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文檔簡介

1、 常州東方特鋼有限公司VD-50t真空精煉爐技術(shù)協(xié)議買方:常州東方特鋼有限公司賣方:航天集團(tuán)西安向陽精煉工程有限公司2012年6月30日目 錄1、工藝說明 2、設(shè)備技術(shù)規(guī)格3、設(shè)備供貨范圍及分交點(diǎn)4、雙方提供技術(shù)資料及其交付進(jìn)度5、技術(shù)保證、考核指標(biāo)及其前提條件6、設(shè)備設(shè)計(jì)及制造標(biāo)準(zhǔn)7、工程進(jìn)度8、設(shè)備安裝及調(diào)試 9、雙方人員派遣計(jì)劃及售后服務(wù)10、人員培訓(xùn)11.技術(shù)服務(wù)12、附件1隨機(jī)備品備件清單13、附件2 主要設(shè)備分包商及制造廠家買方:常州東方特鋼有限公司賣方:航天集團(tuán)西安向陽精煉工程有限公司買賣雙方經(jīng)過友好協(xié)商,就買方金松電爐車間新上1套50tVD真空精煉爐全套設(shè)備的設(shè)計(jì)、制作、安裝達(dá)

2、成如下協(xié)議:一、工程概況:1、項(xiàng)目概述:本項(xiàng)目為1套50tVD真空精煉爐全套設(shè)備,包括機(jī)械、電氣、基礎(chǔ)自動化及儀表等的設(shè)計(jì)、供貨、安裝、調(diào)試、培訓(xùn)及技術(shù)服務(wù)。本項(xiàng)目為交鑰匙工程,即賣方對合同范圍內(nèi)設(shè)備承擔(dān)總體技術(shù)責(zé)任,包括設(shè)備及電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造、安裝、調(diào)試、功能考核與竣工驗(yàn)收、技術(shù)服務(wù)、培訓(xùn)、技術(shù)資料等各階段的工作負(fù)全面責(zé)任。2、本項(xiàng)目工程范圍:本項(xiàng)目為1套50tVD真空精煉爐全套配套設(shè)施。(1)、賣方負(fù)責(zé):機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)、液壓、電氣、自動化及儀表等的設(shè)計(jì)、供貨、安裝、調(diào)試、培訓(xùn)及技術(shù)服務(wù)等交鑰匙工程。(2)、買方負(fù)責(zé):土建及交接點(diǎn)以外的冷卻水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、氬氣、壓縮空氣等由賣方負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)

3、,買方建設(shè)。二、總論1工藝說明1.1工程概述本技術(shù)規(guī)格書詳述VD-50t真空精煉爐設(shè)備的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。它包括1套雙工位VD-50t真空精煉爐、1套的300kg/h真空系統(tǒng)、1套自動化控制系統(tǒng),并負(fù)責(zé)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)輸、調(diào)試等工作。VD-50t真空精煉爐可達(dá)如下效果:低的投資成本;高的產(chǎn)品質(zhì)量;較高的勞動生產(chǎn)率;操作簡單,可靠性高;適宜多品種精煉,滿足多方客戶需求。1.2 VD-50t真空精煉爐功能和用途VD爐應(yīng)具有真空脫氣、吹氬攪拌、觀察、電視攝像、測溫取樣、喂絲等多種功能。(1)全程吹氬攪拌、均勻鋼水成份和溫度、保證精煉效果和順利開澆。(2)喂絲對鋼水成份微調(diào)。 (3)有測溫、取樣

4、等檢測功能。1.3 設(shè)備工藝布置(1)VD工藝布置VD-50t真空精煉爐總體結(jié)構(gòu)采用:雙罐單蓋、罐體固定、罐蓋移動方案,罐體采用半地坑式布置。VD爐工作時(shí),雙真空罐體通過U形移動彎頭、真空管道、除塵器、主截止閥與真空泵相連接。 VD設(shè)有二個(gè)真空罐,真空罐蓋車的停車工位在兩個(gè)罐體的工位,真空罐蓋車沿著行車方向移動。(2)操作室布置VD操作室布置在柱之內(nèi),以便于觀察和操作。操作室正面設(shè)大型玻璃窗使視野開闊,觀察方便。1.4 設(shè)備概況VD-50t真空精煉爐主要設(shè)備包括:真空罐、真空罐蓋(含屏蔽蓋)、真空罐蓋車、真空泵系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、氬氣系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、粗-精除塵器、真空管道、主真空閥、破

5、空裝置及電控儀表等。在真空泵的造型和設(shè)計(jì),罐蓋的設(shè)計(jì)與密封性,全套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),降低能耗以及賣方為八十余臺真空精煉爐全套設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等方面的經(jīng)驗(yàn),確保該設(shè)備按目前世界上最先進(jìn)的水平進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和培訓(xùn)。真空泵選用全蒸汽噴射真空泵方案,其抽氣能力為300kg/h,與LF真空精煉爐配套并能滿足VD工藝的排氣要求。真空罐與真空罐蓋組成一個(gè)密閉的容器,由真空管道與蒸汽噴射泵相接,并進(jìn)行抽真空,對罐內(nèi)鋼包里的鋼水進(jìn)行真空精煉。真空蓋上設(shè)有人工窺視孔,人工窺視孔在設(shè)計(jì)屏蔽蓋時(shí)能觀測到鋼水的運(yùn)動情況。真空管道系統(tǒng)是指從真空罐上的抽氣管法蘭至真空泵之間的所有管道,含水冷管道、除塵器、主

6、截止閥、抽氣管道等,真空度檢測一次元件及破空閥門均安裝在該系統(tǒng)中。精煉廢氣從VD真空罐抽至氣體冷卻除塵器,然后進(jìn)入真空泵。在氣體冷卻除塵器到真空泵吸入口之間的主抽氣管道上串聯(lián)安裝主截止閥。該閥用來隔離真空泵和真空設(shè)備,隔離后能夠分別測試真空泵和真空設(shè)備的密封性。在真空處理結(jié)束階段,主截止閥被關(guān)閉,然后通過破空裝置向真空設(shè)備內(nèi)充壓,使真空室內(nèi)的壓力恢復(fù)到大氣壓。VD爐電氣控制均采用手動/自動兩種控制形式。電氣和儀表控制系統(tǒng)共用一套西門子S7-300可編程序控制器、兩臺工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、兩臺22寸LCD顯示器、一套HMI為核心組成三電一體化系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):真空系統(tǒng)手動及半自動控制簡單直

