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回转窑操作EAO第三部分

79、生料CaO含量过高

情况、原因、检查、窑操作、过热的危险

生料CaO含量过高,也就是说进入预热器的生料配料成分不好

相对于SiO2来说,生料中包含过多的CaCO3,即使已被完全化合,生成C3S,可熟料中还会有剩余的CaO,这些没有化合的CaO就被称作f-CaO

生料CaO含量过高是发生在烧成车间上游的事故

矿山:

矿山地质发生变化

矿山的地质成分突然发生变化,不可能对它进行充分的校正

预均化料堆:

料堆两堆物料的成分与料堆中部物料的成分有很大差别

辅助原料:

校正不佳

通过加校正原料对品位(CaCO3含量)进行修改,如果配料称发生故障和品位测量有偏差的话,那麽就会引起修正的错误

均化:

鼓风缺陷

均化库底鼓风不足,会使生料的均化效果不好,钙成分不均

储存:

由于窑密度生料分级

在储存库里(生料磨的上游或均化的下游),在石灰石和其它的生料组分之间出现分级现象(由于不同物质的密度和鼓风缺陷)。

即使发生了这些问题,通过生料分析,人们也可以及时地发现成分的变化,并采取措施:

当含钙过高的生料出现时,30秒之后会发生:

出分解炉温度降低:

分解炉燃料量没有变化,物料要分解的CaCO3越多,它消耗的热量就越多,这不利于分解炉中物料和气体温度的升高。

分解率减小:

分解率=释放的CO2/生料中总的CO2

释放的CO2没有变化,因为分解炉中的燃料没有变化,含钙过高的生料中的CO2增加了。

四级出口物料温度降低:

因为有更多的CaCO3要分解并吸收更多的热量,许多生产线上,由于分解率的测量不是连续的,所以人们通过这个温度来估计分解率

出预热器气体温度降低:

原因是一样的,由于生料含钙过高,分解时热量消耗的也多,而燃料流量没有变化。

当生料CaO含量过高时,5—10分钟之后就会发生:

预热器内所有的压力都会升高:

回转窑上游的物料增加,产生很多的CO2,这个CO2“塞子”使所有的压力升高

出窑过剩空气减小:

因为有额外的CO2释放出来,所以出窑气体O2的比例下降

出预热器气体流量增加:

预热器内气体压力增加(—△P减小)。

也就是说压降减小了,C1变成了C3。

烧成带温度升高:

窑的上游CO2“塞子”降低了拉风效果,使火焰变短,在烧成带由于物料是正常煅烧,所以在短时间内温度升高。

注:

在温度升高之前,出窑气体的NOx浓度在短时间内升高。

二次风温升高:

烧成带温度升高,因此出窑熟料的温度会有暂时升高。

窑负荷和二次风流量变化不明显

烧成带温度降低:

20分钟之后(当含过高的生料在距窑口3Φ处时),物料分解点移向窑头,未烧料靠近,烧成带变短。

0—3秒含钙过高的生料还没到达烧成带

5—10分钟烧成带温度升高

35----40分钟,含钙过高的物料已到达篦冷机里,烧成带温度降低

二次风温降低:

35—40分钟

35-40分钟之后,(当篦冷机床下压力升高时),烧成带温度降低,出窑熟料温度降低,二次风变冷

0--30秒:

含钙过高的生料刚到达预热器的底部

5—10分钟:

二次风更热

20分钟之后,当熟料变得更热时,二次风继续变热

出窑气体中NOx浓度下降:

20分钟

20分钟之后(当含钙过高的物料到达距窑口4Φ处时),烧成带温度降低,同时伴随着NOx的浓度的减小,NOx浓度是窑内煅烧程度的显示器。

窑负荷下降:

20分钟

20分钟之后(当含钙过高的生料在距窑口3Φ处时),烧成带温度降低,液相量减少,料坡随窑壁上升的角度减小,窑负荷减小5-分钟,窑负荷没有明显变化。

f—CaO上升,35—40分钟

35—40分钟之后(当篦床下压力升高时),要化合的钙的数量增加,煅烧恶化,引起f—CaO增加

在10分钟之内,分析用所取的熟料样还是煅烧正常的熟料,

在20分钟之后,此时的熟料样是来自于窑内过热时熟料,f—CaO暂时较低。

二次风量减少:

20分钟

20分钟之后(当含钙过高的物料到达窑口3Φ处时),突然出现出预热器气体流量增加了,但是CO2“塞子”会阻挡拉风,破坏二次风的形成,同样由于此原因,出窑过剩空气减少,可能会产生还原燃烧气氛

二次风的减少是出现CO2“塞子”的开始

20分钟之后35—40分钟之后:

出窑气体中NOx浓度下降二次风温降低

烧成带温度降低f—CaO增加

二次风量减少

窑负荷减小

当出现过烧时:

C3S晶体尺寸更大,更纯:

熟料难于研磨

水化更慢

早期强度降低

此CaO的水化将会很慢,并且几个星期后会产生膨胀

小结:

◆生料CaO含量过高是由于生料中的钙相对于硅而言,数量过多而产生的。

◆应当尽可能地吸收掉这部分过剩的钙:

通过更好地预烧物料

尽可能长时间的和更强烈地煅烧

◆但是煅烧温度不要超过1450℃,以避免发生过烧的情况

80、生料CaO含量过高与f—CaO

037

使用无灰份含钙过高含钙正好的生料含钙不足

燃料的生料的生料

当煅烧正常f-CaO>2.50.8<f-CaO<2.5f-CaO<0.8

生料:

CaO3:

79.81%

SiO2:

:

14.42%

AL2O3:

4.76%

Fe2O3:

1.01%

△=(2.8S+1.65A+0.35F-C)×100%/(S+F+A+C)=6%

CO2排出35.12g

熟料:

CaO3:

44.69%SiO2=22.22%

SiO2:

:

14.42%AL2O3=7.34%

AL2O3:

4.76%Fe2O3=1.56%

Fe2O3:

1.01%CaO3=67.88%

100g生料生成64.88g熟料+35.12gCO2

C2S=21.52%C2S=8.6S+1.08F+5.06A-3.07C…

C3S=55.92%C3S=4.07C-7.6S-1.43F-6.71A

小结:

保证分解率90%以上到95%

0367

含钙过高生料含钙正好的生料含钙少的生料

f-CaO=2.0f-CaO=1%当煅烧正常f-CaO>2.0%0.8%<f-CaO<2.0%f-CaO<0.8%

81、窑前圈地脱落

如果窑圈占据相当大的空间比例,就无法消除它对通风及物料流动的干扰,因此就该破坏它使它垮落,这项操作会在几分钟后引起篦冷机内物料堆积,因此,它对篦冷机的性能造成较大的影响。

结圈阻塞窑:

阻碍了二次风的进入,并使助燃空气更多地进入到三次风管,且熟料不均匀地落入篦冷机

窑圈的脱落:

将极大地减少窑内的压降,不一会,二次风和三次风之间的平衡就重新建立起来。

可是只要窑圈落入篦冷机内,料层厚度的增加阻碍了1、2室鼓风的通过,因此二次风和三次风获取的位置就会趋向篦冷机下游的地方。

窑圈一旦脱落就会出现:

烟室负压下降

窑圈的脱落会使压降迅速降低,烟室的负压减小,通风恢复正常。

窑尾过剩空气上升

因此应该着手有助于恢复压力平衡及窑尾过剩空气的调整

窑负荷平均值下降,窑负荷波动范围下降

一旦窑圈块掉入篦冷机中,窑内物料量减少而篦床上的料层厚度大大增加

篦床1、2室下压力上升,篦速加快

料层厚度增加,会引起各室压力增加,自动调节加大篦速,以使压力恢复到设定值

篦冷机堆料有三种危险:

风机波动、邻室风机返风、窜风

◆风机波动

堆料会使篦床造成强大的压降,使风机的性能无法承受,料层渗透风的能力越来越差。

风室中的压力骤然上升,风机无法继续鼓风,它的性能降低风量减少,风机的工作点发生移并到达不稳定状况。

风机继续往风室内鼓风,可是部分鼓入风由风机的进口排出去,一部分风室内的风被带出,压力下降;风机重新开始鼓风,风机的压力重新上升,于是循环重新开始。

◆出现了风机的返风:

如果压降不是很好地分布在篦床上,而且如果各室之间的密封不够严重,于是风机的鼓风就通过邻室风机返流出室外。

◆窜风:

篦冷机篦床上的堆料表现出其它的不良影响:

料层太厚;来自窑圈的大块熟料聚集;这两个因素有助于风从某地区域通过,于是有人将其称为窜风

波动的循环、风机的返风、以及窜风都不利于篦冷机的机械性能,而且篦板和篦板梁冷却不好或不再冷却。

窑圈脱落引起篦冷机下游的热交换:

熟料出篦冷机温度高给输送设备带来危险

下游热交换不好

排放风温和二次风温高给排风机和电收尘设备带来危险和隐患

小结:

要处理前圈应该:

暂时停窑引起热震

使用高压水喷射

它的脱落带来:

窑内压力下降

篦冷机上出现料堆

因此应该:

降低产量

确保熟料在篦冷机中的正常冷却

这时篦冷机受到以下因素影响:

风机的波动

风机的返风

窜风

82、扰动运行下的操作

扰动运行的介绍,它对燃料量调整的实力

可能使烧成系统产生失衡的因素

对窑重新恢复平衡的解决办法

扰动运行的原因:

煅烧平衡的破坏(出现事故或故障)

看火工反应过快或过慢

煅烧不稳定因素:

旋风筒堵料

窑圈脱落

燃料量不均匀

生料量不正常波动

三次风温波动

掉窑皮

燃料低热值波动

生料质量波动

如何重建平衡:

四条建议:

第一条:

适应情况:

为从扰动性运动中走出来,不要采用单一的操作方法,应该清楚你所要进行的操作应符合你所面临的情况,你可以采取多种方法,调整以下参数:

燃料量、生料量、火焰形状、窑转速、拉风

第二条:

任何操作如果控制不当,都会隐含着危险

记住煅烧的所有参数都是联系的,应该进行多种操作以重建窑的平衡(适应情况)下列就是你将要克服的困难和危险:

一对燃料的操作:

要迅速操作:

如果

O2<1.5%操作10分钟

O2>1.5%操作=20分钟

有改变分解率的危险

可能加剧波动:

二对生料量的操作

操作要缓慢,=30分钟

改变料坡的厚度

使分解率产生变化

要注意的是:

不要在未改变窑速的情况下改变生料量

三对火焰形状的调整:

调整未燃料的位置

不改变窑的热平的状态

如果火焰发散,可能损害窑砖

只有经上级领导同意才能进行这项操作

四对窑转速的操作

要操作迅速<2分钟

调未燃料的位置

改变料坡厚度及热交换的质量

五对拉风的操作:

修改热量分布

O2的低限=1.5%,否则有CO的出现

第三条:

热量储存=操作留有余地

聪明的控制在于有时不立刻着手校正性调整,而是在调整之前出现略微过烧

在存在热储备时,对窑及整个系统进行调整会容易些

第四条:

将变化幅度控制在设定值的1%或2%:

幅度大的调整有加剧循环的危险,为重建窑的平衡,哪怕在观察完效果后重新开始类似的操作,也应该将变化控制在设定值的1%或2%

83、窑后圈的脱落

在烧成带上游,有时候结圈(后圈或硫碱圈)会自行脱落,这是由于:

在自身重量的作用下

生料成分的突然变化结圈事故脱落形成结圈物质的不均窑热分布的变化匀性和脆弱性

人为使结圈脱落的办法:

大约10小时通过子弹:

从窑口利用窑炮发射的铅弹

大约1小时:

通过热震:

停窑进行快速冷却,对硫碱圈特别有效

大约5小时:

通过雷管:

压缩的CO2管穿过筒体和耐火砖层,并且在窑内爆炸,爆炸引起机械震动,这需要窑完全冷却下来才能进行

大约3天:

通过气动工具

窑后圈脱落立刻观察:

烟室负压下降:

窑圈脱落会立刻减小压降,烟室内压力升高

出窑过剩空气上升:

出窑过剩空气增加是由于通风更好了

窑负荷上升:

窑内物料的数量不会立刻发生变化,但是脱落的大量结圈夹带着物料会沿着窑壁分布开来,因此窑负荷增加

烧成带温度下降:

结圈带来的物料预烧效果非常差,它们来到烧成带,因此烧成带要煅烧的物料就过多,所以温度降低

二次风温和篦床下压力上升:

脱落的窑圈使进入篦冷机的熟料增加,于是篦床1的熟料层厚度增加,这样二次风温也随之增加

几分钟之后人们会观查到:

出窑过剩空气下降:

被窑圈所当住的物料突然分解释放出过多的CO2,对二次风不利

窑负荷下降,篦床下压力上升

随着脱落的窑圈被排出,大量的塌料到达了篦冷机里,因此窑负荷减小,篦床压力增加

二次风温下降,f-CaO上升,熟料的C3S减少

由于结圈脱落的影响,要煅烧的物料过多,所以二次风温就降低,煅烧不好,熟料质量差(过多的f-CaO,很少的C3S)

窑后圈脱落所引起的结果

窑内篦冷机内

要煅烧的烧成带温度出窑熟料温度要冷却的熟料过

物料过多降低降低细并量大

煅烧不好冷却不好

质量不好的危险篦冷机工作效果恶化的危

熟料质量变坏f-CaO多险,风机波动风机返风

C3S少,SO3太多

因此这时必须作到给窑留出用于消化未烧熟料的时间

减窑速、减料、减窑头减拉风为了是:

篦速稳定不变,在有大量结圈情况下,应当暂时地降低产量,这样减小喂料可以防止未烧熟料穿过烧成带,减小对篦冷机的干扰,相反要通过增加燃料量来重新建立热储存的方法是无用的。

但是当结圈很小时,可以通过加窑头煤量(保持过剩的空气)来重新加热烧成带,避免未烧熟料进入篦冷机

84、辅传动中窑的再升温

事故停窑超过15分钟,故障已经排除,不可以重新投料,应该对烧成系统逐渐升温,否则由于窑内还有物料,就得格外注意热震和跑黄料。

系统热工状况决定了所要进行的操作步骤,系统热工状况可以通过烟室气体温度来显示出来,因此停窑的时间长短也就决定了这些操作步骤:

停窑时间系统冷却烟室气体温度对窑再升温的时间

经过短时间或中期的故障后,应以每小时40—50℃的速度对烟室进行升温。

对窑的再升温

无论什麽样的气体温度,重要的是在对窑尾交换器(塔架)升温之前先对窑头(烧成带)升温

在采取行为之前,请看以下数据:

引风机、排风机、1—3室的鼓风机、都处于停车状态

篦床

一次风机在运行(冷却喷煤管)

检查引风机上游的气路

烟室<650℃,给窑再升温:

篦床速度:

应首先将篦床速度调至最低以避免冷却机里的窑灰的回返,并最大限度地回收二次风中的热量

1--3室的鼓风机:

应该以低风量运行1—3室的鼓风机

引风机速度:

应该动引风机,将它调到保证窑尾过剩O2低于5%,这样就可以以最高的效率对烧成带升温,(当事故停窑时,烧成带窑内可能含有欠烧的物料)。

窑头燃料量:

一次风机在运行,现在应当动窑头燃料量,窑温低,不宜用煤做燃料,调节燃料油到正常流量的20%,保证预热器出口温度≤400℃,一旦超过这个温度,微降引风机风量或迅速地进到下一步操作

排风机风门:

排风机应有助于限制窑尾的O2到5%,加大风门开度可以缩短火焰,这样可以使烧成带升温并无须让窑尾升到400℃以上

窑的转速:

这是针对温度要调节的最后一个参数

650℃≤烟室<820℃

你所采取的步骤已使烟室温度升高,此后一段时间对于刚做过的调整中需要,还要调节窑头燃料量,其它依旧。

烧成带的温度从此足够高来保证煤的燃烧,为了方便燃烧将燃料油维持在300—400升/小时,即将燃料油量调到正常量的5%而煤量增加15%

820℃≤烟室<880℃

气体温度继续升高,计划再过两个小时重新生产,这里也一样,除了调整一个参数外,其它依旧:

窑转速

应该动窑的转动,不管天气怎样,辅传动目前确保窑的持续转动(10分钟1转),以使物料温度逐步上升到烧结阶段

880℃≤烟室<900℃

目前几乎达到:

升温到880℃时,计划在30分钟后重新投产,但还要对三个参数进行调整

窑头燃料量:

将煤量增加到正常的用量的25%,燃油还保持不变5%

窑尾燃料量:

应该调到正常用量的10%,也要考虑到稍微增加1—3室的鼓风量并使窑头罩压力在重新提产前保持在0---1mmH2O之间,重新投产时分解炉的温度在850℃

4—5室的鼓风机:

最后的阶段是以最低的风量运行4—5室的鼓风机

烟室=900℃

实现目标:

窑得到再升温,最后一个步骤:

检查窑的状况

分解炉的温度850℃

烧成带亮度,料坡的正常角度

烧成带的合理长度:

未烧料应当在火焰的后方;温度扫描的曲线分析

小结:

烟室温度650℃820℃880℃900℃

篦床速度到最小

鼓风机1—3室4—5室

引风机调到过剩O2<5%

窑头燃料量如果窑尾气燃油量减少5%燃料油量5%

体温度=450℃(300-400升/小时煤量加25%

就要减少20……煤量加15%

的燃油

排风机加大风门缩短火焰

窑的转动下雨:

连续转动连续转动10分钟

晴天:

1/3转每15分钟

窑尾燃料量调到10%t℃

=850℃

85、产量的增加

何时可以增加产量、采取什麽行为来增加产量、为了保持烧成系统风动和热力平衡,人们遵守那些原则、实现产量增加

为了增加产量而又要保持热力和风动平衡以及氧气浓度为2%,那麽人们将怎样对8项主要控制进行调整

第一项操作:

增加生料喂料量,所有的这些参数应保持恒定

入窑分解率、料坡厚度、熟料层厚度、f-CaO数量、过剩空气、二次风和三次风温、窑头罩压力

要进行的操作应当能够保证

保持恒定的热量

同样的煅烧质量

不要干扰空气/熟料或气体/物料之间的热交换

为了获得…

应当…

为了保证下列恒定的参数

恒定的热耗

 

喷煤管流量

分解炉流量

引风机速度

过剩空气

同样的煅烧质量

喷煤管流量

分解炉流量

f-CaO数量

分解率

空气/物料

气体/物料间

的热交换

窑速

篦床速度

排风机开度

料坡厚度

熟料层厚度

窑头罩压力

最后

鼓风机风量

二次风温和三次风温

在稳定住了系统气动和热力平衡之后,最好是先后增加两次产量,每次增加3%,而不是一次突然增加6%,因为这样容易产生不平衡

小结:

在增加产量之前应当检查:

是否物料温度、气体温度和分解率正常

是否下列各项有足够的余量:

窑负荷、燃料流量、各风机风量

风机的输出电流与其速度的平方成反比

应当逐步分阶段地来增加生料喂料量,并且要控制每一阶段的热力和动力平衡

86、降低热耗

能耗也就是生产每吨熟料所消耗的能量,能耗的范围大约为800—850兆卡/吨熟料

由于存在多种形式的热交换,物质转换及热损失,因此就产生了能耗,能耗分成以下几种形式:

提供的能量、利用的能量、回收的能量、损失的能量

分解炉燃料提供的喷煤管燃料

利用的能量回收的窑尾热交换

熟料生产窑头热交换

损失的

熟料排出表面热损失

排放风烟气排出

为降低热耗,可以通过三种方式实现

烧成系统操作

修改生料

检查和调整

要进行的操作

操作的目的

操作范围

减小鼓风量

提高热回收效率

提高二次风温和三次风温

篦板温度<250℃

增加熟料层厚度

提高二次风温和三次风温

篦板温度<250℃

压降<最大值

减少喷煤管燃料量

降低能耗

f-CaO<2.5%

保持平稳运行

降低表面热损失

保持窑皮

烧成带温度<1450℃

调节引风机

增加燃烧效率

完全燃烧

增加产量

降低熟料吨耗热量

熟料符合质量计划

生料的修改:

为了降低热耗应当:

增加△(CaO不饱和系数)

减小SM(硅酸率)

增加Fe2O3和Al2O3(溶剂)

降低生料细度

当△增加:

热耗降低

煅烧更加容易

f-CaO降低

C3S下降,C2S升高

粉磨更加困难熟料强度降低

当SM降低或Fe2O3+Al2O3升高时时

热耗降低

煅烧更加容易

C3S+C2S下降

熟料强度降低

要进行的操作

操作的目的

操作范围

增加△

限制C2S化合成C3S的数量

3%<△<6%

降低SM增加Fe2O3+Al2O3

因此溶剂增加,易烧性提高

2.4%<SM<3.1%

提高生料细度

颗粒间接触面积大易烧性提高

100μm筛余10%

检查和调整:

有5项调整:

一:

调节窑头和分解炉的喷嘴(保证得到尽可能高的燃料效率而不产生CO)

二:

调节喷煤管

三:

检查窑头密封圈

四:

检查窑尾密封圈

五:

检查人孔门和观察孔是否关闭

◆喷煤管的调节:

由于一次风温低,因此从总体上尽可能地减少一次风量,保证喷煤管良好运行的条件下,这样做是有好处的,这有利于二次风量的增加

需要在一次风和助燃气体之间保持一定的比例关系:

通过调节外风和内风

内风速度:

50—60m/s

外风速度70-100m/s

◆窑头密封圈漏风

在窑头冷的漏风取代了热的二次风,因此就需要额外的热量来加热这部分气体

◆窑尾密封圈漏风

观察孔:

人孔门和密封缺陷都会使漏风进入,并引起:

出窑气体温度降低

产量降低

因此,生产吨熟料的热耗增加

气体温度降低

更多的漏风是烟气和大气出窑气体温度降低

靠近在窑体处进入之间温差大物料的预

漏风会影响烧效果差

大部分旋风筒

通过增加燃料量来提供更多的热量

产量降低:

要排放的烟气量压降窑内拉风量出窑过剩空气引风机速度提高漏风严重引风机无调节余量产量热耗增加

◆观察孔和人孔门漏风同“窑尾密封圈漏风”现象一样

小结:

降低热耗的方法:

通过调整各项操作参数

通过检查各项调整

一旦上述调整达到最佳状态后,最后只有调节生料

87、通过一次风降低热耗

减小一次风量、增加二次风量、一次风温低、二次风温高

减小一次风量提高助燃空气温度提供的热量增加

增加二次风量

燃料量可以减少降低热耗生产成本降低

对于一条生产100t/h熟料生产线,当人们把一次风/助燃空气的比例从17%降到12%,那麽一年可以省936吨煤

技术参数:

台时100t熟料/h

热耗835兆卡/吨熟料

煤的低热值5600兆卡/吨熟料

20℃时一次风量0.15Nm3/Kg熟料

一次风/助燃空气17%

二次风温(17%一次风时)860℃

二次风温(12%一次风时)840℃

20℃时的空气Cp(比热)0.3113KcaI/Nm3℃

860℃………0.3337KcaI/Nm3℃

840℃………0.3331KcaI/Nm3℃

良好的调整可以使一次风量降低到助燃空气的12%,我们假设烟室的压力和温度不变

那麽一次风量会降低0.044Nm3/Kg熟料

17%0.15Nm3/Kg熟料

12%12/17×0.15Nm3/Kg熟料

因此风量减少了:

0.15×(1—12/17)=0.044Nm3/Kg熟料。

因此二次风量从0.732增加到0.776Nm3/Kg熟料,也就是增加了0.044Nm3/Kg熟料,但同时它的温度从860℃降低到840℃,这样人们会节省6.79兆卡/吨熟料。

气体中带来的热量=二次风所带来的热量(风量增加)—一次风所损失的热量(风量减少)

那麽燃料量就应当减少0.12吨煤/小时

0.0012吨煤/吨熟料K=6.8/5600

即0.12吨煤/小时

那麽每年可接节省936吨煤/年

0.12×7800=936吨煤/年

小结

人们可以通过不同的方法降低热耗,一种方法是通过降低喷煤管的一次风量来实现的

当人们把一次风量从17%降低到12%时,对于一条100t/h熟料生产线就可以:

每年减少煤耗936吨,或可以利用节省下的燃煤每年可多工作2.6天

88、篦冷机事故参数的变化

◆二室闪动阀打开并被卡住

 

000

〈1〉2室篦床下压力〈2〉篦床1速度〈3〉排风量

 

0

〈4〉2室篦板温度

〈1〉2室篦床下压力:

由于有更容易经过的通道(闪动阀打开),所以鼓入风就从闪动阀跑出去了,当第二个个阀板关闭或细粉经过的时候,此

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