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柔性化的低温轧制方法

阅读:1024发布:2020-10-11

IPRDB可以提供柔性化的低温轧制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种柔性化的低温轧制方法,包括以下步骤:根据预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系,确定当前待轧制的钢材在各轧制阶段所需的温度;根据确定出的各轧制阶段所需的温度,调整加热炉、粗轧机以及精轧机的参数;在根据所述钢材的屈服强度设定相应的轧制规程后,将所述钢材依次经所述加热炉、粗轧机以及精轧机中进行轧制。本柔性化的低温轧制方法一方面可降低轧制过程能耗,另一方面还可提高轧制效率,降低生产周期。,下面是柔性化的低温轧制方法专利的具体信息内容。

1.一种柔性化的低温轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:

根据预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系,确定当前待轧制的钢材在各轧制阶段所需的温度,其中,轧制各阶段所需的温度均高于其所对应的临界温度;

根据确定出的各轧制阶段所需的温度,调整加热炉、粗轧机以及精轧机的参数;

在根据所述钢材的屈服强度设定相应的轧制规程后,将所述钢材依次经所述加热炉、粗轧机以及精轧机中进行轧制。

2.如权利要求1所述的低温轧制方法,其特征在于,所述预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系为:RH=Max[T(热脆温度),T(C固溶温度),T(Mn固溶温度),T(Nb固溶温度),T(Ti固溶温度),T(除鳞温度)];

RT=Max[T(粗轧机能力校核),T(粗轧机的咬入温度),T(FT0+ΔT运输过程温降+ΔT除鳞温降)];

FT0=Max[T(FT7+ΔT轧制过程温降),T(精轧机能力校核),T(钢材再结晶温度)];

FT7=Min[T(Ar3),T(NbC析出温度),T(TiC析出温度),T(TiN析出温度)];

CT=T(相变温度);

其中,RH为所述加热炉的出炉温度,RT为所述粗轧机的出口温度,FT0为精轧机的入口温度,FT7为所述精轧机的出口温度,CT为所述卷取机的卷取温度,T(Ar3)为钢冷却时奥氏体中开始析出铁素体的临界温度。

3.如权利要求1所述的低温轧制方法,其特征在于,所述根据钢材的屈服强度设定相应的轧制规程的步骤具体包括:当钢材为低强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材,其余为低强度级别钢种;当钢材为中等强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材、2~4块低强度级别钢种,其余为中等强度级别钢种;当钢材为高强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材、2~4块低强度级别钢种、4~6块中等强度级别钢种,其余为高强度级别钢种,其中,低强度级别钢种为屈服强度180~300Mpa级之间;中等强度级别钢种为屈服强度300~500MPa级之间;高等强度级别钢种为屈服强度500MPa级以上。

4.如权利要求3所述的低温轧制方法,其特征在于,在轧制过程中,低强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在130~155min,加热炉内保持微正压

10~12Pa,加热炉的预热段空燃比控制在1.0~1.1,预热时间为60~70min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为40~50min,加热炉的均热段温度空燃比保持在

1.0~1.1,温度控制在1140~1160℃,均热时间为30~35min;在粗轧轧制过程中,除鳞道次大于等于4,粗轧出口温度控制为1010~1020℃;精轧机的轧制速度为5~12m/s,终轧温度为830~840℃;卷取机的卷取温度为610~640℃。

5.根据权利要求3所述一种柔性化的低温轧制技术,其特征在于,在轧制过程中,中等强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在135~170min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比保持在1.1~1.2,预热时间为60~

70min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为50~60min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.0~1.1,温度控制在1150~1180℃,均热时间为25~40min;在粗轧轧制过程,除鳞道次大于或等于4,粗轧机的出口温度为1020~1030℃;精轧机的轧制速度为5~10m/s,终轧温度为840~850℃;卷取机的卷取温度为610~640℃。

6.根据权利要求3所述一种柔性化的低温轧制技术,其特征在于,在轧制过程中,高强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在160min~200min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比保持在1.0~1.1,预热时间为80~

90min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为50~60min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.1~1.2,温度控制在1170~1220℃,均热时间为30~50min;在粗轧轧制过程,除鳞道次大于或等于4,粗轧机的出口温度为1030~1060℃;精轧机的轧制速度为5~10m/s,终轧温度为850~860℃;卷取机的卷取温度为580~610℃。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的柔性化的低温轧制技术,还包括以下步骤:

在钢材的层流冷却过程中,采用边部遮挡技术以减少热轧带钢在冷却过程的边部温降。

8.根据权利要求4至6中任意一项所述的柔性化的低温轧制技术,还包括以下步骤:

在粗轧过程采用保温罩以减少粗轧过程温降。

说明书全文

柔性化的低温轧制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及轧钢控制技术领域,尤其涉及一种柔性化的低温轧制方法。

背景技术

[0002] 随着现代科学技术和经济建设的发展,大型化、连续化和集约化的钢铁生产很难满足用户对钢铁产品的多样化、个性化和优质化的要求。在热轧生产过程中,为了使轧制过程稳定,需要按照一定的轧制规程来安排生产。现有的热轧轧制规程需考虑钢种的加热温度、成分、强度等级以及尺寸等要求,按照加热温度从低温到高温、钢种强度从低等级到高等级的顺序,有序的安排轧制生产。因部分钢种加热温度及强度较高,需要安排大量的过渡材,缓慢地完成过渡,这样大大限制了生产的灵活性,延长了产品的轧制周期,不能有效的满足客户的需求,影响合同的完成。
[0003] 随着钢铁企业硬件设备的改善和轧制工艺的发展,柔性化的低温轧制技术能够解决上述矛盾。但是,现有的热轧生产技术,都是指在轧制过程中组织性能的柔性化。针对同一化学成分的钢种,通过轧后冷却方式的不同,来实现组织性能的不同。这种柔性化的生产只是从组织性能的方面进行柔性化考虑,并没有涉及到热轧整个轧制生产过程,同时现有的因为轧制温度较高,因此,需要安装大量的过渡材,使得生产周期长。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种柔性化的低温轧制方法,旨在对热轧整个轧制生产过程进行柔性化的生产,同时提高轧制效率。
[0005] 为实现上述目的,本发明提出一种柔性化的低温轧制方法,包括以下步骤:
[0006] 根据确定出的各轧制阶段所需的温度,调整加热炉、粗轧机以及精轧机的参数;
[0007] 在根据所述钢材的屈服强度设定相应的轧制规程后,将所述钢材依次经所述加热炉、粗轧机以及精轧机中进行轧制。
[0008] 优选地,所述预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系为:
[0009] RH=Max[T(热脆温度),T(C固溶温度),T(Mn固溶温度),T(Nb固溶温度),T(Ti固溶温度),T(除鳞温度)];
[0010] RT=Max[T(粗轧机能力校核),T(粗轧机的咬入温度),T(FT0+ΔT运输过程温降+ΔT除鳞温降)];
[0011] FT0=Max[T(FT7+ΔT轧制过程温降),T(精轧机能力校核),T(钢材再结晶温度)];
[0012] FT7=Min[T(Ar3),T(NbC析出温度),T(TiC析出温度),T(TiN析出温度)];
[0013] CT=T(相变温度);
[0014] 其中,RH为所述加热炉的出炉温度,RT为所述粗轧机的出口温度,FT0为精轧机的入口温度,FT7为所述精轧机的出口温度,CT为所述卷取机的卷取温度,T(Ar3)为钢冷却时奥氏体中开始析出铁素体的临界温度。
[0015] 优选地,所述根据钢材的屈服强度设定相应的轧制规程的步骤具体包括:
[0016] 当钢材为低强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材,其余为低强度级别钢种;当钢材为中等强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材、2~4块低强度级别钢种,其余为中等强度级别钢种;当钢材为高强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材、2~4块低强度级别钢种、4~6块中等强度级别钢种,其余为高强度级别钢种,其中,低强度级别钢种为屈服强度180~300Mpa级之间;中等强度级别钢种为屈服强度300~500MPa级之间;高等强度级别钢种为屈服强度500MPa级以上。
[0017] 优选地,在轧制过程中,低强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在130~155min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比控制在1.0~1.1,预热时间为60~70min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为40~50min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.0~1.1,温度控制在1140~1160℃,均热时间为30~35min;在粗轧轧制过程中,除鳞道次大于等于4,粗轧出口温度控制为1010~1020℃;精轧机的轧制速度为5~12m/s,终轧温度为830~840℃;卷取机的卷取温度为610~640℃。
[0018] 优选地,在轧制过程中,中等强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在135~170min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比保持在1.1~1.2,预热时间为60~70min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为50~60min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.0~1.1,温度控制在1150~1180℃,均热时间为25~40min;在粗轧轧制过程,除鳞道次大于或等于4,粗轧机的出口温度为1020~1030℃;精轧机的轧制速度为5~10m/s,终轧温度为840~850℃;卷取机的卷取温度为610~640℃。
[0019] 优选地,在轧制过程中,高强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在160min~200min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比保持在1.0~1.1,预热时间为80~90min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为50~60min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.1~1.2,温度控制在1170~1220℃,均热时间为30~50min;在粗轧轧制过程,除鳞道次大于或等于4,粗轧机的出口温度为1030~1060℃;精轧机的轧制速度为5~10m/s,终轧温度为850~860℃;卷取机的卷取温度为580~610℃。
[0020] 优选地,所述柔性化的低温轧制技术还包括以下步骤:
[0021] 在钢材的层流冷却过程中,采用边部遮挡技术以减少热轧带钢在冷却过程的边部温降。
[0022] 优选地,所述柔性化的低温轧制技术还包括以下步骤:
[0023] 在粗轧过程采用保温罩以减少粗轧过程温降。
[0024] 本发明提出的柔性化的低温轧制方法,根据预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系,确定当前待轧制的钢材在各轧制阶段所需的温度,从而保证在各轧制阶段所需的温度在临界温度之上,综合热轧各个钢种的生产特点,柔性化的组织生产,能够使轧制过程具有较大的灵活性与适应性,使之更加节能。另外,因为首先确定出钢材在各轧制阶段所需的临界温度,温度不需太高,因此,配套使用的过渡材的数量可大大减少,在一定程度上提高生产节奏,缩短了生产周期。

