DE2231685A1

DE2231685A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberziehen von metallischem bandmaterial

Info

Publication number: DE2231685A1
Application number: DE19722231685
Authority: DE
Inventors: Albert Edward Jackson
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1971-06-29
Filing date: 1972-06-28
Publication date: 1973-01-18
Also published as: FR2143801A1; GB1357214A; AU460926B2; FR2143801B1; CA962143A; AU4408672A; IT960902B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R v7i:ickmanw,

DiPL.-iNG. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. E A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER. 48 3921/22

<9S3921/22>

CASE: 50453/71

BHITlSH STEEL CORPORATION 53 G-rosvenor Place« London S.W.1., Großbritannien .

"Verfahren und Vorrichtung zum Überziehen von metallischem

Bandmaterial"

Die Erfindimg betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überziehen eines metallischen Bandmaterials, wie z.B. Eisenblech,

erfindungsgemäße Verfahren zum Überziehen eines metallischen Bandmaterialε besteht darin, daß man eine erste Oberfläche des Bandmaterials befeuchtet, die befeuchtete erste Oberfläche mit einem vorherbestimmten,aber die gesamte Breite gleichbleibenden konstanten Abstand an einer ersten elektrostatischen. Einrichtung vorbeiführt und ein Metallpulver in diese Einrichtung einführt, so daß die befeuchtete erste Oberfläche elektrostatisch mit einem Überzug aus dem Metall· pulver verschon wird, man eine zweite Oberfläche des Bandmaterials, die sich auf der gegenüberliegenden Seite, bezogen auf die otb^q Oberfläche befindet, befeuchtet, man die "bpfauQhteto zweite Oberfläche mit einem vorherbestimmtenj über die gesamte Breite konstanten Abstand an einer zweiten

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elektrostatischen Einrichtung vorbeiführt und ein Metallpulver in die Einrichtung einführt, so daß die befeuchtete zweite Oberfläche elektrostatisch mit einem Überzug aus dem Metallpulver versehen wird, man den zuletzt erwähnten vorherbestimmten konstanten Abstand dadurch aufrechterhält, daß man den feuchten Überzug auf der ersten Oberfläche des Bandmaterials über mindestens eine Tragwaise mit glatter Oberfläche, die angrenzend an die zweite elektrostatische Einrichtung angeordnet ist, führt und die feuchten überzüge auf den ersten und zweiten Oberflächen, trocknet und ein festes Anhaften der trockenen Überzüge an den Oberflächen bewirkt.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß es möglich ist, eine oder mehrere der Tragwalzen mit glatten Oberflächen dazu zu verwenden, den genannten konstanten Abstand aufrechtzuerhalten, ohne daß die l'ragwalzen den feuchten Überzug, der bereits auf der ersten Oberfläche aufgebracht ist, beschädigen. Die Beibehaltung des genannten konstanten Abstandes über die gesamte Breite des Bandmaterials ist von großer Bedeutung, wenn ein Pulverüberzug mit guter Qualität hergestellt werden soll und wenn eine Funkenbildung in den elektrostatischen Einrichtungen und damit verbunden ein Abschalten der Stromquellen dieser Einrichtungen vermieden werden soll.

Vorzugsweise führt man die befeuchtete erste Oberfläche über zwei Tragwaizen, die sich direkt vor und direkt hinter der zweiten elektrostatischen Einrichtung befinden.

Jede der ersten und zweiten Oberfläche werden vorzugsweise mit einer Natrium- oder Kalium-Silikat-Lösung oder einer gelatinösen Metallhydroxydlösung befeuchtet.

Das Bandmaterial kann über Umlenkrollen geführt werden, die die Bewegungsrichtung des Bandmaterials ändern, so daß die vertikale Anordnung der ersten und zweiten Oberflächen umgekehrt wird, so daß Jede der Oberflächen sich zii der Zeit, da der überzug elektrostatisch aufgetragen wird, sich su.oberst befindefc»

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Wach dem Trocknen kann daß Bandmaterial zwischen Preßwalzen hindurchgeführt werden, um das feste Anhaften der Überzüge hervorzurufen.

Kit'Ausnahme der Tragwalze oder der Tragwalzen kann das Bandmaterial zwinohen der letzten Umlenkrolle und den Preßwal ζ e?i ohne weitere Unterstützung geführt' werden.

