Z_-<0时，则判断“过低”并输出“加球”预警信号；

当Z_i-Z_->＝0且Z_i-Z_-标<0时，则判断“偏低”并输出“减少料流”预警信号；

当Z_i-Z_-标>＝0且Z_i-Z_+标<＝0时，则判断“正常”无预警信号；

当Z_i-Z_+标>0且Z_i-Z₊<＝0时，则判断“偏高”并输出“增加料流”预警信号；

当Z_i-Z₊>0时，则判断“过高”并输出“减球”预警信号。

优选的，所述粒度分析具体为：

设定进、出口粒度差阈值“L_-、L₊”，以及进出口粒度合理阈值“L_进标、L_出标”，其中，L_-为进、出口粒度差下极限，L₊为进、出口粒度差上极限，L_进标为进口粒度规格限、L_出标为出口粒度规格限；

当L_进i<L_进标时，则判断“原料超标”；

当L_进i>＝L_进标且L_出i>＝L_出标时，若L_出i-L_进i<L_-则判断为“过度润磨”，并输出“停机”的预警信号；

当L_-<＝L_出i-L_进i<＝L₊时，则判断“正常”无预警信号；

当L_出i-L_进i>＝L₊时，则判断“过高”并输出“减球”预警信号；

当L_进i>＝L_进标且L_出i<L_出标时，若L_出i-L_进i<L_-则判断为“过低”并输出“加球”预警信号；

当L_-<＝L_出i-L_进i<＝L₊时，则判断“偏低”并输出“减少料流”预警信号；

当L_出i-L_进i>＝L₊则判断“偏高”并输出“增加料流”预警信号。

优选的，所述修订球量＝【(振幅“加球”频次-振幅“减球”频次)/标准周期检测频次】*m*标准球量+【(粒度“加球”频次-粒度“减球”频次)/标准周期检测频次】*n*标准球量，其中：m、n取经验值，一般建议m＝0.3-0.5％、n＝0.1-0.3％；

修定时间＝【(振幅“加球”频次-振幅“减球”频次)/标准周期检测频次】*X*标准时间+【(粒度“加球”频次-粒度“减球”频次)/标准周期检测频次】*Y*标准时间，其中：X、Y取经验值，一般建议X＝0.5-1％、Y＝0.25-0.5％；

所述应加球量＝原定球量+修订球量，所述应加时间＝原定时间+修订时间。

优选的，在预设时间内，所述预设时间为原定时间或应加时间，当“加球”预警信号大于预设预警极限值，或者“减球”预警信号大于预设预警极限值时，则将本次的应加球量和应加时间分别修订为下一次的原定球量和原定时间。

优选的，所述预设预警极限值为4-8次。

优选的，获取磨机的振幅Z_i具体为：

每两小时1次，采用人工手持便携式测振仪，在所述磨机入口的上、下、左、右四个固定点和出口的上、下、左、右四个固定点，监测振幅，并将测得的振幅值取平均值作为磨机的振幅Z_i；

优选的，获取磨机的振幅Z_i具体为：

在所述磨机入口的上、下、左、右四个固定点和出口的上、下、左、右四个固定点的每个点上均设有若干振幅感应器，获取每个固定点上的若干振幅感应器中的振幅最大值，并将各固定点的振幅最大值取平均值后作为磨机的振幅Z_i。

优选的，获取所述进口粒度L_进i和出口粒度L_出i具体为：

每两小时1次，抽取磨机入口前物料500g、出口后物料500g；200网目筛分检测，取-200网目百分含量为检测结果，并将测得的进口物料-200网目百分含量作为进口粒度L_进i，将出口物料-200网目百分含量作为出口粒度L_出i。

一种磨机加球控制***，用于执行如上所述的磨机加球控制方法，包括振幅检测组件、进出口粒度检测组件和用于进行振幅分析以及粒度分析的控制器。

本申请所提供的磨机加球控制方法，包括以下步骤：获取磨机的振幅Z_i、进口粒度L_进i和出口粒度L_出i；进行振幅分析和粒度分析，得到修订球量和修订时间；根据原定球量、原定时间、所述修订球量和所述修订时间得到应加球量和应加时间；根据所述应加球量和所述应加时间进行加球操作。本申请所提供的磨机加球控制方法，通过振幅分析和粒度分析来确定加球方案，可及时预警钢球补加时间和总量，有效解决了加球不当造成的润磨效率低下等问题，并且操作简单，易于推广。