附图说明

[0025] 图1为本发明柔性化的低温轧制方法优选实施例的流程示意图。
[0026] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0027] 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0028] 参照图1,图1为本发明柔性化的低温轧制方法优选实施例的流程示意图。
[0029] 本发明提出的柔性化的低温轧制方法优选实施例。本实施例中,柔性化的低温轧制方法包括以下步骤:
[0030] 步骤S10,根据预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系,确定当前待轧制的钢材在各轧制阶段所需的温度,其中,轧制各阶段所需的温度均高于其所对应的临界温度;
[0031] 步骤S20,根据确定出的各轧制阶段所需的温度,调整加热炉、粗轧机以及精轧机的参数;
[0032] 步骤S30,在根据所述钢材的屈服强度设定相应的轧制规程后,将所述钢材依次经所述加热炉、粗轧机以及精轧机中进行轧制。
[0033] 具体地,对于FT7来说,其约束条件应大于Ar3,以确保精轧过程在奥氏体单相区轧制;对于FT0来说,其约束条件是一方面要确保FT7温度能够实现,另一方面也要确保精轧各道次温度在轧机负荷允许的范围之内。同样的,其它温度控制点,如RT2/RT4、CT以及RH等也都有相应的约束条件。
[0034] 本实施例中,预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系为:
[0035] 加热炉的出炉温度RH通过以下公式计算:
[0036] RH=Max[T(热脆温度),T(C固溶温度),T(Mn固溶温度),T(Nb固溶温度),T(Ti固溶温度),T(除鳞温度)];
[0037] T(热脆温度)为某一钢种对应的热脆温度,T(C固溶温度)为某一钢种中C的固溶温度,T(Mn固溶温度)为某一钢种中Mn的固溶温度,T(Nb固溶温度)为某一钢种中Nb的固溶温度,T(Ti固溶温度)为某一钢种中Ti的固溶温度,T(除鳞温度)为某一钢种的钢材对应的除鳞温度;
[0038] 粗轧机的出口温度RT通过以下公式计算:
[0039] RT=Max[T(粗轧机能力校核),T(粗轧机的咬入温度),T(FT0+ΔT运输过程温降+ΔT除鳞温降)];
[0040] T(粗轧机能力校核)为粗轧机所能轧制的最低温度(因钢材温度过低,粗轧机会无法轧制钢材),ΔT除鳞温降为除鳞过程中钢材的温降值;
[0041] 精轧机的入口温度FT0通过以下公式计算:
[0042] FT0=Max[T(FT7+ΔT轧制过程温降),T(精轧机能力校核),T(钢材再结晶温度)];
[0043] T(精轧机能力校核)为精轧机所能轧制的最低温度(因钢材温度过低,精轧机会无法轧制钢材),T(钢材再结晶温度)为某一钢种的钢材对应的再结晶温度;
[0044] 精轧机的出口温度通过以下公式计算:
[0045] FT7=Min[T(Ar3),T(NbC析出温度),T(TiC析出温度),T(TiN析出温度)];
[0046] T(Ar3)为钢冷却时奥氏体中开始析出铁素体的临界温度,T(NbC析出温度)为某一钢种的钢材中NbC的析出温度,T(TiC析出温度)为某一钢种的钢材中TiC的析出温度,T(TiN析出温度)为某一钢种的钢材中TiN的析出温度;
[0047] 卷取机的卷取温度CT通过以下公式计算:
[0048] CT=T(相变温度);
[0049] T(相变温度)某一钢种的钢材的相变温度。
[0050] 粗轧机的出口温度确定后,可根据出口温度再相应设置粗轧机的入口温度。确定出某一种钢种在轧制各个阶段的临界温度后,只要保证轧制温度略高于临界温度即可,一般取20~30℃。此时,既有利于节能(因温度越低,各设备的功率越低),同时还保证了钢种的力学性能和各设备的轧制条件(因温度过低会不利于设备轧制)。