Jede der genannten elektrostatischen Einrichtungen kann ein elektrontatisch geladenes Gitter aufweisen, das parallel zu und in einem Abstand von 2,5^ cm bis 3,81 cm (1,0 bis 1,5 inches) von der betreffenden überfläche angeordnet ist«

Das Bandmaterial kann ein Eisenblech sein und das Metallpulver kann ein Aluminium- oder Chrom-haltiges Pulver sein«

Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zum überziehen eines metallischen Bandmaterials, die erste und zweite Befeuchtung&einrichtungcn zim Befeuchten der gegenüberliegenden ersten bzw. zweiten Oberflächen des Bandmaterials, erste und zweite elektrostatische Einrichtungen mit Hilfe derer die ersten und zweiten befeuchteten Oberflächen elektrostatisch mit Metallpulver überzogen werden können, Einrichtungen mit Hilfe derer das Bandmaterial an den ersten und zweiten elektrostatischen Einrichtungen derart vorbaigeführt wird, daß sich die ersten und zwe: ten Oberflächen des Bondmaterials mit einem vorherbestimmten, über die gesamte Breite des Materials konstanten Abstand an den betreffenden elektrostatischen Einrichtungen vorbeibewegen, wobei die zuletzt erwähnten Einrichtungen mindestens eine Tragwalze mit glatter Oberfläche umfassen, die angrenzend an die zweite elektrostatische Einrichtung angeordnet ist und über die der feuchte Überzug auf der ersten Oberfläche während des Betriebes geführt wird und Einrichtungen zum Trocknen der feuchten überzüge auf den ersten und zweiten Oberflächen und zur Erzielung eines festen Anhaftens der Überzüge an den Oberflächen.

Die genannte Vorrichtung kann mit zwei Tragwalzen versehen sein,

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die sich direkt vor und direkt hinter der zweiten elektrostatischen Einrichtung befinden. Weiterhin kann die Vorrichtung Umlenlrrollen auf v/eisen, über die das Bandmaterial geführt wird, wobei die Umlenkrollen die Bewegungsrichtung des Bandmaterials ändern, so daß die relative vertikale Anordnung der ersten und zweiten Oberflächen umgekehrt wird, wobei jede Oberfläche zu der Zeit, da sie elektrostatisch mit einem Überzug versehen wird, sich zuoberst befindet. Zusätzlich kann die Vorrichtung Preßwalzen umfassen, um die getrockneten Überzüge auf dem Bandmaterial zu verfestigen.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren oder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltene metallische Bandmaterial.

An Hand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überziehen von metallischem Bandmaterial;

Fig. 2 zeigt einen längs der Linie 2-2 der Fig. 1 geführten Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und erläutert die relative Anordnung des Bandmaterials zu der Vorrichtung für den Fall, da die in der Fig. 1 gezeigten Tragwalzen nicht, vorhanden sind4

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 2 angegebene, wobei jedoch die relative Anordnung des Bandmaterials zu der Vorrichtung für den Fall gezeigt ist, da die genannten Tragwalzen vorhanden sind.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 gezeigt, mit Ger die gegenüberliegenden Oberflächen 11 und 12 eines FlußStahlbandmaterials 13 mit einem Überzug aus einem Aluminium- oder Chromhalt 3 gen Pulver versehen werden. Das Bandmaterial 13 kann eine Breite von 122 bis 137 cm (48 bis 54 inch) und eine Dicke von . 0,91 mm (0,036 inch) aufv;eisen.

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Nachdem das Bandmaterial mit Hilfe nicht-gezoigter Einrichtungen gereinigt und geätst worden ist, wird es über eine Reihe angetriebener Umlenkrollen 14, 15, 16, 17, 18 und 19 geführt, was zur Folge hat, daß das Bandmaterial 13 (z.B. mit einer Geschwindigkeit zwischen 15,25 bis 4-5,75 cm/Min. (50 bis 150 feet per minute) ) an einer Befeuchtungseinrichtung 22, einem elektrostatisch geladenen Gitter 23, einer Befeuchtungseinrichtung 24 und einem elektrostatisch geladenen Gitter 25 vorbeigeführt \tfird. Zwischen dem Bandmaterial 13 und den elektrostatisch geladenen Gittern 23 und 25 kann eine Spannung von 10 000 Volt angelegt werden.

Es versteht sich, daß das Bandmaterial 13 horizontal mit der Oberfläche 11 nach' oben zeigend zwischen den Umlenkrollen 17 und 18 geführt wird, während der Transport des Bandmaterials über die Umlenkrolle 19 zur Folge hat, daß die relative Anordnung der Oberflächen 11 und 12 umgekehrt wird, so daß nunmehr die Oberfläche 12 zuoberst liegt. Somit befindet sieh jede der Oberflächen 11 und 12, wenn sie unter den betreffenden Befeuchtungseinrichtungen und dem elektrostatisch geladenen Gitter vorbeigeführt werden, in der obersten Position.

