CN110926885B - 高炉风口带风取送机及取送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冶金炼铁过程中高炉风口炉内实时带风取送装置和取送方法，属于机械技术领域。本发明的结构包括轨道，底盘行走机构，前、后链座，机架及带风取送***，底盘上安置测温显示器，机架底部固定在底盘上，机架顶部设有与所述轨道平行、用于引导带风取送***位移的导轨机构，带风取送***含有可在导轨机构内位移的取送管，取送管的末端经控制阀连接样品罐或送料罐，取送管的顶端经熔炉测量控制器和直吹管进入高炉风口小套内。本发明的有益效果：充分实现对高炉生产过程中炉内固体、气体及温度的实时分析，充分实现带风堵风口、带风开风口、带风炉内喷料，达到节能增产的目的，提高高炉生产效率，降低成本，填补了国内技术空白，达到世界先进水平。

Description

高炉风口带风取送机及取送方法

技术领域

本发明涉及一种用于冶金炼铁过程中高炉风口炉内实时带风取

送装置和取送方法，尤其涉及高炉风口带风取送机及取送方法，属于机械技术领域。

背景技术

目前，高炉正常生产时，无法对炉内取样化验分析，现有的高炉风口取样装置不能有效控制高炉内2500℃高温和4-6kg/cm²压力的气体和炉料外喷，只能在休风时取样，导致样品不能完全反映炉内情况。申请人于2016.07.18申请的“一种熔炉测量控制器及测量控制方法”,专利号201610567496.X，提供了一种供实时生产使用的测量控制器，可防止取样高温气体外泄，解决实时取样的安全问题。现有高炉取样时，一个风口只能取一个样，并且无法测量炉内实际温度，针对目前的困难，迫切需要在高炉生产时，实现安全地炉内取样和炉内高温的实际测量的机电装置，提高高炉生产效率。另外，在高炉带风生产时，遇到炉况不好时，需要对风口小套送料以便堵住风口，目前只能通过休风停产去堵风口，因此迫切需要在高炉不停产的情况下，带风送料堵风口、带风开风口，才能提高炉子的生产效率。在高炉生产时，为能提高高炉使用寿命，需对炉内喷一种特殊料粉，急需在生产时能向炉口喷粉的机械装置。针对目前高炉实际情况，急需一种操作简单、安全的高炉风口带风取送机。

发明内容

本发明的目的是针对现有高炉取样技术存在的缺陷，提出一种生产时把高炉内部的固体和气体安全取出，真实反映炉内的实际情况，同时能测量炉内温度及能送料堵风口和开风口，能向炉内喷送细料的高炉风口带风取送机，并进一步提供取送方法。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：高炉风口带风取送机, 包括轨道，位于所述轨道内、经马达驱动的底盘行走机构，安置在所述轨道两端、经链条连接的用于实现所述底盘行走机构位移的前、后链座，安置在所述底盘行走机构上的机架及带风取送***，底盘分为履带式底盘和四轮底盘，所述底盘上安置测温显示器，所述机架底部固定在底盘上，所述机架顶部设有与所述轨道平行、用于引导带风取送***位移的导轨机构，所述带风取送***含有可在导轨机构内位移的取送管，所述取送管的末端经控制阀连接样品罐或送料罐，所述取送管的顶端经熔炉测量控制器和直吹管进入高炉风口小套内。

进一步地，所述取送***分为干料送料***，稀湿料送料***，细粉料送料***和气体、固体取样***，所述取送管分为取样管和送料管，所述取样管的端部设有测温探头，所述测温探头与所述测温显示器用信号线电连接，取样管的末端与样品罐连接，在控制阀的作用下，取样管的端部进入炉内，打开阀门，炉中料在炉内压力的作用下进入取样管;所述送料管按用途分为运送干料、运送稀湿料和运送细粉，当运送干料时，送料管的末端连接料源和经油缸和活塞驱动的推料棒，送料管的头部设有堵头，控制阀使送料管进入风口小套的前端部，再由送料管末端的油缸驱动送样棒将原料推入风口前端；当运送稀湿料时，送料管的末端和料源连接, 送料管的头部设有堵头，控制阀使送料管进入风口小套的前端部，在高压气体的压力下，稀湿料进入风口小套的前端；当运送细粉时，送料管的末端和细粉原料连接，送料管的头部在控制阀的作用下进入炉中，在高压气体的作用下,风带着细粉料喷入炉中。