7、觀所有的閥門狀態(tài)和儀表數(shù)據(jù)都顯示在HMI畫面上操作控制即可以在操作臺上完成也可以在HMI畫面上完成真空度及其它有關(guān)過程儀表數(shù)據(jù)檢測可靠氬氣流量控制準(zhǔn)確HMI畫面重點(diǎn)突出、數(shù)據(jù)全面趨勢圖、歷史紀(jì)錄、報(bào)表功能工業(yè)以太網(wǎng)通訊功能工控機(jī)在線熱備1.5設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)系統(tǒng)具有的特點(diǎn)與功能如下:(1)、在保證鋼包吊具能在罐內(nèi)正常起吊鋼包的情況下,盡量縮小真空罐直徑,以便使設(shè)備擺放在預(yù)留區(qū)域,同時(shí)有利減小罐內(nèi)容積,減少真空泵的抽氣量,縮短抽氣時(shí)間。 (2)、罐內(nèi)底部安裝一體化溫度變送器,對罐內(nèi)冒鋼漏鋼情況進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。(3)、罐蓋升降為液壓傳動,液壓提升,液壓及自重下降。(4)、移動罐蓋車行走采用變頻調(diào)速,使罐

8、蓋車起動行走及停止平穩(wěn)運(yùn)行,精確定位。(5)、罐蓋采用旋壓式碟形封頭結(jié)構(gòu),使罐蓋的自重減少,強(qiáng)度增加,同時(shí)使罐蓋的受力分布合理。罐蓋內(nèi)附有耐火材料襯。(6)、罐蓋上裝有人工觀察窗、手動破空閥、氬氣調(diào)節(jié)操作盒。通過人工觀察窗隨時(shí)觀察爐內(nèi)處理狀態(tài)。人工觀察窗為喇叭形結(jié)構(gòu),其上設(shè)有手控閥門和氬氣流量調(diào)節(jié)盒。氬氣流量調(diào)節(jié)盒就地調(diào)節(jié)氬氣流量,手控閥門可及時(shí)破空,以抑制溢渣。(7)、罐蓋與罐體之間,采用O形硅橡膠密封圈進(jìn)行密封,并設(shè)有水浸保護(hù)裝置,以提高密封圈壽命。(8)、采用新型組合除塵裝置,提高除塵效果,對被抽氣體進(jìn)行除塵冷卻,一方面保證進(jìn)入真空泵系統(tǒng)氣體的潔凈度,又可使被抽氣體溫度控制在要求的范圍之

9、內(nèi),保護(hù)密封件,防止熱失效,使真空泵的抽氣效率大為提高。 (9)、冷凝器。采用從旋流霧化噴頭技術(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)是噴頭壽命高、冷卻效果好、維護(hù)簡便并消除了傳統(tǒng)淋水器淋水孔易于堵塞、阻力大的缺點(diǎn)。(10)、真空系統(tǒng)采用最新21世紀(jì)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,可以使真空泵的效率提高和能耗降低。(11)、噴射泵的核心部件噴嘴設(shè)計(jì)采用“復(fù)式不完全膨脹理論”進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。短噴嘴與長擴(kuò)壓器的復(fù)合作用形成混合氣流達(dá)到末端壅塞的流動狀態(tài),使真空泵獲得長期可靠的穩(wěn)定真空效果,并可節(jié)能20-30%。(12)、設(shè)置倍增噴射器(13)、各級噴射器采用經(jīng)工業(yè)實(shí)踐考驗(yàn)后的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù),即采用最佳喉面比、壓縮比、引射系數(shù)與幾何參數(shù)

10、。(14)、加設(shè)Ec級泵。(15)、主泵、輔泵、啟動泵、倍增泵均可以實(shí)現(xiàn)無閥操作與檢漏。(16)、高冷卻水溫度的適應(yīng)能力。(17)真空管道設(shè)置主截止閥,縮短予抽真空時(shí)間。(18)配備麥?zhǔn)嫌?jì)定期校驗(yàn)真空測量儀表。(19)電控系統(tǒng)采用三電一體化設(shè)計(jì),對真空泵的控制及爐子其它動作可全部由計(jì)算機(jī)操作站進(jìn)行控制。配置PLC 及工控機(jī)操作站作為基礎(chǔ)級可連接到工廠的二級網(wǎng)絡(luò)上,接受網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作,由LCD 進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控,用打印機(jī)進(jìn)行報(bào)表打印。1.6 VD爐的精煉工藝1.6.1脫氫解決煉鋼生產(chǎn)中的脫氫問題,是促進(jìn)鋼液真空處理的基本原因,如果鋼中氫含量過高,會導(dǎo)致形成白點(diǎn)。過去消除鋼中白點(diǎn)的方法是在120

11、0-1400下對產(chǎn)品進(jìn)行長時(shí)間的退火,借以降低鋼中氫的濃度,這種方法效率低,除氣不徹底。而鋼液經(jīng)過VD真空處理后,其除氫效果好。按質(zhì)量作用定律,氫含量與氫分壓有關(guān),即 H=KH(PH)1/2式中 H鋼中溶解的氫含量; PH熔體上方的氣相氫含量; KH與鋼液溫度有關(guān)的常數(shù)。從上述公式計(jì)算,當(dāng)真空度133Pa時(shí),鋼水中的含氫量H 2 ppm由于真空處理時(shí),鋼中氫含量和操作工藝,處理鋼種,加入爐內(nèi)各種原材料的狀態(tài),吹氬攪拌狀態(tài)等有關(guān),因此,通常將真空泵的工作真空度確定為67Pa,以充分保證脫氫的要求。1.6.2 脫氮鋼中氮含量,同樣也服從平方根定律。即N=KN(PN)1/2式中:N:溶解在鋼中的氮;