Die Gitter 23 und 25 werden (mit Hilfe-nicht-gezeigter Einrichtungen) mit einem Aluminium- -oder einem Chrom-haltigen Pulver beschickt, das elektrostatisch auf die yorbeigeführte Oberfläche des Bandmaterials 13 aufgebracht werden soll. Jede der Befeuchtungseinrichtungen 22 und 24 kann mit einer Flüssigkeit beschickt werden, die das Anhaften des metallischen Pulvers auf dem Streifen 13'unterstützt. Die Flüssigkeit kann.eine Natriumoder Kalium-Silikat-Lösung, z.B. eine wässrige Lösung, die 3 Gew.-% Natriumsilikat enthält, sein und kann in einer Menge von etwa 23,2 ccm/m (2,5 cc/ft*") Bandmaterialoberfläche auf die betreffenden Oberflächen des Bandiiiaterials 13 aufgetragen werden. Alternativ kann eine 0,05 bis 0,25 %-ige Lösung von Natriumcarboxymethylcelluloce verwendet werden oder man kann eine Suspension eines gelatinösen Metallhydroxyds, z.B. Ni(OH)ρ oder Al(OH)^ verwenden.

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Nachdem das Bandmaterial 13 an dem elektrostatisch geladenen Gitter 25 vorbeigeführt ist, wird es nacheinander diirch einen Trockner 26,in dem die feuchten Überzüge getrocknet v/erden und dann zwischen Preßwalzen 30 und JI hindurchgeführt, die die getrockneten Überzüge auf dem Streifen 13 verfestigen und damit ein festes Anhaften des Überzüge hervorrufen. Die Winkelgeschwindigkeiten der Preßwalzen 30 und 31 sind der linearen Geschwindigkeit des Bandmaterials dadurch angepasst, daß die Preßwalzen 30 und 31 das Bandmaterial durch die Vorrichtung ziehen. Das Bandmaterial wird dann zu einer Eolle 32 aufgewickelt, die erhitzt wird, um eine Diffusion des metallischen Überzuges in das Bandmaterial zu bewirken..

V7enn das Bandmaterial 13 zwischen der Umlenkrolle 19 und den Preßwalzen 30 und 31»zwischen denen ein Abstand von 24,6 m (75 feet) liegen kann, überhaupt nicht unterstützt werden würde, wäre es nicht möglich, den angestrebten konstanten Abstand über die gesamte Breite des Bandmaterials 13 zwischen der Oberfläche 12 und dem elektrostatisch geladenen Gitter 25 aufrechtzuerhalten. Es würde nicht nur ein Durchhängen des Bandmaterials 13 eintreten, sondern dieses würde auch nicht horizontal angeordnet, sondern in irgendeiner Ebene im Raum vorliegen. Es sei in diesem Zusammenhang festgestellt, daß das Bandmaterial 13 in unvermeidbarer V/eise eine gewisse Krümmung aufweist, die grob als Längenunterschied zwischen den beiden gegenüberliegenden Kanten des Bandmaterials 13 definiert werden kann. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß, wenn man das Bandmaterial 13 auf dem Boden auslegen würde, man eine gewisse Längskrümmung feststellen könnte. Diese Krümmung kann sich von 0,835 ^>is 5 mm/m (1 bis 6 inches/100 ft.) des Bandmaterials erstrecken. Wenn nun der Abstand zwischen der Umlenkrolle 19 und den Preßwalzen pO und 31» wie bereits erwähnt, 24,6 in (75 ft.) beträgt, kann der Effekt dieser Krümmung an der Stelle des elektrostatisch geladenen Gitters 25 erhebliche Ausmaße annehmen.