再进一步地，所述取样管为圆形带内腔水冷却的耐高温管，所述取样管上设有连接高压冷却水的进水腔以及连接外界的出水腔。取样时，带风取送***分为旁位取样***，气体取样***以及固体取样***。所述旁位取样***由带斜插口的直吹管，安置在高炉风口、与所述带斜插口的直吹管管体相配合的专用风口小套以及可***斜插口的取样管组成，所述取样管的中心线与直吹管的中心线构成夹角。所述气体取样***的取样管前端安置耐高温导气头，末端经耐高温阀门连接样品罐。所述固体取样***的取样管末端经耐高温阀门连接样品罐。

本发明进一步提供高炉风口带风取送机的取送方法，取样时，包括以下步骤：所述取样管内接通高压冷却水，马达驱动所述履带式底盘行走机构在轨道内朝靠近待测高炉风口移动，带动取样管沿导轨机构进入熔炉测量控制器，打开密封气体阀门，保持熔炉测量控制器内常温高压气体的气体压力大于炉内气体压力，取样管继续沿导轨机构移动至进入直吹管，穿过风口小套进入炉中，打开控制阀门，在炉内压力的作用下使炉内样品经取样管进入样品罐；与此同时，取样管的测温头将炉内温度通过信号线传输至显示器，取样后，操作控制***带动取样管沿导轨机构退回熔炉测量控制器，关闭熔炉测量控制器的阀门，取样管退回原位置，再关闭高压冷却水，关闭熔炉测量控制器端盖，取样结束;当需要旁位取样时，将原有直吹管和风口小套替换为带斜插口的直吹管和与其相配合的专用风口小套，所述斜插口的中心线与专用风口小套的中心线处于同一直线；熔炉控制器安装在直吹管斜插口的法兰上，进行一个风口取两个风口的样品，并同时记录温度参数。

上述方法中，当需要旁位取样时，将原有直吹管和风口小套替换为带斜插口的直吹管和与其相配合的专用风口小套，所述斜插口的中心线与专用风口小套的中心线处于同一直线；熔炉控制器安装在直吹管斜插口的法兰上，进行一个风口取两个风口的样品，并同时记录温度参数。斜插口的设计可以通过一个风口，取得该风口以及旁边风口中的样品，同时检测温度，实现一个风口取两个风口样品和温度。

送料时，包括以下步骤：将高炉风口带风取送机移动到所需送料风口，根据所送料质的不同换上对应的送料管，在运送干料时,换上干料送料***，把干料装入送料管，前端装上堵头，连接液压动力和推料棒，关闭熔炉控制器的主控制阀门，打开控制器端盖，在控制***的作用下，把送料管头进入控制器，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器主控制阀门，在控制***作用下送料管通过直吹管进入风口小套，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下，被封闭在炉内，实现安全送料，在送料管头进到风口小套前端时，操控液压油缸推动推料棒，使干料在推料棒的作用下进入风口小套前端堵住风口，完成送料和堵风口;

在送稀湿料时，换上稀湿料送料***，把稀湿料装入料箱，送料管装上堵头，连接高压气体阀门，关闭熔炉控制器的主控制阀门，打开控制器端盖，在控制***的作用下，把送料管头进入控制器，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器主控制阀门，在控制***的作用下送料管通过直吹管进入风口小套，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下，被封闭在炉内，实现安全送料，在送料管头部到风口小套前端时，打开送料高压气体阀门，稀湿料在高压气体的作用下，喷到风口小套前端，稀湿料在送料管前端的径向小孔往外喷,堵住风口，完成送料和堵风口；