本申请所提供的磨机加球控制***，包括振幅检测组件、进出口粒度检测组件和用于进行振幅分析以及粒度分析的控制器。本申请所提供的磨机加球控制***，通过振幅检测组件、进出口粒度检测组件和控制器的设置，进行振幅分析和粒度分析来确定加球方案，可及时预警钢球补加时间和总量，有效解决了加球不当造成的润磨效率低下等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的磨机加球控制方法的流程图；

图2为本申请所提供的磨机加球控制***的结构示意图；

其中：1、加球口；2、出球口；3、出料口；4、磨机本体；5、进料口；6、振幅检测点；7、进口物料抽样点；8、出口物料抽样点。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种磨机加球控制方法和***，用于提高磨机的润磨效率，操作简单，效果好。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本申请所提供的磨机加球控制方法的流程图；图2为本申请所提供的磨机加球控制***的结构示意图。

在该实施方式中，磨机加球控制方法包括以下步骤：

获取磨机的振幅Z_i、进口粒度L_进i和出口粒度L_出i；

进行振幅分析和粒度分析，得到修订球量和修订时间，振幅分析和粒度分析可采用微机常用办公软件如excel编辑公式自动处理完成；

根据原定球量、原定时间、修订球量和修订时间得到应加球量和应加时间；

根据应加球量和应加时间进行加球操作。

具体的，磨机的振幅监测和采集，由振幅监测和数据采集两部分组成，主要是将测得的振幅参数Z_i纳入微机可处理的表格；进口和出口物料粒度采集，由进口物料抽样、出口物料抽样、物料筛分检测和粒度参数采集组成，主要是将测得的进口、出口物料粒度纳入微机可处理的表格。

本申请所提供的磨机加球控制方法，通过振幅分析和粒度分析来确定加球方案，可及时预警钢球补加时间和总量，有效解决了加球不当造成的润磨效率低下等问题，并且操作简单，易于推广。

在上述各实施方式的基础上，振幅分析具体为：

设定阈值“Z_-、Z_-标、Z_+标、Z₊”，其中，Z_-表示磨机的振幅下极限，当实际振幅Z_i低于下极限时，润磨能力低于润磨需求，严重影响生产质量；Z_-标表示磨机的振幅下规格限，当实际振幅Z_i低于下规格限但高于下极限时，润磨能力不能充分满足润磨需求，但还不至于严重影响生产质量；Z_+标表示磨机的振幅上规格限，实际振幅Z_i在上下规格限时，润磨能力正常满足润磨需求；Z₊表示磨机的的振幅上极限，实际振幅Z_i高于上极限时，润磨能力远高于润磨需求，满足生产质量但会损害磨机本体(振动大磨损大)；实际振幅高于上规格限但低于上极限时，润磨能力高于润磨需求，但还不会损害磨机本体。

具体的，

当Z_i-Z_-<0时，则判断“过低”并输出“加球”预警信号；

当Z_i-Z_->＝0且Z_i-Z_-标<0时，则判断“偏低”并输出“减少料流”预警信号；

当Z_i-Z_-标>＝0且Z_i-Z_+标<＝0时，则判断“正常”无预警信号；

当Z_i-Z_+标>0且Z_i-Z₊<＝0时，则判断“偏高”并输出“增加料流”预警信号；

当Z_i-Z₊>0时，则判断“过高”并输出“减球”预警信号。

在上述各实施方式的基础上，粒度分析具体为：

设定进、出口粒度差阈值“L_-、L₊”，以及进出口粒度合理阈值“L_进标、L_出标”，其中，L_-为进、出口粒度差下极限，L₊为进、出口粒度差上极限，L_进标为进口粒度规格限、L_出标为出口粒度规格限；编辑公式“L_出i-L_进i”和“L_进i-L_进标”、“L_出i-L_出标”自动计算比较实际粒度参数；