12、 PN2:爐氣中氮?dú)獾姆謮毫Γ?KN:平衡常數(shù)。由于鋼中氮含量和鋼中合金元素的含量有密切關(guān)系,因此,脫氮比脫氫困難。應(yīng)盡量減少進(jìn)入VD爐之前鋼中的氮含量,并延長在VD爐中的處理時(shí)間。1.6.3脫氧在真空狀態(tài)下,碳具有很強(qiáng)的脫氧能力,隨著爐氣中CO分壓的降低,碳的脫氧能力提高,鋼中氧含量下降。C·O=KCO·PCO從上式看出,爐氣中CO分壓越低,鋼中氧含量越低。若真空處理前,鋼液經(jīng)過預(yù)脫氧,真空處理時(shí),脫氧率可達(dá)50%,若真空處理前,鋼液未經(jīng)過預(yù)脫氣,真空處理時(shí),脫氧率可達(dá)80%。真空狀態(tài)下脫氧反應(yīng)還和爐襯材料有密切關(guān)系,因?yàn)镃將和爐襯中的SiO2反應(yīng),產(chǎn)生CO,增加了爐氣中

13、CO分壓,從而降低了脫氧效果。因此,爐襯中SiO2含量應(yīng)盡量低。1.6.4脫硫脫硫按下式進(jìn)行S+(CaO)=(CaS)+OKs=(CaS)O/S·(CaO)從上式可知,當(dāng)鋼中O越低,渣中(CaO)含量越高,對脫硫有利,由于經(jīng)VD爐處理鋼種,鋼中O較低,因此,脫硫效率較高,一般可達(dá)8090%。1.6.5氬氣攪拌通過向鋼包底部透氣塞吹氬口,向包內(nèi)吹入氬氣,攪拌鋼液,其作用為包內(nèi)物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造更為有利的動力學(xué)條件。吹氬量的大小對冶金反應(yīng)及鋼液的溫度和成份均勻性都有很大影響,但吹氬量過大也會帶來諸多不利,通常在VD爐內(nèi),按照不同的冶金要求,選取不同的吹氬量,也就是采用弱攪拌或強(qiáng)攪拌。

14、為了確保在整個(gè)精煉過程中吹氬攪拌能有效、順利地進(jìn)行,我們將采取如下措施:第一,采用快速更換接頭的方式,操作快捷、靈巧;第二,采用先進(jìn)的氬氣流量調(diào)節(jié)系統(tǒng),氬氣流量從20Nl/min700Nl/min可自動控制;第三,采用透氣率高的透氣磚,減少由于透氣磚堵塞而影響氬氣攪拌的進(jìn)行。1.6.6夾雜物變性處理對這些鋼種,為了減少鋼中Al2O3雜物含量,使滯留在鋼水中的固態(tài)Al2O3夾雜物,變性為液態(tài)的鋁酸鈣并迅速上浮,以減少夾雜物和氧含量。本工藝采用喂絲技術(shù),用喂絲機(jī)喂入鈣絲,喂線后進(jìn)行氬氣弱攪拌。1.6.7鋼水溫度控制VD爐精煉鋼水是一個(gè)降溫過程,為了保證VD爐的工藝操作,并能滿足連鑄的要求,因此對V

15、D爐精煉過程,鋼水溫度控制有很高要求,在通常情況下,鋼水在VD爐中平均溫降為3.04.0/min,因此VD爐精煉工藝,應(yīng)按照不同鋼種確定精煉爐操作周期時(shí)間,并要求LF爐精煉后的鋼水出站溫度,以及確定進(jìn)入VD爐的最低鋼水溫度。1.6.8 VD爐工藝描述在真空條件下,降低了C、O反應(yīng)的熱平衡常數(shù)(Kp),促進(jìn)C、O間化學(xué)反應(yīng)生成CO氣體逸出;同時(shí)H2、N2氣體分壓降低,促使鋼中H、N逸出。真空度愈高,愈有利于上述化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。鋼包底吹氬攪拌,能夠均勻鋼水溫度、成份,促使鋼中夾雜物上浮,鋼渣充分接觸,有良好的脫硫、去除夾雜物的作用。因此,在VD精煉爐中,極大地改善了化學(xué)反應(yīng)間的熱力學(xué)和動力學(xué)條件,

16、使得鋼中的O、H、N顯著下降,夾雜物數(shù)量減少,硫含量降低,提高了鋼的純潔度,機(jī)械性能顯著增加。1.6.9工藝流程上工序的鋼液出鋼溫度應(yīng)調(diào)整到該鋼種澆鑄溫度上限+(80-100)。通過鑄造起重機(jī)將盛有鋼液的鋼包吊入VD爐真空罐內(nèi),人工接通吹氬管,同時(shí)進(jìn)行測溫取樣。而后,真空罐蓋車從待機(jī)位開到處理位,并合上罐蓋。接下來,真空處理、合金微調(diào)、吹氬攪拌待處理結(jié)束后,關(guān)閉真空主閥破空提升罐蓋真空罐蓋車開到待機(jī)位測溫取樣、定氧、定氫停止吹氬加入保溫劑用行吊將鋼包吊運(yùn)至連鑄工位。 VD工藝過程如下:(1)關(guān)閉1#主截止閥,啟動真空泵;(2)吊待處理鋼水的鋼包座于1#真空處理工位,并接通氬氣吹氬;(3)1#真

17、空處理工位測溫取樣,確定1#工位鋼水的溫度及成份,從而確定真空處理制度;(4)啟動罐蓋車移動至1#真空處理工位,落下罐蓋;(5)打開1#主截止閥,對1#真空罐內(nèi)鋼包中的鋼水進(jìn)行真空處理;(6)1#真空處理工位將結(jié)束時(shí),吊待處理鋼水的鋼包座于2#真空處理工位,并接通氬氣吹氬;(7)2#真空處理工位測溫取樣,確定2#工位鋼水的溫度及成份,從而確定真空處理制度;(8)此時(shí),1#真空罐內(nèi)鋼包中的鋼水進(jìn)行真空處理完畢,關(guān)閉1#主截止閥,對1#工位破空。(9)關(guān)閉2#主截止閥,(10)啟動罐蓋車移動至2#真空處理工位,落下罐蓋;(11)打開2#主截止閥,對2#真空罐內(nèi)鋼包中的鋼水進(jìn)行真空處理;(12)于此