在运送细粉时，所述细粉为矿粉，换上喷粉送料***，把细粉装入料箱，连接高压气体阀门，关闭熔炉控制器的主控阀门，打开控制器端盖，在控制***的作用下，把喷送管头进入控制器，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器的主控阀门，在控制***的作用下，喷送料管通过直吹管风口小套进入炉内，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下被封闭在炉内，实现安全喷料，在喷料管头进到炉内所在位置时，打开高压喷料气体阀门，在气流的虹吸作用下，细粉料和高压气体混合一起通过喷料管进入炉内，完成喷料。

本发明的有益效果：充分实现对高炉生产过程中炉内固体、气体及温度的实时分析，充分实现带风堵风口、带风开风口、带风炉内喷料，达到节能增产的目的，提高高炉生产效率，降低成本，填补了国内技术空白，达到世界先进水平。

附图说明

图1 为高炉风口带风送稀湿料结构示意图。

图2为高炉风口带风送干料结构示意图。

图3为高炉风口带风取样结构示意图。

图4为高炉风口带风喷料结构示意图。

图5为高炉风口旁位带风取样结构示意图。

图6为旁位取样直吹管和取样管示意图。

图7为取样管及测温***示意图。

图8为取样***结构示意图。

图9为履带底盘示意图。

图10为送稀湿料***示意图。

图11为送干料***示意图。

图12为喷细粉***示意图。

图13为图12的M-M截面示意图。

以上图中标号为1.风口小套，2.临位风口小套，3.直吹管，4.前、后链座，5.送稀湿料管，5a.取样管，5b.送干料管，5c.喷料管，6.四轮底盘，7.储料罐，8.阀门，9.熔炉测量控制器，10.轨道，11.导轨机构，12. 带温度显示器的控制柜，13.测温头，14.取送管前端堵头，15.动力油箱，16.高压气体接口，17.测量控制器操作阀，18.熔炉测量控制器阀端盖，19.远程控制器，20.旁位取样中心线，21.风口中心线，22.临位风口中心线，23.取送管进水腔，24.取送管出水腔，25.送料管，26.稀湿料，27.稀湿料罐，28.高压气阀门，29.干料，30.动力泵，31.推料棒，32.油缸，33.控制阀组，34.喷送料管，35.细粉料送料机，36.高压气体阀门，37.喷送料管进水腔，38.喷送料管出水腔，39.喷送料管氧气腔，40.履带式底盘，41.动力（发动机式电动机），42.导气头。

具体实施方式

实施例一

本实施例的结构如图3，图7-图9所示，高炉风口带风取送机,其结构包括轨道10，位于轨道10内、经马达驱动的底盘行走机构，安置在轨道10两端、经链条连接的用于实现底盘行走机构位移的前、后链座4，安置在底盘行走机构上的机架及带风取样***，底盘为四轮底盘6或履带式底盘40，底盘上安置带温度显示器的控制柜12，机架底部固定在底盘上，机架顶部设有与轨道10平行、用于引导带风取样***位移的导轨机构11，带风取样***含有可在导轨机构内位移的取样管5a，取样管5a的末端经控制阀8连接样品罐7，取样管5a的顶端可穿过导轨机构11经熔炉测量控制器9和直吹管3进入高炉风口，取样管5a上的测温探头13与测温显示器12电连接，取样管5a为圆形带内腔水冷却的耐高温管，取样管5a上设有经水冷却连接高压冷却水的进水腔23以及连接外界的出水腔24。熔炉测量控制器9含有高压密封气接口16，熔炉测量控制器操作阀门17和熔炉测量控制器端盖18。

在带风取样时，接通高压冷却水，使动力马达带动底盘的轮子或履带在轨道10上前后运动，使取样管到达指定位置，打开熔炉测量控制器端盖18，取样管头进入熔炉测量控制器9，打开高压密封气接口16使常温高压气体的气体压力大于炉内气体压力进入熔炉测量控制器的密封腔产生高压密封带，打开阀门17，取样管沿导轨机构11，使取样管进入直吹管3及风口小套1进入高炉中，如图3所示，打开阀门8，炉内高温高压的气体通过取样管进入样品罐，达到取炉内气体的目的。

