用于生產鑄塊和金屬桿棒并且用于監測其質量的裝置、設備和方法與流程

本發明涉及用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的裝置、設備和方法。

本發明可以有利地用于由例如金、銀、鉑和鈀的貴金屬制作而且由諸如銅、鋼和其它的其它金屬制作的鑄塊和桿棒的生產中。

背景技術：

眾所周知，除了模壓外，基本上還存在兩種用于制作由金或其它貴金屬制作的鑄塊或桿棒的生產方法：傳統方法，其需要借助于坩堝將熔化的金屬傾注到合適尺寸的模具(鑄塊模具)內，然后使熔化的金屬在空氣中冷卻，使其在由氣體燃燒器產生的火焰的影響下固化，或更現代的方法，根據該方法，顆粒或其它金屬元件插入模具中并在熔爐中進行熔化，隨后在方便尺寸的熱控制環境中冷卻模具(并且因此還冷卻容納在其中的熔化的金屬)。

更特別地，第二生產系統最初需要將要熔化的校準量的材料插入模具中，該模具具有與要提供的鑄塊或桿棒的形狀大體上互補的形狀。

要熔化的材料可以例如由各種尺寸的顆粒、粉末、晶體或切屑構成。

模具然后插入優選為感應類型的坑道式熔爐中，其中它們首先被加熱直到金屬的熔點，并且然后冷卻直至金屬固化。

最近，遵守由由倫敦金銀市場協會(LBMA)、即專業鑄塊市場的領域中的貿易協會制定的技術標準也公認用于針對稱為“良好交付”的鑄塊的生產描述的兩種生產方法中的第二種。

因此應當強調，不論它們源自的生產方法，LBMA還需要關于制造的鑄塊的純度試驗。

對于使用坩堝的生產系統，存在被LBMA很好標準化并識別的純度試驗工具。

關于直接熔化在模具中的鑄塊的生產，該相同申請人最近提供了用于由貴金屬制作的鑄塊和桿棒的生產的改善的模具組件，所述模具組件允許在鑄塊或桿棒的形成期間獲得在連續和/或靜態過程的情況下直接熔化在模具中的要檢驗的樣品。這樣的組件是有利的，而且可以在一些方面進行改善。

技術實現要素：

本發明的目標是提供用于在質量監測的情況下生產鑄塊和金屬桿棒的裝置、系統和方法，所述裝置、系統和方法允許解決與在連續和/或靜態過程的情況下確定直接熔化在模具中的鑄塊或桿棒的純度有關的問題。

在該目標的范圍內，本發明的特定目的提供了允許抽取最初容納在模具的成形型腔中的校準量的熔化材料以便產生要檢驗的樣品的裝置、系統和方法。

本發明的又一目的是提供要檢驗的樣品在熔化期間、當最初引入模具中的所有材料都均勻地混合時獲取以便具有與最終產品相同的化學-物理特性的裝置、系統和方法。

本發明的另一目的是提供借助于特定結構特性可以由LBMA技術地證實的裝置、系統和方法。

本發明的又一目的是提供由于其特定結構特性而能夠在使用中給予可靠性和安全性的最大保證的裝置和系統。

在下文中將會變得更顯而易見的該目標以及這些和其它目的通過用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的裝置來實現，裝置包括至少一個模具，模具包括主體和至少一個罩殼，主體形成至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔，罩殼與所述主體可拆卸地相關聯以便在上面閉合所述型腔；所述裝置的特征在于，所述主體和所述罩殼中的至少一個包括至少一個通道，而且當所述罩殼與所述主體相關聯在上面閉合所述型腔時，通道適于將所述型腔的內部連接到外部。

根據另一重要方面，用于在質量監測的情況下生產由貴金屬制作的桿棒和鑄塊的裝置的特征在于，它包括用于獲取容納在模具中的熔化材料的樣品的樣品獲取裝置；所述模具實質上由主體和至少一個罩殼構成，所述主體形成至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔，罩殼與主體可拆卸地相關聯以便在上面閉合型腔。

該目標以及這些和其它目的通過用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的設備來實現，設備包括熔化站，熔化站提供有至少一個加熱腔室，所述加熱腔室適于容納至少一個模具；所述加熱腔室提供有至少一個進入開口，進入開口由至少一個可移動隔板來控制；模具由主體和至少一個罩殼構成，所述主體界定至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔，罩殼與所述主體可拆卸地相關聯以便在上面閉合所述型腔；所述設備的特征在于，所述加熱腔室包括至少一個間隙，即使當所述進入開口充分閉合時，所述間隙也適于允許從外部到達所述模具。

該目標以及這些和其它目的還通過用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的方法來實現，所述方法包括以下步驟：