判断原则：

当L_进i<L_进标时，则判断“原料超标”；

当L_进i>＝L_进标且L_出i>＝L_出标时，若L_出i-L_进i<L_-则判断为“过度润磨”，并输出“停机”的预警信号；

当L_-<＝L_出i-L_进i<＝L₊时，则判断“正常”无预警信号；

当L_出i-L_进i>＝L₊时，则判断“过高”并输出“减球”预警信号；

当L_进i>＝L_进标且L_出i<L_出标时，若L_出i-L_进i<L_-则判断为“过低”并输出“加球”预警信号；

当L_-<＝L_出i-L_进i<＝L₊时，则判断“偏低”并输出“减少料流”预警信号；

当L_出i-L_进i>＝L₊则判断“偏高”并输出“增加料流”预警信号。

在上述各实施方式的基础上，加球方案主要由应加球量和加球时间组成，应加球量＝原定球量+修定球量、应加时间＝原定时间+修定时间。其中：首次加球则是根据生产实际预设的标准值(如：20吨钢球/次)，原定球量、原定时间是本次加球方案控制值，修定球量、修定时间需根据振幅分析判断结果计算得出，计算公式如下：

修订球量＝【(振幅“加球”频次-振幅“减球”频次)/标准周期检测频次】*m*标准球量+【(粒度“加球”频次-粒度“减球”频次)/标准周期检测频次】*n*标准球量，其中：m、n取经验值，一般建议m＝0.3-0.5％、n＝0.1-0.3％；

修定时间＝【(振幅“加球”频次-振幅“减球”频次)/标准周期检测频次】*X*标准时间+【(粒度“加球”频次-粒度“减球”频次)/标准周期检测频次】*Y*标准时间，其中：X、Y取经验值，一般建议X＝0.5-1％、Y＝0.25-0.5％；

其中，振幅“加球”频次即在预设时间内出现的“加球”预警信号的次数，振幅“减球”频次即在预设时间内出现的“减球”预警信号的次数，标准周期检测频次即在预设时间内约定的检测次数，可以根据经验确定，也可以根据检测结果确定，例如，当两次间隔加球时间较短时，可以适当减少标准周期检测频次，当两次间隔加球时间较长时，可以适当增加标准周期检测频次。

在上述各实施方式的基础上，在预设时间内，预设时间为原定时间或应加时间，当“加球”预警信号大于预设预警极限值，或者“减球”预警信号大于预设预警极限值时，则将本次的应加球量和应加时间分别修订为下一次的原定球量和原定时间。

具体的，在应加时间内预警信号“加球”或“减球”频次未达到预订极限值时，可按照原定方案执行，即根据上述公式计算得出的“应加球量、应加时间”加球方案；一旦出现应加时间内预警信号“加球”或“减球”频次超过预订极限值的情况，需修正原定球量、原定时间为本次应加球量、应加时间，并尽快执行修正后新的“应加球量、应加时间”加球方案；另外，“增加料流”、“减少料流”、“停机”是加球方案的干扰因素，需排除在外，仅用来指导实际润磨过程中的工艺操作。

操作步骤：(1)按加球方案加球后，记录加球量和与上次加球操作的间隔时间，即为原定球量、原定时间。(2)正常作业后，定期检测并记录振幅和进出口粒度。(3)相关数据纳入预先编辑的公式***进行分析判断，进而计算得出修订球量、修定时间，输出新一轮的加球方案。(4)连续“加球”预警信号频次超过极限值时，修正原定时间是本次加球后的实际有效运行时间，并尽快执行修正后新的加球方案。

在上述各实施方式的基础上，预设预警极限值为4-8次，优选为5次。

在上述各实施方式的基础上，获取磨机的振幅Z_i可以人工获取，具体为：

每两小时1次，采用人工手持便携式测振仪，在磨机入口的上、下、左、右四个固定点和出口的上、下、左、右四个固定点，监测振幅，并将测得的振幅值取平均值作为磨机的振幅Z_i，并纳入微机可处理的表格。

当然，获取磨机的振幅Z_i也可以为自动获取，具体为：

在磨机入口的上、下、左、右四个固定点和出口的上、下、左、右四个固定点的每个点上均设有若干振幅感应器，获取每个固定点上的若干振幅感应器中的振幅最大值，并将各固定点的振幅最大值取平均值后作为磨机的振幅Z_i。

在上述各实施方式的基础上，获取进口粒度L_进i和出口粒度L_出i具体为：

每两小时1次，抽取磨机入口前物料500g、出口后物料500g；200网目筛分检测，取-200网目百分含量为检测结果，并将测得的进口物料-200网目百分含量作为进口粒度L_进i，将出口物料-200网目百分含量作为出口粒度L_出i，并将进口粒度L_进i和出口粒度L_出i纳入微机可处理的表格。