同时，取样管5头部的测温头13测得高温信号，通过电线传送到测温显示器12，显示炉内温度。

在取样管头部拿掉导气头42，重复操作，炉内炉料在推力和压力的作用下进入取样管前半部，达到取炉内固体的目的。

取样后，取样管5a经导轨机构11退出炉内，端头到达熔炉测量控制器9的高压密封腔时，关掉阀门17，使炉内高温高压气体无法出来，取样管退回原位置，关掉高压风口16，关上熔炉测量控制器9的端盖18，取样全部完成。在整个取样过程中，高压冷却水始终在工作状态，直至取样结束。以上取样为本位取样，可取固体或气体，并实时检测温度。

实施例二

本实施例为旁位取样，除直吹管结构不同，其余结构与实施例一相同，不再赘述。

旁位风口高炉带风取样实施方案如图5和图6所示：取样直吹管3侧面有个取样口，取样风口小套1的中心线和直吹管3侧面的取样口中心线在同一直线上，称作旁位取样中心线20，旁位取样中心线20和直吹管中心线21形成夹角α，熔炉控制器9安装在直吹管3的侧面取样口法兰上。

旁位高炉风口带风取送机的运动轨道的中心线和旁位取样中心线20一致，旁位风口小套2中含有喷煤枪，取样管5a由风口小套1伸入高炉中，可取出沿旁位风口小套2的喷煤中心线22向炉内延伸端回旋区内的样品。以上取样为旁位取样，一次取样可以完成两个风口点的取样，并实时检测温度，达到简化取样点的目的。

实施例三

本实施例的结构如图1，图9和图10所示，高炉风口带风取送机，其结构包括轨道10，位于轨道10内，经马达驱动的底盘行走机构，安置在轨道10两端、经链条连接的用于实现底盘行走机构位移的前、后链座4，安置在底盘行走机构上的机架及送料***，底盘为四轮底盘6或履带式底盘40，底盘上安置带温度显示器的控制柜12，机架底部固定在底盘上，机架顶部设有与轨道10平行、用于引导带风送料***位移的导轨机构11，带风送料***含有可在导轨机构内位移的送料管5，送料管5的末端连接稀湿料罐27，送料管5的顶端装上堵头14可穿过导轨机构11经熔炉控制测量控制器9和直吹管3到达风口小套1前端，送料管5为圆形带内腔水冷却的耐高温管，送料管5上设有经水冷却，连接高压冷却水腔23以及连接外界的出水腔24。在送稀湿料时，换上稀湿料送料***，把稀湿料装入料箱27，连接高压气体阀门28，关闭熔炉控制器的主控制阀门17，打开控制器端盖18，在控制***的作用下，把送料管头进入控制器9，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器主控制阀门17，在控制***的作用下送料管通过直吹管进入风口小套1，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下，被封闭在炉内，实现安全送料，在送料管头部到风口小套前端时，打开送料高压气体阀门28，稀湿料在高压气体的作用下，喷到风口小套前端，稀湿料在送料管前端的径向小孔往外喷,堵住风口；送料堵风口全部完成。

实施例四

本实施例的结构如图2和图11所示，高炉风口带风取送机，其结构包括轨道10，位于轨道10内，经马达驱动的底盘行走机构，安置在轨道10两端、经链条连接的用于实现底盘行走机构位移的前、后链座4，安置在底盘行走机构上的机架及送料***，底盘为四轮底盘6或履带式底盘40，底盘上安置带温度显示器的控制柜12，机架底部固定在底盘上，机架顶部设有与轨道10平行、用于引导带风送料***位移的导轨机构11，带风送料***含有可在导轨机构内位移的送料管5b，送料管5b的末端连接推料棒31和油缸32，送料管5b的顶端装上堵头14可穿过导轨机构11经熔炉控制测量控制器9和直吹管3到达风口小套1前端，送料管5b为圆形带内腔水冷却的耐高温管，送料管5b上设有经水冷却，连接高压冷却水腔23以及连接外界的出水腔24。