Der Effekt kann sich derart, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist, auswirken, wobei die rechte Seite des Bandmaterials 13 sich in

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einem geringen Abstand zu dem Gitter 25 befindet, während die linke Seite des Bendmaterials 13 davon erheblich weiter entfernt ist. Wenn jedoch auf der Oberfläche 12 elektrostatisch ein Pulverüberzug mit guter Qualität aufgebracht v/erden soll, ist es wichtig* daß das Bandmaterial 13 über die gesamte Breite einen konstanten Abstand von dem elektrostatisch geladenen Gitter aufweist, der in geeigneter Weise im Bereich von 2,54- his 3»81 cm (1 bis 1,5 inches) liegt. Wenn die Anordnung so vorgenommen wird, wie es in der Fig. 2 gezeigt wird, wird nicht nur dieses nicht erzielt, sondern es ergibt sich auch ein unterschiedliches elektrostatisches Feld über das Bandmaterial 13₅ so daß in vielen Fällen eine Funkenbildung an der rechten Seite des Bandmaterials eintreten kann, was zur Folge hat, daß die (nicht-gezeigten) Stromquellen, die für das Aufladen des Gitters 25 erforderlich sind, abgeschaltet werden.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wird der auf der Oberfläche 11 aufgebrachte feuchte Überzug über mit glatten Oberflächen versehene Tragwalzen 33 und 34 geführt, die direkt vor und direkt hinter nc-ben dem Gitter 25 angeordnet sind. Die Winkelgeschwindigkeit der Tragwalzen 33 und 34 entspricht natürlich der linearen Geschwindigkeit des Bandmaterials 13₅ so daß sich kein Schlupf ergibt. Demzufolge werden das Gitter 25 und die Oberfläche 12 derart, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist, angeordnet, wobei das Bandmaterial 13 parallel zu dem Gitter 25 mit einem über die gesamte Breite konstanten Abstand von vorzugsweise 3,18 cm (1,25 inches) geführt wird.

Die Ü'ragwalzen 33 und 3^- sind vorzugsweise mit äbnutzungsbeständigen Oberflächen versehen und können somit verchromte Stahltragwalzen sein. Mit Ausnahme der Tragwalzen 33 und 3^- wird das Bandmaterial 13 jedoch zwischen der Umlenkrolle 19 und den Preßwalzen 30 und 31 nicht unterstützt.

Obwohl zu erwarten ist, daß die Tragwalzen 33 und 3'+ dazu verwendet werden können, das Bandmaterial 13 auf einem vorherbestimmten konst?nten .Abst&nd von dem Gitter 25 zu holten, ist es

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doch überraschend, daß es möglich ist, dies ohne Beschädigung des feuchten Überzugs auf der Oberfläche 11 zu erreichen. Es isteine überraschende Tatsache, daß dieser feuchte Überzug mit Erfolg über die Tragwalzen 33 und 34- geführt und durch diese verformt werden kann, ohne daß die Tragwalzen 33 und 3^ den Überzug auf der Oberfläche 11 beschädigen.

Es ist natürlich genauso wichtig, daß zwischen der Oberfläche und dem Gitter 23 ein über die gesamte Breite des Bandmaterials 13 konstanter Abstand von 3»18 era (1,25 inches) eingehalten wird. Dies kann, jedoch leicht erreicht werden, da es nicht erforderlich sein kann, einen großen Abstand zwischen den Umlenkrollen 17 und 18 vorzusehen, so daß dieses Problem nicht auftreten kann, wobei dieses jedoch für den Pail, daß es auftreten sollte, dadurch gelöst werden könnte, daß man unter dem Gitter 23 Tragwalzen anordnen würde, über die die Oberfläche 12 geführt werden würde, da bei dieser Stufe die Oberfläche 12 weder befeuchtet noch mit Pulver überzogen ist.

Zwischen dem Trockner 26 und den Preßwalzen 30 und 3Ί sollten keine weiteren Waisen angeordnet werden, da diese die nunmehr trockenen Überzüge auf den Oberflächen 11 und 12 beschädigen könnten.

Nach dem Hindurchtreten durch die Preßwalzen 30 und 31 besitzt das Bandmaterial 13 Überzüge mit einer Dicke von 0,038 mm (0,0015 inches).