18、同時(shí),對1#真空罐內(nèi)鋼包中的鋼水測溫取樣、軟吹;并進(jìn)行喂絲后,用吊車將已真空處理過鋼水送到連鑄。以上工序中,鋼水處理時(shí)間約為27-32分鐘。工藝流程圖如下鋼水吊至VD工位 接吹氬氣鋼包數(shù)據(jù)鋼包溫度鋼包號鋼包壽命底吹氬磚使用次數(shù)電爐/LF爐數(shù)據(jù)爐鋼號、出鋼時(shí)間出鋼溫度澆鋼鋼種鋼樣分析出鋼量測 溫 取 樣等待分析結(jié)果蓋車至處理工位、合蓋開 主 真 空 閥化驗(yàn)室抽 真 空VD操作室保持真空度加 合 金指令破壞真空升蓋、開出蓋車定氫測溫取樣當(dāng)溫度合格時(shí)喂絲、停止吹氬加 保 溫 劑指令連 鑄或模鑄當(dāng)溫度不合格時(shí),返回LF爐加熱1.6.11生產(chǎn)工藝路線根據(jù)用戶鋼種的需要和車間內(nèi)配備的精煉設(shè)施,設(shè)計(jì)確定生產(chǎn)

19、工藝路線,具體生產(chǎn)工藝還要根據(jù)市場要求及技術(shù)發(fā)展而調(diào)整。根據(jù)鋼種質(zhì)量要求主要有以下精煉工藝路線:連鑄機(jī)LF爐VD爐電爐 1.6.12、工藝操作橋式起重機(jī)將LF爐后的的鋼水包吊入VD爐真空罐內(nèi),真空蓋車開到真空處理工位,同時(shí)進(jìn)行測溫取樣。而后,真空罐蓋下降至真空罐上,并合上罐蓋。啟動真空泵進(jìn)行抽真空,待處理結(jié)束后,關(guān)閉真空主閥破空提升包蓋測溫取樣真空蓋車開到待機(jī)位停止吹氬行吊將鋼包吊運(yùn)至下一工位。1.6.12.1、處理周期VD爐的處理步驟和平均的處理周期如下:單位:min1#鋼水罐2#鋼水罐備 注1鋼包吊至VD工位2.02連接氬氣管及吹氬設(shè)定0.53測溫取樣1.04罐蓋車開至處理工位及罐蓋下降到

20、罐上2.05減壓至67Pa6.06加渣料、合金,在67Pa下自沸保真空 15207加還原劑,在67Pa下還原,保真空8復(fù)壓2.09提升罐蓋、罐蓋車開走2.010測溫取樣1.011加合金微調(diào)12斷開吹氬管0.513投加保溫劑0.514吊出鋼包(不含吊運(yùn))2.0合計(jì)7.527321.7 VD-50t真空精煉爐主要技術(shù)參數(shù)序號名 稱單 位參 數(shù)備 注1鋼包額定容量t45鋼包最大容量t50鋼包自由空間mm80045t噸鋼水時(shí)鋼包耳軸吊距mm3250鋼包高度mm34002真空罐直徑mm5000暫定真空罐高度mm5800暫定3真空罐蓋直徑mm5200暫定真空罐蓋高度mm1600暫定罐蓋提升高度mm600罐

21、蓋升降速度m/min24真空罐車軌 距mm6500行走速度m/min212變頻調(diào)速5液壓系統(tǒng)工作壓力MPa12液壓介質(zhì)水-乙二醇最大流量L/min 1206水冷系統(tǒng)6.1設(shè)備進(jìn)水壓力MPa0.50.6有壓回水回水壓力MPa0.15進(jìn)水溫度35回水溫度55設(shè)備冷卻水耗量t/h50凈環(huán)水6.2真空泵進(jìn)水壓力MPa0.25真空泵平臺處真空泵進(jìn)水溫度35真空泵冷卻水耗量t/h480濁環(huán)水7氬氣系統(tǒng)工作壓力MPa0.6-0.8破殼1.2耗量NL/min20-700鋼包底部吹氬8壓縮空氣系統(tǒng)工作壓力MPa0.5耗量M3/min1.59真空泵系統(tǒng)真空泵形式五級蒸汽噴射真空泵真空泵布置形式半地坑布置主泵抽氣能

22、力kg/h30067Pa ,20工作真空度Pa67泵口極限真空度Pa13一級泵口予抽時(shí)間min6-7 從1atm-67Pa蒸汽工作壓力MPa0.81.0蒸汽工作溫度180-210蒸汽耗量t/h9.310設(shè)備本體裝機(jī)容量 KW360含:熱水泵(兩用一備)、喂絲機(jī)等11VD提供鋼水周期min273212漏氣率2%13冶金效果H含量ppm2合格率 100%O含量ppm20合格率 100%脫N率20合格率 100%說明: a)設(shè)備用水,水質(zhì)條件按GB10067.1-88電熱設(shè)備基本技術(shù)條件通用部分的有關(guān)要求;具體如下:PH值: 6-8懸浮性固體: 10mg/L堿度: 60mg/L氯離子:平均60mg/

23、L 最多220mg/L硫酸離子: 100mg/L生鐵: 2mg/L可溶性固體: 300mg/L可溶性SiO2 6mg/L電導(dǎo)率: 500s/cm總硬度:(帶電體) 10 度( 每度為1 升水中含10mgCaO)b)蒸汽噴射泵冷卻水水質(zhì)為濁環(huán)水。1.8 公共介質(zhì)參數(shù)及用途序號介質(zhì)工作壓力最大參數(shù)用途1氬氣純度: 99.99%0.6-1.6 MPa700NL/min鋼包底吹氬真空澆注保護(hù)2壓縮空氣0.5-0.6 MPa1.5Nm3/min各種氣動閥及氣缸等3工作蒸汽0.8-1.0MPa (180-200)9.3t/h蒸汽噴射泵4設(shè)備冷卻水(凈環(huán)水)供 水0.5MPa(32)10X2m3/h罐體法蘭

