用于生产铸块和金属杆棒并且用于监测其质量的装置、设备和方法与流程

本发明涉及用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的装置、设备和方法。

本发明可以有利地用于由例如金、银、铂和钯的贵金属制作而且由诸如铜、钢和其它的其它金属制作的铸块和杆棒的生产中。

背景技术：

众所周知，除了模压外，基本上还存在两种用于制作由金或其它贵金属制作的铸块或杆棒的生产方法：传统方法，其需要借助于坩埚将熔化的金属倾注到合适尺寸的模具(铸块模具)内，然后使熔化的金属在空气中冷却，使其在由气体燃烧器产生的火焰的影响下固化，或更现代的方法，根据该方法，颗粒或其它金属元件插入模具中并在熔炉中进行熔化，随后在方便尺寸的热控制环境中冷却模具(并且因此还冷却容纳在其中的熔化的金属)。

更特别地，第二生产系统最初需要将要熔化的校准量的材料插入模具中，该模具具有与要提供的铸块或杆棒的形状大体上互补的形状。

要熔化的材料可以例如由各种尺寸的颗粒、粉末、晶体或切屑构成。

模具然后插入优选为感应类型的坑道式熔炉中，其中它们首先被加热直到金属的熔点，并且然后冷却直至金属固化。

最近，遵守由由伦敦金银市场协会(LBMA)、即专业铸块市场的领域中的贸易协会制定的技术标准也公认用于针对称为“良好交付”的铸块的生产描述的两种生产方法中的第二种。

因此应当强调，不论它们源自的生产方法，LBMA还需要关于制造的铸块的纯度试验。

对于使用坩埚的生产系统，存在被LBMA很好标准化并识别的纯度试验工具。

关于直接熔化在模具中的铸块的生产，该相同申请人最近提供了用于由贵金属制作的铸块和杆棒的生产的改善的模具组件，所述模具组件允许在铸块或杆棒的形成期间获得在连续和/或静态过程的情况下直接熔化在模具中的要检验的样品。这样的组件是有利的，而且可以在一些方面进行改善。

技术实现要素：

本发明的目标是提供用于在质量监测的情况下生产铸块和金属杆棒的装置、系统和方法，所述装置、系统和方法允许解决与在连续和/或静态过程的情况下确定直接熔化在模具中的铸块或杆棒的纯度有关的问题。

在该目标的范围内，本发明的特定目的提供了允许抽取最初容纳在模具的成形型腔中的校准量的熔化材料以便产生要检验的样品的装置、系统和方法。

本发明的又一目的是提供要检验的样品在熔化期间、当最初引入模具中的所有材料都均匀地混合时获取以便具有与最终产品相同的化学-物理特性的装置、系统和方法。

本发明的另一目的是提供借助于特定结构特性可以由LBMA技术地证实的装置、系统和方法。

本发明的又一目的是提供由于其特定结构特性而能够在使用中给予可靠性和安全性的最大保证的装置和系统。

在下文中将会变得更显而易见的该目标以及这些和其它目的通过用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的装置来实现，装置包括至少一个模具，模具包括主体和至少一个罩壳，主体形成至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔，罩壳与所述主体可拆卸地相关联以便在上面闭合所述型腔；所述装置的特征在于，所述主体和所述罩壳中的至少一个包括至少一个通道，而且当所述罩壳与所述主体相关联在上面闭合所述型腔时，通道适于将所述型腔的内部连接到外部。

根据另一重要方面，用于在质量监测的情况下生产由贵金属制作的杆棒和铸块的装置的特征在于，它包括用于获取容纳在模具中的熔化材料的样品的样品获取装置；所述模具实质上由主体和至少一个罩壳构成，所述主体形成至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔，罩壳与主体可拆卸地相关联以便在上面闭合型腔。

该目标以及这些和其它目的通过用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的设备来实现，设备包括熔化站，熔化站提供有至少一个加热腔室，所述加热腔室适于容纳至少一个模具；所述加热腔室提供有至少一个进入开口，进入开口由至少一个可移动隔板来控制；模具由主体和至少一个罩壳构成，所述主体界定至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔，罩壳与所述主体可拆卸地相关联以便在上面闭合所述型腔；所述设备的特征在于，所述加热腔室包括至少一个间隙，即使当所述进入开口充分闭合时，所述间隙也适于允许从外部到达所述模具。