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Claims

_ 9 -Patentansprüche,

1. Verfahren zum Überziehen eines metallischen Bandmaterials durch Befeuchten einer ersten Oberfläche des Bandmaterials, Vorbeiführender befeuchteten ersten Oberfläche mit einem über die gesamte Breite des Bandmaterials konstanten vorherbestimmten Abstand an einer ersten elektrostatischen Einrichtung, die mit einem Metallpulver beschickt wird, so daß die befeuchtete erste Oberfläche elektrostatisch mit einem Überzug aus dem 'metallischen Pulver versehen wird, Befeuchten einer zweiten auf der gegenüberliegenden Seite des Bandmaterials liegenden Oberfläche, Vorbeifuhren der befeuchteten zweiten Oberfläche mit einem über die gesamte Breite konstanten vorherbestimmten Abstand an einer zweiten elektrostatischen Einrichtung, die mit einem metallischen Pulver beschickt wird, so daß die befeuchtete zweite Oberfläche elektrostatisch mit einem Überzug aus dem metallischen Pulver versehen wird, Trocknen der feuchten Überzüge auf den ersten und zweiten Oberflächen und Erzielung eines festen Anhaftens der trockenen Überzüge auf den Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der zuletzt erwähnte, vorherbestimmte konstante Abstand dadurch aufrechterhalten wird, daß man den feuchten Überzug auf der ersten Oberfläche (11) des Bandmateriäls (13) über mindestens eine Tragwalze (33> ν 34) mit glatter Oberfläche führt, die angrenzend an die zweite elektrostatische Einrichtung (25) angeordnet ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die befeuchtete erste Oberfläche (11) über zwei Tragwalzen (33 und 34) geführt wird, die sich direkt vor und direkt hinter der zweiten elektrostatischen Einrichtung (25) befinden.

3· Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Oberflächen (I"? und 12) · mit einer■Natrium- oder Kalium-Silikat-Lösung oder einer Lösung aus einem gelatinösen lietallhydroxyd befeuchtet werden.

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4« Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial (13) über Umlenkrollen (14, 15, 16, 17, 18 und 19) geführt wird, die die Bewegungsrichtung des Bandmaterials (13) verändern, so daß die relative Anordnung der ersten und zweiten Oberflächen (11 und 12) vertauscht wird, wobei jede Oberfläche zu der Zeit, da sie elektrostatisch mit dem Überzug versehen wird, sich zuoberst befindet.

5· Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial nach dem Trocknen zwischen Preßwalzen (30 und 31) hindurchgeführt wird', die ein festes Anhaften der- Überzüge bewirken.

6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 4· und 5■> dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial mit Ausnahme der Tragwalze oder der Tragwalzen zwischen der letzten Umlenkrolle (19) und den Preßwalzen (30 und 31) nicht unterstützt wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einrichtung ein elektrostatisch geladenes Gitter (25) aufweist, das parallel zu und in einem Abstand von 2,54 Ms 3»81 cm (1,0 bis 1,5.inches) von den Oberflächen (11 bzw. 12) angeordnet ist.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial ein Eisenblech ist und das metallische Pulver ein Aluminium- oder Chrom-haltiges Pulver ist.

9· Vorrichtung zum Überziehen eines metallischen Bandmaterials, umfassend erste und zweite Befeuchtungseinrichtungen zum Befeuchten der ersten bzw. zweiten gegenüberliegenden Oberflächen des Bandmaterials, erste und zweite elektrostatische Einrichtungen, mit Hilfe derer die ersten und zweiten befeuchteten Oberflächen elektrostatisch mit dem metallischen Pulverüberzogen werden, Einrichtungen zur Bewegung des Bandmaterial^

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an den ersten und zweiten elektrostatischen Einrichtungen vorbei, so daß die erste und die zvjeite Oberfläche des Bandmaterials mit einem vorherbestimmten, über die gesamte Breite konstanten Abstand an den betreffenden elektrostatischen Einrichtungen vorbeigeführt wenden und Einrichtungen zum Trocknen der feuchten Überzüge auf den ersten und zweiten Oberflächen und Bewirken eines festen Anhaftens der Überzüge auf den Oberflächen, gekennzeichnet durch mindestens eine Tragwalze (33» 3*0 mit glatter Oberfläche, die angrenzend an die zweite elektrostatische Einrichtung (25) angeordnet ist und über die der feuchte Überzug auf der ersten Oberfläche (11) geführt wird.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9> gekennzeichnet durch zwei Tragwalzen (33? 34), clie sich direkt vor und direkt hinter der zweiten elektrostatischen Einrichtung (25) befinden.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch Umlenkrollen (14, 15, 16, 1?, 18, 19), über die das Bandmaterial (13) geführt wird und die die Bewegungsrichtung des Bandmaterials (13) verändern, so daß die relative Anordnung der ersten und zweiten Oberfläche (11 und 12) umgekehrt wird, wobei jede Oberfläche zu der Zeit, da sie elektrostatisch mit dem Überzug versehen wird, sich zuoberst befindet.

12. Vorrichtimg gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11» gekennzeichnet durch Preßwalzen (30 und 31) zum Verfestigen der getrockneten Überzüge auf dem Bandmaterial (13)·

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