24、10m3/h罐蓋法蘭和孔法蘭10m3/h氣體冷卻除塵器10m3/h水冷管道排 水50m3/h5濁環(huán)冷卻水(懸浮物50mg/l)供 水0.3MPa(32)480 m3/h噴射泵冷凝器用10 m3/h真空罐密封圈保護(hù)排 水490 m3/h熱井泵回水6電力裝機(jī)容量380V360kW熱井泵/液壓泵/蓋車/喂絲機(jī)2 設(shè)備技術(shù)規(guī)格VD-50t真空精煉爐由機(jī)械設(shè)備和電氣系統(tǒng)組成。機(jī)械設(shè)備包括:真空罐系統(tǒng)、真空罐蓋系統(tǒng)、真空罐蓋車系統(tǒng)、真空管道系統(tǒng)、真空泵系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、氬氣系統(tǒng)等、液壓系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)由低壓動力電源系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、真空泵控制系統(tǒng)、以及由PLC和工控計(jì)算機(jī)組成的基礎(chǔ)級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),

25、現(xiàn)將主要設(shè)備說明如下:2.1 機(jī)械設(shè)備說明2.1.1 真空罐 2套真空罐采用高架固定不動形式。真空罐直徑的選取主要依據(jù)鋼包和板鉤的幾何尺寸,便于板鉤起吊及脫鉤方便。根據(jù)買方提供的資料,本方案真空罐直徑初步選取為:5000mm。真空罐與真空罐蓋組成一個(gè)密閉的容器,通過真空管道與蒸汽噴射泵相連接,從而對罐內(nèi)鋼包里的鋼水進(jìn)行精煉。 罐體為用鍋爐鋼板(20g,20mm)拼焊成的園柱形筒體結(jié)構(gòu)。罐內(nèi)設(shè)有鋼包支座,導(dǎo)向裝置。罐壁內(nèi)側(cè)配置有氬氣軟管和接頭,并設(shè)有直梯以便維修人員下到罐內(nèi)。密封圈采用空心形式。鋼包支座及鋼包導(dǎo)向裝置均為焊接結(jié)構(gòu)。罐內(nèi)底部安裝一體化溫度變送器,對罐內(nèi)冒鋼漏鋼情況進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。罐體

26、底部設(shè)有防漏鋼導(dǎo)流槽,以防止鋼包漏鋼時(shí),保護(hù)罐體。罐體主法蘭及“O”型密封圈都位于一個(gè)開路的水冷環(huán)槽內(nèi),當(dāng)罐蓋從罐體上升起時(shí),依靠聯(lián)鎖作用,冷卻水自動接通,使整個(gè)密封法蘭和“O”型密封圈全部浸在冷卻水中,以保證“O”型密封圈及法蘭面免受高溫輻射及爐渣的灼燒。法蘭本身還有環(huán)形水冷腔。真空罐內(nèi)壁及底部均砌有耐火材料,以保護(hù)罐體并減少熱損。在鋼包支撐的空間充填耐火混凝土,以減少罐內(nèi)抽氣容積。耐材砌筑由用戶負(fù)責(zé)。主要技術(shù)參數(shù):真空罐直徑 5000mm 暫定真空罐總高 5800mm 暫定罐壁鋼板厚度 20mm密封圈材料 丁腈橡膠密封圈直徑 50/20mm設(shè)備組成:真空罐體 2座鋼包支架 4套底座 4套漏

27、鋼導(dǎo)流槽 2套直梯 2套氬氣快速接頭 2套空心密封圈 2套漏鋼報(bào)警儀 2套耐材(用戶自備) 2套2.1.2 真空罐蓋 1套罐蓋(20g,25mm)作用為關(guān)閉和密封真空罐以進(jìn)行真空精煉。罐蓋內(nèi)設(shè)有屏蔽蓋,罐蓋上設(shè)有屏蔽蓋吊掛孔、人工觀察窗,電視攝像窗和快速破空裝置。 罐蓋下部為柱形焊接結(jié)構(gòu),頂部為碟形封頭,內(nèi)部砌有耐火材料內(nèi)襯。屏蔽蓋通過三個(gè)環(huán)鏈安裝于罐蓋中,用于保護(hù)罐蓋免受熱輻射。屏蔽蓋采用整體預(yù)制蓋板結(jié)構(gòu),由整體鑄鋼套圈支撐,用環(huán)形鏈條懸掛。人工觀察窗和電視攝像窗安裝于罐蓋上,以觀察整個(gè)冶煉過程。人工觀察裝置為一喇叭形焊接件,端部設(shè)有觀察玻璃,該玻璃通以氬氣加以保護(hù)。在觀察玻璃前設(shè)有一手動旋

28、轉(zhuǎn)遮檔板保護(hù),觀察時(shí)手動打開旋轉(zhuǎn)遮檔板,不觀察時(shí)即關(guān)閉。快速破空裝置用于在抽真空時(shí), 渣及鋼水由于真空度的急劇變化而上漲時(shí),快速向罐內(nèi)充氣。主要技術(shù)參數(shù):真空罐蓋直徑: 5200mm 暫定真空罐蓋高度: 1600mm 設(shè)備組成:帶水冷法蘭的罐蓋 1個(gè)鑄鋼套圈防濺蓋 1個(gè)防濺蓋吊掛機(jī)構(gòu) 1套人工窺視孔 1套TV攝像孔 1套各種規(guī)格密封圈 1套水冷管、軟管接頭和支架 1套快速破空裝置 1套耐材(用戶自備) 1套2.1.3真空罐蓋車 1套該車的作用在于升降和移動真空罐蓋。主要包括:車架,行走傳動裝置,罐蓋提升機(jī)構(gòu),導(dǎo)向裝置,4個(gè)主、從動輪和拖鏈裝置。 車架為焊接框形架,含二個(gè)主梁、二個(gè)橫梁及其連接梁