[0051] 具体地,步骤S30中根据钢材的屈服强度设定相应的轧制规程具体采用如下方法:当钢材为低强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材,其余为低强度级别钢种;当钢材为中等强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材、2~4块低强度级别钢种,其余为中等强度级别钢种;当钢材为高强度级别钢种,轧制规程为6~8块烫辊材、2~4块低强度级别钢种、4~6块中等强度级别钢种,其余为高强度级别钢种,其中,低强度级别钢种为屈服强度180~300Mpa级之间;中等强度级别钢种为屈服强度300~500MPa级之间;高等强度级别钢种为屈服强度500MPa级以上。
[0052] 具体地,本实施例中给出三种钢材分别为低强度级别钢种、中等强度级别钢种和高强度级别钢种的三种轧制工艺参数。
[0053] 在轧制过程中,低强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在130~155min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比控制在1.0~1.1,预热时间为60~70min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为
40~50min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.0~1.1,温度控制在1140~1160℃,均热时间为30~35min;在粗轧轧制过程中,除鳞道次大于等于4,粗轧出口温度控制为
1010~1020℃;精轧机的轧制速度为5~12m/s,终轧温度为830~840℃;卷取机的卷取温度为610~640℃。
[0054] 而现有的同等低强度级别钢种,因轧制各阶段温度较高,现有技术中常规的轧制需要8~10块烫辊。
[0055] 在轧制过程中,中等强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在135~170min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比保持在1.1~1.2,预热时间为60~70min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为
50~60min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.0~1.1,温度控制在1150~1180℃,均热时间为25~40min;在粗轧轧制过程,除鳞道次大于或等于4,粗轧机的出口温度为
1020~1030℃;精轧机的轧制速度为5~10m/s,终轧温度为840~850℃;卷取机的卷取温度为610~640℃。
[0056] 同样条件下,因轧制各阶段温度较高,现有技术中采用常规轧制需要8~10块烫辊加4~8块低强度级别钢种
[0057] 在轧制过程中,高强度级别钢种的轧制工艺参数如下:在加热过程的总在炉时间控制在160min~200min,加热炉内保持微正压10~12Pa,加热炉的预热段空燃比保持在1.0~1.1,预热时间为80~90min,加热炉的加热段空燃比保持在0.9~1.0,加热时间为
50~60min,加热炉的均热段温度空燃比保持在1.1~1.2,温度控制在1170~1220℃,均热时间为30~50min;在粗轧轧制过程,除鳞道次大于或等于4,粗轧机的出口温度为
1030~1060℃;精轧机的轧制速度为5~10m/s,终轧温度为850~860℃;卷取机的卷取温度为580~610℃。
[0058] 同样条件下,因轧制各阶段温度较高,现有技术中采用常规轧制8~10块烫辊、4~8块烫辊以及6~10块中等强度级别钢种。
[0059] 进一步地,本发明提出的柔性化的低温轧制方法还包括以下步骤:
[0060] 在钢材的层流冷却过程中,采用边部遮挡技术以减少热轧带钢在冷却过程的边部温降。
[0061] 进一步地,本发明提出的柔性化的低温轧制方法还包括以下步骤:
[0062] 在粗轧过程采用保温罩以减少粗轧过程温降。
[0063] 此时,可使本柔性化的低温轧制方法可进一步降低轧制生产能耗。
[0064] 具体地,本实施例中,采用三种板坯进行轧制以更好说明本柔性化的低温轧制方法。