当然，物料抽样标准可根据实际生产条件确定，上述进口物料-200网目百分含量，是指能够落入200网目内的物料占总物料的质量百分含量。

除上述磨机加球控制方法外，本申请还提供一种磨机加球控制***，用于执行如上的磨机加球控制方法，包括振幅检测组件、进出口粒度检测组件和用于进行振幅分析以及粒度分析的控制器，其中，控制器可以为微机等处理设备。

具体的，振幅检测组件可以包括振幅感应器，振幅感应器安装在磨机的振幅检测点6的覆盖区域，振幅感应器可以为多个，取最大值作为检测值；进出口粒度检测组件包括进口粒度检测组件和出口粒度检测组件，进口粒度检测组件安装在进口物料抽样点7，出口粒度检测组件安装在出口物料抽样点8，进口物料抽样点7靠近进料口5，出口物料抽样点8靠近出料口3，磨机本体4上还设有加球口1和出球口2，用于钢球的放入和取出。

更具体的，本实施例所提供磨机加球控制***和方法，以炼铁厂60万吨链篦机-回转窑润磨***为例，润磨机Φ3.8m×6.5m，研磨介质为钢球，介质最大装载量76t，物料10t，生产工艺要求：入料粒度-200目含量≥70％、出料粒度-200目含量≥80％，运行过程中加球量在根据产品需求情况在最大装球量的50-100％范围内调整；Φ70钢球的最大装球量33.44t，Φ60钢球的最大装球量25.08t，Φ50钢球的最大装球量17.48t，混合料粒度较粗时，可适当降低球径，以强化润磨效果。

具体的，首次加球根据生产实际预设原定球量(Φ60钢球)为20吨、原定时间为7天，修定球量、修定时间需根据振幅分析判断结果计算得出，在7天内预警信号“加球”或“减球”频次未达到极限值5次，可按上述公式计算并执行“应加球量、应加时间”加球方案；一旦出现7天内预警信号“加球”超过极限值5次或“减球”频次超过极限值5次的情况，需修正原定球量、原定时间为本次应加球量、应加时间。

举例如下：

案例一，初次加球控制“应加球量20吨”；在润磨机运行中每两小时1次检测磨机振幅、进口和出口物料粒度并录入微机；后期微机通过公式自动计算处理出现连续预警“加球信号”5次，且给出加球方案“应加球量20.73、应加时间6.74”；按照新加球方案及时组织补加Φ60钢球20.73吨；

案例二，及时组织补加Φ60钢球20.73吨后，并根据微机给出的“更新原定球量、更新原定时间”提示，操作更新“原定球量20.73、原定时间6.74”；在润磨机运行中每两小时1次检测磨机振幅、进口和出口物料粒度并录入微机；后期微机通过公式自动计算处理给出加球方案“应加球量19.94、应加时间6.98”；按照新加球方案及时组织补加Φ60钢球19.94吨；

案例三，及时组织补加Φ60钢球19.94吨后，并根据微机给出的“更新原定球量、更新原定时间”提示，操作更新“原定球量19.94、原定时间6.98”；在润磨机运行中每两小时1次检测磨机振幅、进口和出口物料粒度并录入微机；后期微机通过公式自动计算处理给出加球方案“应加球量19.94、应加时间6.98”；按照加球方案及时组织补加Φ60钢球19.94吨。

说明：加球后实际操作中，可根据预警信号及时增减料流；前期如出现减球信号无法立即减球操作，也需采取增加料流调整。

以上对本申请所提供的磨机加球控制方法和***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磨机加球控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取磨机的振幅Z_i、进口粒度L_进i和出口粒度L_出i；

进行振幅分析和粒度分析，得到修订球量和修订时间；

根据原定球量、原定时间、所述修订球量和所述修订时间得到应加球量和应加时间；

根据所述应加球量和所述应加时间进行加球操作。

2.根据权利要求1所述的磨机加球控制方法，其特征在于，所述振幅分析具体为：

设定阈值“Z_-、Z_-标、Z_+标、Z₊”，其中，Z_-表示磨机的振幅下极限，Z₊表示磨机的振幅上极限，Z_-标表示磨机的振幅下规格限，Z_+标表示磨机的振幅上规格限；