29、。 行走傳動裝置采用電機(jī)減速機(jī)傳動裝置,車的運(yùn)行速度控制通過變頻器而實(shí)現(xiàn)。工作位及停車位設(shè)置限位開關(guān)。提升機(jī)構(gòu)采用液壓缸-板式鏈提升,靠液壓及自重下降,兩提升機(jī)構(gòu)通過一同步軸相連,使罐蓋升降平穩(wěn)。罐蓋的上、下位置借限位開關(guān)發(fā)訊并設(shè)有連鎖裝置。 導(dǎo)向裝置裝于橫梁下方,主要作用是罐蓋車在移動和停止?fàn)顟B(tài)下,保證罐蓋升降平穩(wěn)。拖鏈?zhǔn)怯脕硐蚬奚w小車輸送水、電、氣、氬氣及液壓介質(zhì)的柔性輸送帶,其一端固定在小車主梁上,另一端固定在車間平臺上的拖鏈支架上,該拖鏈隨罐蓋小車的移動而移動。拖鏈上所有軟管均采用金屬軟管。主要技術(shù)參數(shù):真空罐蓋提升方式: 液壓缸-鏈條真空罐蓋提升高度: 600mm真空罐蓋提升速度:

30、1-2m/min真空罐蓋車行走速度: 212m/min真空罐蓋車驅(qū)動方式: 電機(jī)+減速機(jī) 變頻調(diào)速真空罐蓋車電機(jī)功率: 2X5.5KW軌道中心距: 6500mm真空罐蓋車水電氣液輸送方式: 拖鏈真空罐蓋車定位精度 ±5 mm設(shè)備組成:臺車本體 1臺帶扶手和梯子的工作平臺 1套自承式鋼結(jié)構(gòu) 1套罐蓋提升裝置 1套(含油缸、鏈輪、鏈條、連桿和同步軸)限位開關(guān) 1套車輪系 4套電機(jī)-減速機(jī)裝置 2套拖鏈 1套硬管、軟管、管接頭和支架 1套2.1.4 真空管道系統(tǒng) 1套本系統(tǒng)為2個(gè)VD工位共用一套抽真空設(shè)備,采用1套移動彎頭裝置切換2個(gè)工位的真空處理工作。采用移動彎頭真空切換裝置切換不同工位

31、的真空處理,該設(shè)計(jì)消除了真空閥內(nèi)漏的問題,2個(gè)真空處理裝置共用一套除塵器。真空管路系統(tǒng)包括真空管道、水冷除塵器系統(tǒng)、真空閥、破空裝置等組成;下面對真空管路系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行說明。2.1.4.1 抽氣管道 1套該抽氣管道是用來連接真空泵與2個(gè)VD/真空罐的管道,它可分成三段:第一段:是從2個(gè)VD真空罐到真空切換移動彎頭的管線,為了降低VD廢氣的溫度,這部分管道采用水冷抽氣管道,管道直徑DN800;第二段:是從真空切換移動彎頭到氣體冷卻除塵器入口之間的管道,管道直徑DN800;第三段:是從主截止閥出口到真空泵入口主管道的管道,在該管道上設(shè)主真空閥,管道直徑DN800。設(shè)備清單: 帶水冷抽氣管道: 1套

32、 帶法蘭的抽氣管道: 1套 道安裝支架: 1套技術(shù)參數(shù): 抽氣管直徑: 820×10 冷卻水流量: 10m3/h2.1.4.2 氣體冷卻除塵器系統(tǒng) 1套VD/VOD工藝產(chǎn)生大量的灰塵。如果灰塵不及時(shí)清理,將影響真空泵的工作性能,為此,我公司在為大量用戶提供設(shè)備的實(shí)踐基礎(chǔ)上,我公司發(fā)明了專門用于VD/VOD設(shè)備的不銹鋼濾網(wǎng)振動粗-精除塵器專利產(chǎn)品。2.1.4.3 主真空閥 1套在除塵器到真空泵吸入口之間的抽氣管道上串聯(lián)安裝主真空截止閥。該閥用來隔離真空泵和真空罐,隔離后能夠分別測試真空泵和真空罐的密封性。主真空截止閥是賣方自行設(shè)計(jì)的液壓式蓋板閥,密封效果好,操作簡便,維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。在

33、真空處理結(jié)束階段,主真空截止閥被關(guān)閉,然后通過破空閥向真空罐充氣,使真空罐內(nèi)的壓力恢復(fù)到大氣壓。技術(shù)參數(shù):設(shè)備數(shù)量: 1臺 閥通徑: DN800mm液壓缸行程: 500mm驅(qū)動介質(zhì): 液壓油驅(qū)動介質(zhì)壓力: 12MPa制造材料: Q235-B設(shè)備清單:帶密封座及O型圈和法蘭的閥座: 1個(gè)帶液壓缸的真空閥板: 1套2.1.4.4 復(fù)壓破空裝置 1套在VD工況下,在真空處理結(jié)束階段,關(guān)閉真空主閥,先打開氮?dú)馄瓶昭b置,待罐內(nèi)壓力升至20KPa時(shí),再打開空氣破空裝置向真空罐內(nèi)通空氣,使罐體內(nèi)的壓力恢復(fù)到大氣壓。2.1.5液壓系統(tǒng) 1套本套液壓系統(tǒng)采用水乙二醇為工作介質(zhì),系統(tǒng)工作壓力為12Mpa。主要用于

34、罐蓋的升降和主截止閥的啟閉。主要技術(shù)參數(shù):液壓介質(zhì): 水-乙二醇工作壓力: 12MPa2.1.6 冷卻水系統(tǒng) 1套冷卻水系統(tǒng)由兩部分組成:真空工位冷卻水,真空泵冷卻水。2.1.6.1真空工位冷卻水主要包括真空罐密封圈、密封法蘭、真空管道、除塵器及罐蓋上各開孔處法蘭等。在進(jìn)水管路上設(shè)總進(jìn)水壓力、溫度測量。在罐蓋上某些重要的支路上設(shè)有回水溫度檢測裝置。主要技術(shù)參數(shù):凈環(huán)水水質(zhì)要求: 工業(yè)凈化水 PH值在78.5 硬度:<10(德國度)進(jìn)水溫度: 35出水溫度: 55設(shè)備冷卻水: (凈環(huán)水)進(jìn)水壓力: 0.5-0.6MPa耗量: 50t /h設(shè)備組成:進(jìn)水分配器 1個(gè)回水分配器 1個(gè)進(jìn)水管線