[0065] 三种板坯的具体成分见下表所示:
[0066] 表1三种板坯的冶炼成分
[0067]
[0068] 表2轧制过程温度
[0069]轧制过程温度,℃ RH RT2/RT4 FT0 FT7 CT
板坯1 1160 1020 1010 835 640
板坯2 1180 1030 1023 840 613
板坯3 1210 1040 1035 856 580
[0070] 板坯1为低强度级别钢种,轧制规程为:加热炉中先安排8块烫辊材,即可安排其轧制生产。相应的轧制工艺参数调整如下:板坯1在加热过程的总在炉时间控制在130min。炉内保持微正压12Pa,防止吸入冷风,预热段空燃比保持在1.0,预热时间60min,加热段空燃比保持在0.95,加热时间40min,均热段温度空燃比保持在1.0,温度控制在1160℃,均热时间30min。在粗轧轧制过程优化轧制制度与除鳞道次,保证除鳞道次≥4,并采用保温罩减少粗轧过程温降,粗轧出口温度为1020℃。精轧入口在原有的温度制度上基本上保持不变或略有降低,提升精轧轧制速度,保证终轧温度和卷取温度在原有常规热轧工艺上不变,轧制速度12m/s,终轧温度835℃,卷取温度640℃,在层流冷却过程采用边部遮挡技术,减少热轧带钢在冷却过程的边部温降。
[0071] 板坯2为中等强度级别钢种,轧制规程为:加热炉中先安排8块烫辊材,再安排2块过低强度级别钢种后,即可安排其轧制生产。相应的轧制工艺参数调整如下:在加热过程的总在炉时间控制在150min。炉内保持微正压12Pa,防止吸入冷风,预热段空燃比保持在1.1,预热时间60min,加热段空燃比保持在1.0,加热时间50min,均热段温度空燃比保持在
1.1,温度控制在1180℃,均热时间40min。在粗轧轧制过程优化轧制制度与除鳞道次,保证除鳞道次≥4,并采用保温罩减少粗轧过程温降,粗轧出口温度为1030℃。精轧入口在原有的温度制度上基本上保持不变或略有降低,提升精轧轧制速度,保证终轧温度和卷取温度在原有常规热轧工艺上不变,轧制速度10m/s,终轧温度840℃,卷取温度613℃,在层流冷却过程采用边部遮挡技术,减少热轧带钢在冷却过程的边部温降。
[0072] 板坯3为高强度级别钢种,轧制规程为:加热炉中先安排8块烫辊材,安排2块低强度级别钢种,再安排4块中等强度级别钢种,即可安排其轧制生产。相应的轧制工艺参数调整如下:板坯3在加热过程的总在炉时间180min。炉内保持微正压12Pa,预热段空燃比保持在1.1,预热时间80min,加热段空燃比保持在1.05,加热时间70min,均热段温度空燃比保持在1.15,均热温度控制在1210℃,加热时间30min。在粗轧轧制采取3/4连续式轧机轧制,R1除鳞1道,R2轧制5道次,除鳞2道,R3除鳞1道,R4不除鳞,总除鳞道次为4道次,采用保温罩减少粗轧过程温降,RT4粗轧出口温度为1040℃,轧制速度为7.6m/s,终轧温度856℃,卷取温度580℃,在层流冷却过程采用边部遮挡技术,减少热轧带钢在冷却过程的边部温降。
[0073] 轧制完成后,3块板坯轧制出的热轧板卷力学性能对比见表3。
[0074] 表3组织、力学性能对比
[0075]
[0076] 由表3可以看出,只要保证各阶段的轧制温度在相应的临界温度以上,3块板坯轧制出的钢卷组织和力学性能均满足标准要求。
[0077] 本发明提出的柔性化的低温轧制方法,根据预设的不同级别钢种与临界温度的映射关系,确定当前待轧制的钢材在各轧制阶段所需的温度,从而保证在各轧制阶段所需的温度在临界温度之上,本柔性化的低温轧制方法一方面可降低轧制过程能耗,另一方面还可提高轧制效率。本柔性化的低温轧制方法综合热轧各个钢种的生产特点,柔性化的组织生产,能够使轧制过程具有较大的灵活性与适应性,降低了轧制生产能耗。另外,因为首先确定出钢材在各轧制阶段所需的临界温度,温度不需太高,因此,配套使用的过渡材的数量可大大减少,在一定程度上提高生产节奏,缩短了生产周期,从而提高了轧制效率。
[0078] 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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