在运送干料时,换上干料送料***，把干料装入送料管，连接液压油缸32和推料棒31，关闭熔炉控制器9的主控制阀门17，打开控制器端盖18，在控制***的作用下，把送料管头进入控制器9，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器主控制阀门，在控制***作用下送料管通过直吹管进入风口小套1，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下，被封闭在炉内，实现安全送料，在送料管头进到风口小套前端时，操控液压油缸32推动推料棒31，使干料在推料棒的作用下进入风口小套前端堵住风口;采用同样的操作方法，送料管不装填料，在送料管5b的端头装上取送管前端堵头14，在动力的作用下，把堵住的风口打开。

实施例五

本实施例的结构如图4、图12和图13所示，高炉风口带风取送机，其结构包括轨道10，位于轨道10内，经马达驱动的底盘行走机构，安置在轨道10两端、经链条连接的用于实现底盘行走机构位移的前、后链座4，安置在底盘行走机构上的机架及送料***，底盘为四轮底盘6或履带式底盘40，底盘上安置带温度显示器的控制柜12，机架底部固定在底盘上，机架顶部设有与轨道10平行、用于引导带风送料***位移的导轨机构11，带风送料***含有可在导轨机构内位移的送料管5c，送料管5c的末端连接细粉料送料机35，送料管5c的顶端可穿过导轨机构11经熔炉控制测量控制器9和直吹管3到达风口小套1前端，送料管5c为圆形带内腔水冷却的耐高温管，送料管5c上设有经水冷却，连接高压冷却水腔23以及连接外界的出水腔24。

在运送细粉时，所述细粉为矿粉，换上喷粉送料***，把细粉装入送料机35料箱，连接高压气体阀门36，关闭熔炉控制器的主控阀门17，打开控制器端盖18，在控制***的作用下，把喷送管头进入控制器9，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器的主控阀门17，在控制***的作用下，喷送料管通过直吹管风口小套进入炉内，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下被封闭在炉内，实现安全喷料，在喷料管头进到炉内所在位置时，打开高压气体阀门36，在气流的虹吸作用下，细粉料和高压气体混合一起通过喷料管进入炉内，完成喷料,同时，喷料管34的氧气腔39接通使之产生高温助燃。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式，例如在装置上安置信号探头，经远程控制器19控制整个取送机等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.高炉风口带风取送机,其特征在于：包括轨道，位于所述轨道内、经马达驱动的底盘行走机构，安置在所述轨道两端、经链条连接的用于实现所述底盘行走机构位移的前、后链座，安置在所述底盘行走机构上的机架及带风取送***，底盘分为履带式底盘和四轮底盘，所述底盘上安置测温显示器，所述机架底部固定在底盘上，所述机架顶部设有与所述轨道平行、用于引导带风取送***位移的导轨机构，所述带风取送***含有可在导轨机构内位移的取送管，所述取送管的末端经控制阀连接样品罐或送料罐，所述取送管的顶端经熔炉测量控制器和直吹管进入高炉风口小套内；所述取送***分为干料送料***，稀湿料送料***，细粉料送料***和气体、固体取样***，所述取送管分为取样管和送料管，所述取样管的端部设有测温探头，所述测温探头与所述测温显示器用信号线电连接，取样管的末端与样品罐连接，在控制阀的作用下，取样管的端部进入炉内，打开阀门，炉中料在炉内压力的作用下进入取样管;所述送料管按用途分为运送干料、运送稀湿料和运送细粉，当运送干料时，送料管的末端连接料源和经油缸和活塞驱动的推料棒，送料管的头部设有堵头，控制阀使送料管进入风口小套的前端部，再由送料管末端的油缸驱动送样棒将原料推入风口前端；当运送稀湿料时，送料管的末端和料源连接,送料管的头部设有堵头，控制阀使送料管进入风口小套的前端部，在高压气体的压力下，稀湿料进入风口小套的前端；当运送细粉时，送料管的末端和细粉原料连接，送料管的头部在控制阀的作用下进入炉中，在高压气体的作用下,风带着细粉料喷入炉中。