將精確量的要熔化的材料引入至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔，所述型腔形成在模具的主體中；

將至少一個罩殼與所述主體可拆卸地相關聯，以便在上面區域中閉合所述型腔；

加熱所述模具直至所述材料熔化；

所述方法的特征在于，它包括獲取容納在所述型腔中的熔化材料的樣品。

附圖說明

從根據本發明的裝置和系統的、在附圖中以非限制性示例的方式圖示的優選但非唯一實施例的描述，又一特性和優點將會更顯而易見，其中：

圖1是根據本發明的裝置的一部分的透視圖；

圖2是前圖的裝置的縱向截面視圖；

圖3是圖1的裝置的剖視圖；

圖4是根據本發明的裝置的樣品獲取裝置的實施例的縱向截面視圖；

圖5是樣品獲取裝置的又一實施例的縱向截面視圖；

圖6是樣品獲取裝置的又一實施例的縱向截面視圖；

圖7是根據本發明的設備的示意圖；

圖8是用在根據本發明的系統中的模具的截面視圖；

圖9是根據本發明的設備的又一實施例的示意圖。

具體實施方式

參考圖1至4，用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的裝置具有由參考數字1總體指代的模具。

模具1包括形成至少一個型腔3的主體2和至少一個可移除罩蓋4，所述型腔3用于形成鑄塊或桿棒，所述可移除罩蓋4與主體2相關聯以便在上面閉合型腔3。

型腔3具有下部部分3a和上部部分3b，所述下部部分3a具有與鑄塊或桿棒的形狀大體上互補的形狀，所述上部部分3b具有適于促進要熔化的例如由各種尺寸的顆粒、粉末、晶體或切屑構成的材料的引入的形狀。

在示出的示例中，上部部分3b具有至少部分地傾斜并且朝向型腔3的底部收斂的橫向表面。

根據本發明的另一方面，上部部分3b可以具有與型腔3的底部大體上成直角的橫向表面。

有利地，罩蓋4構想為使得它可以從第一位置轉到第二位置，在所述第一位置中它擱在要熔化的材料上而不擱在主體2上，在所述第二位置中它擱在主體2上，大體上完全閉合型腔3。

在第二位置中，罩蓋4與主體2的不同部分接觸，取決于模具1如何建造。

更確切地，如果罩蓋4沒有橫向突出的部分，如在圖中示出的，在第二位置中它可以例如將其側面或脛部擱在型腔3的內壁或擱在界定在其內部的接界上。

否則，如果罩蓋4例如提供有周邊邊緣，在第二位置中邊緣可以擱在主體2的上端上。

從第一位置到第二位置的轉變在熔化期間、即當由要熔化的材料塊占據的體積逐漸減小時發生。

根據又一實施例，罩蓋4構想為使得從操作的開始就擱在主體2上，以便大體上完全閉合型腔3。

方便地，主體2和罩蓋4可以由一個或更多個部件構成，所述部件例如由石墨、石墨混合物、碳化硅、或與正熔化的金屬相容并且耐高溫的任何其它材料制作。

根據本發明，模具1具有至少一個通道5，即使當罩蓋4與主體2相關聯并且在上面閉合型腔3時，所述通道5也允許將型腔3的內部連接到外部。

在示出的示例中，模具1具有提供在罩殼4上的單個通道5；然而，根據未在圖中示出的其它實施例，模具可以具有形成在罩蓋4上和主體2的壁上的多個通道。

根據本發明的又一方面，通道5可以通過分別提供在罩蓋4和主體2上的狹槽以組合的方式形成。

有利地，通道5適于允許樣品獲取裝置插入在型腔3中，以便獲取熔化材料的樣品，如在下文中更好地描述的。

根據本發明的未在圖中示出的又一實施例，模具1還具有次要型腔，所述次要型腔連接到型腔3，用于形成要試驗的樣品。

在這種情況下，通道5允許將柱桿構件插入型腔3中，產生熔化材料液面的臨時上升，以便將其一部分轉移到次要型腔。

轉移到次要型腔的材料通過固化而形成要試驗的樣品，這取決于次要型腔關于型腔3如何布置，所述樣品整體地接合到鑄塊或桿棒、或拆卸。

根據本發明的又一方面，該裝置具有在圖4中由參考數字10總體指代的樣品獲取裝置，用于獲取容納在模具中的熔化材料的樣品。

樣品獲取裝置10可以大體上與由形成至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔的主體并且由至少一個可以與主體可拆卸地相關聯以在上面區域中閉合型腔的罩蓋構成的任何模具一起使用。