35、1套回水管線 1套壓力、溫度、流量測量儀表 1套手動閥門 1套 2.1.6.2真空泵濁環(huán)水系統(tǒng)濁環(huán)水系統(tǒng)主要是指真空泵冷凝器用水,由于與被抽氣體直接接觸,已被污染,必須單獨(dú)循環(huán)使用。設(shè)備主要包括:冷水泵,熱水泵,冷卻塔、管道及支架、閥門等。冷水泵是將經(jīng)冷卻塔出來的水經(jīng)過管道送至真空泵水包;熱水泵用來把從各冷凝器排到熱井池的水送到冷卻塔裝置。熱井回水泵出口總管上設(shè)有回水壓力、流量檢測儀表,并可將回水壓力、流量檢測儀表及熱井液位信號提供接口到水處理站,參與供水泵控制。主要技術(shù)參數(shù):水質(zhì)要求: 濁環(huán)水進(jìn)水溫度: 35出水溫度: 55壓 力: 0.25MPa (真空泵平臺處)耗量: 480t/h 2.

36、1.7 氬氣系統(tǒng) 1套VD吹氬系統(tǒng)用于向鋼包中吹氬氣攪拌鋼水,本系統(tǒng)共有2個(gè)回路,分成2個(gè)單獨(dú)的閥站。系統(tǒng)設(shè)計(jì)動操作的旁路提供大流量用于初期化渣和高壓開吹。采用寶德一體化質(zhì)量流量控制器調(diào)節(jié)氬氣流量。氬氣裝置采用柜式。該系統(tǒng)具有以下功能: 壓力調(diào)節(jié) 流量測量 流量調(diào)節(jié)事故開吹正常吹氬是通過氬氣控制回路、透氣磚來實(shí)現(xiàn)鋼包底吹氬,對鋼水進(jìn)行攪拌,以提高鋼水冶金動力學(xué)功能,促進(jìn)鋼渣上浮,提高脫氣效果。當(dāng)結(jié)殼或透氣磚新使用時(shí),可采用事故支路高壓開吹沖開透氣孔,而后再轉(zhuǎn)入正常支路吹氬。為便于人工調(diào)節(jié),在罐體附近,人工觀察孔位置可以加手動調(diào)節(jié)閥。該供給裝置包括:減壓閥組、流量測量及調(diào)節(jié)儀表、氣動及手動閥門、

37、壓力表、壓力變送器、配件、彎頭、支撐件等。氬氣流量采用PLC控制。氣體壓力和流量皆有模擬量訊號輸出。流量訊號與基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)相連,在控制室進(jìn)行監(jiān)視操作。 主要技術(shù)參數(shù):進(jìn)氣壓力: 1.21.6 Mpa工作壓力: 0.61.2 Mpa事故底吹壓力: 1.6MPa耗量 700 NL/min 純度 99.99設(shè)備組成:氬氣輸送管線 2套氬氣閥門站箱本體 1套(包括管線、支撐件等)氬氣流量檢測閥 2臺壓力檢測儀表 2套氣動及手動閥門 2套管線、支撐件等。 2套2.1.8壓縮空氣系統(tǒng) 1套 它由氣源三連體(過濾器、油霧器、減壓閥)由空氣分配器通過電磁換向閥控制接往執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 若用戶現(xiàn)場條件允許,可用氮?dú)?/p>

38、代替。主要技術(shù)參數(shù):工作壓力 0.50.6Mpa耗量: 1.5M3/min設(shè)備組成:氣動三聯(lián)體 1套儀表空氣管線及接頭 1套閥門 1套支撐件等 1套 2.1.9 TV攝像裝置 1套 TV攝像裝置由內(nèi)窺式變焦攝像頭,監(jiān)視器,不銹鋼水冷保護(hù)套,固定支架等組成。TV攝像頭外面由不銹鋼水冷保護(hù)套加以保護(hù),通過固定支架安裝在觀察玻璃上方,以便在脫氣時(shí)觀察鋼水表面的情況。設(shè)備組成:變焦攝像頭 1個(gè)監(jiān)視器 1個(gè)不銹鋼水冷保護(hù)套 1個(gè)固定支架 1個(gè)2.1.10 喂絲機(jī)(用戶自備) 1臺VD工位設(shè)二臺雙線喂絲機(jī),該設(shè)備作為完整單元操作。動力由電機(jī)提供??刂撇糠衷O(shè)有電機(jī)頻率控制。操作人員可根據(jù)喂絲長度,喂絲速度進(jìn)

39、行編制程序。喂絲工藝是鋼液合金化、脫氧、夾渣物變性處理的一種很好手端,本裝置用于向鋼包內(nèi)喂Al絲和Ca-Si絲等。喂絲速度為100300m/min,絲直徑為616mm,在喂絲機(jī)現(xiàn)場操作箱或操作室監(jiān)控畫面進(jìn)行操作,設(shè)有顯示喂入長度的計(jì)數(shù)器和速度控制器,當(dāng)以一定速度加入到預(yù)定長度時(shí)會自動停止喂絲,喂絲完成后可自動退線0800mm。喂絲機(jī)選用外放線式。喂絲機(jī)采用PLC控制,變頻調(diào)速。可與VD爐PLC通訊。主要技術(shù)參數(shù):喂絲直徑: 616mm喂絲速度: 100300m/min2.2 真空泵系統(tǒng) 2.2.1 真空泵(1)真空泵技術(shù)說明本套真空系統(tǒng)按目前國際上最先進(jìn)的真空系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),采用五級蒸汽噴射泵組