2.根据权利要求1所述高炉风口带风取送机，其特征在于：所述取样管为圆形带内腔水冷却的耐高温管，所述取样管上设有连接高压冷却水的进水腔以及连接外界的出水腔。

3.根据权利要求1所述高炉风口带风取送机，其特征在于：取样时，带风取样***分为旁位取样***，气体取样***以及固体取样***。

4.根据权利要求3所述高炉风口带风取送机，其特征在于：所述旁位取样***由带斜插口的直吹管，安置在高炉风口、与所述带斜插口的直吹管管体相配合的专用风口小套以及可***斜插口的取样管组成，所述取样管的中心线与直吹管的中心线构成夹角。

5.根据权利要求3所述高炉风口带风取送机，其特征在于：所述气体取样***的取样管前端安置耐高温导气头，末端经耐高温阀门连接样品罐。

6.根据权利要求3所述高炉风口带风取送机，其特征在于：所述固体取样***的取样管末端经耐高温阀门连接样品罐。

7.根据权利要求1所述高炉风口带风取送机的取送方法，取样时，包括以下步骤：所述取样管内接通高压冷却水，马达驱动所述履带式底盘行走机构在轨道内朝靠近待测高炉风口移动，带动取样管沿导轨机构进入熔炉测量控制器，打开密封气体阀门，保持熔炉测量控制器内常温高压气体的气体压力大于炉内气体压力，取样管继续沿导轨机构移动至进入直吹管，穿过风口小套进入炉中，打开控制阀门，使炉内样品经取样管进入样品罐；与此同时，取样管的测温头将炉内温度通过信号线传输至显示器，取样后，操作控制***带动取样管沿导轨机构退回熔炉测量控制器，关闭熔炉测量控制器的阀门，取样管退回原位置，再关闭高压冷却水，关闭熔炉测量控制器端盖，取样结束;当需要旁位取样时，将原有直吹管和风口小套替换为带斜插口的直吹管和与其相配合的专用风口小套，所述斜插口的中心线与专用风口小套的中心线处于同一直线；熔炉控制器安装在直吹管斜插口的法兰上，进行一个风口取两个风口的样品，并同时记录温度参数。

8.根据权利要求1所述高炉风口带风取送机的取送方法，送料时，包括以下步骤：将高炉风口带风取送机移动到所需送料风口，根据所送料质的不同换上对应的送料管，装上前端堵头，在运送干料时,换上干料送料***，把干料装入送料管，连接液压动力和推料棒，关闭熔炉控制器的主控制阀门，打开控制器端盖，在控制***的作用下，把送料管头进入控制器，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器主控制阀门，在控制***作用下送料管通过直吹管进入风口小套，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下，被封闭在炉内，实现安全送料，在送料管头进到风口小套前端时，操控液压油缸推动推料棒，使干料在推料棒的作用下进入风口小套前端堵住风口,完成送料和堵风口;在送稀湿料时，换上稀湿料送料***，装上送料管前端堵头，把稀湿料装入料箱，连接高压气体阀门，关闭熔炉控制器的主控制阀门，打开控制器端盖，在控制***的作用下，把送料管头进入控制器，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器主控制阀门，在控制***的作用下送料管通过直吹管进入风口小套，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下，被封闭在炉内，实现安全送料，在送料管头部到风口小套前端时，打开送料高压气体阀门，稀湿料在高压气体的作用下，喷到风口小套前端，稀湿料在送料管前端的径向小孔往外喷,堵住风口，完成送料和堵风口；在运送细粉时，所述细粉为矿粉，换上喷粉送料***，把细粉装入料箱，连接高压气体阀门，关闭熔炉控制器的主控阀门，打开控制器端盖，在控制***的作用下，把喷送管头进入控制器，打开高压控制气体阀门，再打开熔炉控制器的主控阀门，在控制***的作用下，喷送料管通过直吹管风口小套进入炉内，炉内高压高温气体在高压控制气体的压力作用下被封闭在炉内，实现安全喷料，在喷料管头进到炉内所在位置时，打开高压喷料气体阀门，在气流的虹吸作用下，细粉料和高压气体混合一起通过喷料管进入炉内，完成喷料。

9.根据权利要求8所述高炉风口带风取送机的取送方法 ,其特征在于：在送料堵住风口后，需要打开风口时，用前端堵头装在送料管头部，操作控制***，堵头推动堵塞的风口，使原堵住的风口重新打开。

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