然而，優選地，參考的模具大體上等同于為本專利申請的主題的模具1。

因此，樣品獲取裝置10可以借助于提供在罩蓋4上、主體2上或兩者上的通道5插入型腔3中。

然而，應當考慮到，樣品獲取裝置10也可以通過臨時提升罩蓋4而插入型腔3中，并且因此樣品獲取裝置也可以在沒有通道5的模具的情況下使用。

具體地，樣品獲取裝置10包括由耐高溫的材料制作的大體上中空的容器主體11。

有利地，容器主體11具有至少一個用于引入熔化材料的開口12。

參考優選實施例，容器主體11由細長的管狀主體構成，例如由石英玻璃或由具有等同特性的其它材料制作，提供有縱向地穿過其的通孔。

根據本發明的又一方面，在圖5中由參考數字110總體指代的樣品獲取裝置包括形成至少一個小接收座13的管狀主體，開口12形成在所述接收座13的一端處。

接收座13適于容納最初容納在型腔3中的校準量的熔化材料。

優選地，管狀主體具有連續布置并且借助于可易破壞管道14相互連接的一組接收座13。

有利地，容器主體11可以功能地連接到降壓裝置，所述降壓裝置未在附圖中示出。

降壓裝置可以由具有手動或自動致動的真空泵、或由其它技術上等同的裝置構成。

降壓裝置實質上具有吸出容納在容器主體11中的氣體介質的功能，以便將最初容納在型腔3中的校準量的熔化材料抽取到容器主體11內。

實驗性檢驗和結果的仔細分析已經允許觀察到例如具有幾毫米直徑的細長管狀主體避免或在任何情況下減少材料在容器主體11外部的不想要的滴下。

根據本發明的又一方面，管狀主體由由耐高溫的材料制作的真空檢驗管代替。

有利地，在檢驗管的一端處存在可易破壞區域，所述可易破壞區域預先設定為一旦與熔化材料接觸就被破壞，以便形成至少一個用于引入材料的開口。

該檢驗管適于容納最初容納在型腔3中的校準量的熔化材料。

根據本發明的又一方面，如在圖6中示意地示出的，樣品獲取裝置210包括由提供在其端部中的具有至少一個用于引入熔化材料的開口12的一端處的中空頂端構成的容器主體11。

有利地，該頂端構想為容納最初容納在型腔3中的校準量的熔化材料。

中空頂端的相對端與管狀支撐件15可拆卸地相關聯，所述管狀支撐件15可選地連接到先前已經提到的降壓裝置。

中空頂端和管狀支撐件15方便地由耐高溫的材料制作，諸如例如石英玻璃、石墨、二氧化硅或適于該目的的其它材料。

根據本發明的又一方面，容器主體由凹形鏟狀件構成，由耐高溫材料制作，并且與合適的柱桿狀支撐件相關聯。

有利地，鏟狀件設計為容納最初容納在型腔中的校準量的熔化材料。

根據本發明的又一方面，樣品獲取裝置10可以是自動的，并且與主體2或與罩蓋4直接相關聯，以便從操作的開始就裝備模具1并自動獲取熔化材料的樣品。

對于在圖5和6中示出的實施例，與已經參考在圖4中示出的實施例描述的元件相對應的元件已經由相同的參考數字指代。

根據本發明的又一方面，由參考數字20總體指代的用于在質量監控的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的設備包括優選由感應類型的坑道式熔爐構成的熔化站，所述熔化站具有適于容納充滿要熔化的材料的一個或更多個模具的至少一個加熱腔室21。

加熱腔室21方便地提供有進入開口22和離開開口23，所述加熱腔室21的進入由相應的可移動隔板來控制。

根據又一方面，加熱腔室21提供有單個進入開口，所述進入開口由替代地充當入口和充當出口的可移動隔板來控制。

重要的是指出，設備20可以大體上與由形成至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔的主體并且由至少一個可以與主體可拆卸地相關聯以在上面區域中閉合型腔的罩蓋構成的任何模具一起使用。