40、成方案,高架布置。本真空系統(tǒng)主泵由蒸汽噴射泵(B1+B2+B3+E4a+E5a)組成;輔泵由蒸汽噴射泵(E4b+ E5b)組成,輔泵(E4b+E5b)與主泵(E4a+E5a)并聯(lián),組成變量泵機(jī)組。本系統(tǒng)還設(shè)置啟動泵Ec。煉鋼廢氣從VD/VOD真空罐抽至氣體冷卻除塵器,經(jīng)氣體冷卻器后進(jìn)入真空泵。冷凝器的作用是將前級泵排出的蒸汽冷凝成水以提高后級噴射泵的效率。增加一臺水環(huán)泵,防止蒸汽量不夠時(shí)使用。為節(jié)省占地面積,本次設(shè)計(jì)的真空泵前三級增壓器(B1、B2、B3)采用垂直布置,中間不設(shè)冷凝器,主冷凝器后的四、五級泵垂直布置,并設(shè)有一個(gè)冷凝器。3臺熱井泵安裝在真空泵平臺下的±00平面上,整套真

41、空泵結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。第一級增壓泵的外殼四周焊有加熱夾套,以防止結(jié)冰。為提高低真空段的抽氣能力和縮短抽氣時(shí)間,采用主、輔噴射泵并聯(lián)的方式,同時(shí),系統(tǒng)設(shè)置的Ec啟動泵,大大加快了低真空段的抽氣速度,縮短了抽氣時(shí)間。輔噴射泵及Ec啟動泵的切斷與連通采用無閥操作控制。Ec泵排出的廢氣通過冷凝器和排氣管排到大氣中。增壓泵與噴射泵是由泵體、蒸汽噴咀所組成。泵體由鋼板卷制焊接而成。噴咀采用1Cr18Ni9Ti精密機(jī)加工制成。泵體與噴咀同軸度有嚴(yán)格要求。冷凝器采用多層隔板噴淋結(jié)構(gòu)。其主要優(yōu)點(diǎn):提高壽命、維護(hù)方便和冷卻效果好。(2)設(shè)備組成如下:主泵(串聯(lián))5個(gè)噴射器:B1、B2、B3、E4a、E5a。輔

42、泵3個(gè)噴射器: E4b、E5b、E5c。啟動泵1個(gè)噴射器: Ec以上共計(jì)9個(gè)噴射器(8只不銹鋼噴嘴)。冷凝器3個(gè):即一號冷凝器C1, 二號冷凝器C2,輔一號冷凝器C1。設(shè)水環(huán)泵1臺。啟動泵Ec: 1臺啟動泵排氣管和消音器 1套各級噴射泵和冷凝器間的連接管線: 1套 (3)主要性能參數(shù)如下參 數(shù) 名 稱數(shù) 值抽氣量67Pa時(shí)300kg/hB1泵口極限真空度13Pa預(yù)抽時(shí)真空系統(tǒng)降至67Pa的時(shí)間6-7min 蒸汽壓力0.8-1.0Mpa(表壓)蒸汽溫度180-210蒸汽耗量9.3 t/h冷卻水溫度35冷卻水耗量(濁循環(huán))480m3/h冷卻水壓力0.25Mpa(真空泵平臺處)系統(tǒng)漏氣量2%(4)

43、真空泵操作模式真空區(qū)間10027kPa27KP8kPa8kPa2.2kPa2.2kPa480Pa48067Pa主要冶金目的預(yù) 抽淺脫氣預(yù)抽深脫氣加速進(jìn)入高真空深脫氣快速進(jìn)入高真空深脫氣進(jìn)入小于1mbar真空區(qū)域深脫B1B2B3E4aE5aE4bE5bEc注: 注符號表示開,未注符號表示關(guān)2.2.2 真空泵汽水系統(tǒng)的閥門及儀表蒸汽系統(tǒng)是為真空泵提供動力介質(zhì)的裝置,它由蒸汽包、蒸汽包到真空泵噴嘴間的管線、蒸汽開關(guān)閥、壓力測量儀表、溫度測量儀表、蒸汽流量計(jì)裝置組成,為了保證蒸汽的干飽和度,在蒸汽包底部安裝1套蒸汽疏水裝置。 水系統(tǒng)是指濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng),用于真空泵系統(tǒng)的冷凝器用水,它由水分配器、水分配

44、器到冷凝器間的連接管線、冷凝器到熱井的管線、冷卻水控制開關(guān)閥及手動閥、壓力測量儀表、溫度測量儀表組成。濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的另一部分用于真空罐的冷卻水槽,這部分的管線由主水管直接接入。設(shè)有手動閥和氣動開關(guān)閥。設(shè)備組成:汽包、水包: 各1臺汽包到噴射泵管線: 1套水包到冷凝器管線: 1套冷凝器到水封池管線: 1套蒸汽開關(guān)閥門: 1套冷卻水開關(guān)閥門: 1套蒸汽系統(tǒng)壓力、溫度儀表: 1套冷卻水壓力、溫度儀表: 1套蒸汽疏水裝置: 1套 2.2.3 流量測量和真空度測量裝置為了檢驗(yàn)真空泵是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在真空系統(tǒng)投入運(yùn)行前需要對真空泵進(jìn)行各階段的流量測量,流量測量裝置由流量噴嘴、測試罩和手動閥組成。真空

45、度測量裝置是用來測量真空泵的真空度的裝置,為了保證測量精度,絕壓變送器采用川儀公司的產(chǎn)品,它采用二種量程的絕壓變送器,一種是0100kPa絕壓變送器,用來測量低真空,當(dāng)真空泵進(jìn)入高真空,采用01.0kPa絕壓變送器測量,保證真空測量儀表的精度。真空度測量裝置采用在主真空閥的前、后管道上各引一條管路到控制室,在主真空閥前的測量管道安裝一臺低真空絕壓變送器。在主真空閥后的測量管道安裝一臺高真空絕壓變送器和一臺麥?zhǔn)险婵沼?jì)。絕壓變送器實(shí)現(xiàn)真空度的在線測量,并將信號送入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入信號對真空泵實(shí)行自動控制。設(shè)備組成:測試罩: 1臺流量噴嘴: 1套絕壓變送器(0100kPa ) 2臺 絕壓變送器(01kPa) 1臺 麥?zhǔn)嫌?jì): 2臺 儀表手動閥: 1套 測量管線: 1套2.2.4 熱井裝置: 1套熱井裝置包含熱井水池、熱井泵

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