当Z_i-Z_-<0时，则判断“过低”并输出“加球”预警信号；

当Z_i-Z_->＝0且Z_i-Z_-标<0时，则判断“偏低”并输出“减少料流”预警信号；

当Z_i-Z_-标>＝0且Z_i-Z_+标<＝0时，则判断“正常”无预警信号；

当Z_i-Z_+标>0且Z_i-Z₊<＝0时，则判断“偏高”并输出“增加料流”预警信号；

当Z_i-Z₊>0时，则判断“过高”并输出“减球”预警信号。

3.根据权利要求2所述的磨机加球控制方法，其特征在于，所述粒度分析具体为：

设定进、出口粒度差阈值“L_-、L₊”，以及进出口粒度合理阈值“L_进标、L_出标”，其中，L_-为进、出口粒度差下极限，L₊为进、出口粒度差上极限，L_进标为进口粒度规格限、L_出标为出口粒度规格限；

当L_进i<L_进标时，则判断“原料超标”；

当L_进i>＝L_进标且L_出i>＝L_出标时，若L_出i-L_进i<L_-则判断为“过度润磨”，并输出“停机”的预警信号；

当L_-<＝L_出i-L_进i<＝L₊时，则判断“正常”无预警信号；

当L_出i-L_进i>＝L₊时，则判断“过高”并输出“减球”预警信号；

当L_进i>＝L_进标且L_出i<L_出标时，若L_出i-L_进i<L_-则判断为“过低”并输出“加球”预警信号；

当L_-<＝L_出i-L_进i<＝L₊时，则判断“偏低”并输出“减少料流”预警信号；

当L_出i-L_进i>＝L₊则判断“偏高”并输出“增加料流”预警信号。

4.根据权利要求3所述的磨机加球控制方法，其特征在于，

所述修订球量＝【(振幅“加球”频次-振幅“减球”频次)/标准周期检测频次】*m*标准球量+【(粒度“加球”频次-粒度“减球”频次)/标准周期检测频次】*n*标准球量，其中：m、n取经验值，一般建议m＝0.3-0.5％、n＝0.1-0.3％；

修定时间＝【(振幅“加球”频次-振幅“减球”频次)/标准周期检测频次】*X*标准时间+【(粒度“加球”频次-粒度“减球”频次)/标准周期检测频次】*Y*标准时间，其中：X、Y取经验值，一般建议X＝0.5-1％、Y＝0.25-0.5％；

所述应加球量＝原定球量+修订球量，所述应加时间＝原定时间+修订时间。

5.根据权利要求4所述的磨机加球控制方法，其特征在于，在预设时间内，所述预设时间为原定时间或应加时间，当“加球”预警信号大于预设预警极限值，或者“减球”预警信号大于预设预警极限值时，则将本次的应加球量和应加时间分别修订为下一次的原定球量和原定时间。

6.根据权利要求5所述的磨机加球控制方法，其特征在于，所述预设预警极限值为4-8次。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的磨机加球控制方法，其特征在于，获取磨机的振幅Z_i具体为：

每两小时1次，采用人工手持便携式测振仪，在所述磨机入口的上、下、左、右四个固定点和出口的上、下、左、右四个固定点，监测振幅，并将测得的振幅值取平均值作为磨机的振幅Z_i。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的磨机加球控制方法，其特征在于，获取磨机的振幅Z_i具体为：

在所述磨机入口的上、下、左、右四个固定点和出口的上、下、左、右四个固定点的每个点上均设有若干振幅感应器，获取每个固定点上的若干振幅感应器中的振幅最大值，并将各固定点的振幅最大值取平均值后作为磨机的振幅Z_i。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的磨机加球控制方法，其特征在于，获取所述进口粒度L_进i和出口粒度L_出i具体为：

每两小时1次，抽取磨机入口前物料500g、出口后物料500g；200网目筛分检测，取-200网目百分含量为检测结果，并将测得的进口物料-200网目百分含量作为进口粒度L_进i，将出口物料-200网目百分含量作为出口粒度L_出i。

10.一种磨机加球控制***，用于执行如权利要求1至9任意一项所述的磨机加球控制方法，其特征在于，包括振幅检测组件、进出口粒度检测组件和用于进行振幅分析以及粒度分析的控制器。

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