然而，優選地，參考的模具大體上等同于為本專利申請的主題的模具1。

根據本發明，加熱腔室21具有至少一個間隙24，即使當進入開口22和離開開口23被相應的可移動隔板閉合，所述間隙24也允許從外部到達模具1。

實際上，間隙24實質上用于將樣品獲取裝置插入加熱腔室21中而不必打開閉合進入開口22和離開開口23的可移動隔板。樣品獲取裝置可以是上述裝置中的任一種，

具體地，間隙24形成在形成加熱腔室21的主體。

設備20裝備有的樣品獲取裝置10、110或210因此可以通過間隙24到達模具1，并且通過通道5插入型腔3中。

該方案允許從模具1獲取材料的樣品，所述樣品具有與鑄塊或桿棒相同的化學-物理特性，并且使用它用于隨后的試驗。

根據在圖9中示出的實施例，間隙24形成在控制進入開口的可移動隔板中的至少一個中。

在這種情況下，樣品獲取裝置10、110或210借助于間隙24到達模具1，并且在提升罩蓋4之后插入型腔3中。

根據又一實施例，樣品獲取裝置10、110或210布置在加熱腔室21內部。

作為替代，在打開加熱腔室21的開口中的一個后或一經模具1從加熱腔室21離開后，樣品獲取裝置10、110或210可以引入模具1中。

根據本發明的裝置的使用和設備的操作從已經在上面描述的內容顯而易見。

具體地，為了獲取容納在模具1的型腔3中的之前加熱至容納在其中的金屬的熔點的熔化材料的樣品，憑借通過通道5將其插入型腔3中足以使用本發明的樣品獲取裝置。

然而，應當考慮到，樣品獲取裝置10也可以通過臨時提升罩蓋4而插入型腔3中，并且因此也可以在缺少通道5的模具的情況下使用。

例如，在樣品獲取裝置10的情況下，降壓裝置吸出容納在容器主體11中的氣體介質，以便將最初容納在型腔3中的校準量的熔化材料抽取到容器主體11內。

一旦該材料已經固化，通過破壞管狀主體或通過其兩端中的一端提取樣品足以提取形成在容器主體11中的樣品。

在樣品獲取裝置110的情況下，一旦抽取到容器主體11的材料已經固化，利用可易破壞管道14足以將布置在管狀主體的一端處的接收座13與可選地存在的其它接收座分開。

以此方式，可以容易地試驗的樣品已經可用。

在樣品獲取裝置210的情況下，該樣品形成在中空頂端中，所述中空頂端隨后可以用空的頂端代替。

已經發現，有利的是通過使用允許使整個過程自動化的設備20執行這些操作；然而，其它使用是有利的；例如，模具1在自由空間中通過利用氣體燃料火焰進行加熱。

根據本發明，一種用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的方法包括，獲取容納在模具中的熔化材料的樣品，所述模具實質上由主體和由至少一個罩殼構成，所述主體形成至少一個用于形成鑄塊或桿棒的型腔，所述罩殼與所述主體可拆卸地相關聯，以便在上面區域中閉合型腔。

可以借助于適于該目的的任何裝置和任何系統來執行該方法，但是優選地借助于根據本專利申請的裝置和系統來提供該方法。

具體地，該方法以第一步驟開始，所述第一步驟需要將精確量的要熔化的材料引入用于形成鑄塊或桿棒的型腔，所述型腔形成在模具的主體中；所述精確量的要熔化的材料例如由各種尺寸的顆粒、粉末、晶體或切屑構成。

該型腔然后借助于擱在要熔化的材料上的適配罩殼來閉合，以便壓縮它，然而無需倚靠。

模具的加熱和隨之發生的容納在型腔中的材料的熔化從此時開始。

通過熔化，材料逐漸減小其體積并引起罩殼下降，所述罩殼大體上完全閉合型腔。

根據本發明，該方法包括在于獲取容納在模具的型腔中的熔化材料的樣品的又一步驟。

有利地，樣品獲取操作通過將罩殼保持在之前到達的閉合位置中來執行。

可操作地，樣品獲取通過合適的樣品獲取裝置發生，所述樣品獲取裝置適于獲取容納在型腔中的校準量的熔化材料，所述熔化材料通過形成在模具中的通道引入模具。

該通道具有即使當罩殼與模具的主體相關聯以在上面區域中閉合型腔時也將型腔的內部連接到外部的功能。

根據本發明的又一方面，樣品獲取操作通過提升罩殼并且通過將樣品獲取裝置引入模具來執行。樣品獲取裝置提取容納在型腔中的校準量的熔化材料。

作為替代，樣品獲取裝置與模具相關聯，以大體上穩定的方式裝備它。

實際上已經發現，本發明實現預期的目標和目的，提供了用于在質量監測的情況下生產金屬桿棒和鑄塊的裝置、設備和方法，所述裝置、設備和方法解決在連續和/或靜態過程的情況下確定直接熔化在模具中的鑄塊或桿棒的純度的問題。

實際上，根據本發明的裝置、設備和方法允許獲取最初容納在模具的成形型腔中的校準量的熔化材料，以便產生要試驗的樣品。

有利地，由于樣品在熔化期間、即當最初引入模具中的所有材料都均勻地混合時獲取，它具有與最終產品相同的化學-物理特性，并且因此可以用于以可靠的形式確定最終產品的純度。

該申請要求于2014年5月6日提交的意大利專利申請號VI2014A000122的優先權，其主題以引用方式并入本文。