该目标以及这些和其它目的还通过用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的方法来实现，所述方法包括以下步骤：

将精确量的要熔化的材料引入至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔，所述型腔形成在模具的主体中；

将至少一个罩壳与所述主体可拆卸地相关联，以便在上面区域中闭合所述型腔；

加热所述模具直至所述材料熔化；

所述方法的特征在于，它包括获取容纳在所述型腔中的熔化材料的样品。

附图说明

从根据本发明的装置和系统的、在附图中以非限制性示例的方式图示的优选但非唯一实施例的描述，又一特性和优点将会更显而易见，其中：

图1是根据本发明的装置的一部分的透视图；

图2是前图的装置的纵向截面视图；

图3是图1的装置的剖视图；

图4是根据本发明的装置的样品获取装置的实施例的纵向截面视图；

图5是样品获取装置的又一实施例的纵向截面视图；

图6是样品获取装置的又一实施例的纵向截面视图；

图7是根据本发明的设备的示意图；

图8是用在根据本发明的系统中的模具的截面视图；

图9是根据本发明的设备的又一实施例的示意图。

具体实施方式

参考图1至4，用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的装置具有由参考数字1总体指代的模具。

模具1包括形成至少一个型腔3的主体2和至少一个可移除罩盖4，所述型腔3用于形成铸块或杆棒，所述可移除罩盖4与主体2相关联以便在上面闭合型腔3。

型腔3具有下部部分3a和上部部分3b，所述下部部分3a具有与铸块或杆棒的形状大体上互补的形状，所述上部部分3b具有适于促进要熔化的例如由各种尺寸的颗粒、粉末、晶体或切屑构成的材料的引入的形状。

在示出的示例中，上部部分3b具有至少部分地倾斜并且朝向型腔3的底部收敛的横向表面。

根据本发明的另一方面，上部部分3b可以具有与型腔3的底部大体上成直角的横向表面。

有利地，罩盖4构想为使得它可以从第一位置转到第二位置，在所述第一位置中它搁在要熔化的材料上而不搁在主体2上，在所述第二位置中它搁在主体2上，大体上完全闭合型腔3。

在第二位置中，罩盖4与主体2的不同部分接触，取决于模具1如何建造。

更确切地，如果罩盖4没有横向突出的部分，如在图中示出的，在第二位置中它可以例如将其侧面或胫部搁在型腔3的内壁或搁在界定在其内部的接界上。

否则，如果罩盖4例如提供有周边边缘，在第二位置中边缘可以搁在主体2的上端上。

从第一位置到第二位置的转变在熔化期间、即当由要熔化的材料块占据的体积逐渐减小时发生。

根据又一实施例，罩盖4构想为使得从操作的开始就搁在主体2上，以便大体上完全闭合型腔3。

方便地，主体2和罩盖4可以由一个或更多个部件构成，所述部件例如由石墨、石墨混合物、碳化硅、或与正熔化的金属相容并且耐高温的任何其它材料制作。

根据本发明，模具1具有至少一个通道5，即使当罩盖4与主体2相关联并且在上面闭合型腔3时，所述通道5也允许将型腔3的内部连接到外部。

在示出的示例中，模具1具有提供在罩壳4上的单个通道5；然而，根据未在图中示出的其它实施例，模具可以具有形成在罩盖4上和主体2的壁上的多个通道。

根据本发明的又一方面，通道5可以通过分别提供在罩盖4和主体2上的狭槽以组合的方式形成。

有利地，通道5适于允许样品获取装置插入在型腔3中，以便获取熔化材料的样品，如在下文中更好地描述的。

根据本发明的未在图中示出的又一实施例，模具1还具有次要型腔，所述次要型腔连接到型腔3，用于形成要试验的样品。

在这种情况下，通道5允许将柱杆构件插入型腔3中，产生熔化材料液面的临时上升，以便将其一部分转移到次要型腔。

转移到次要型腔的材料通过固化而形成要试验的样品，这取决于次要型腔关于型腔3如何布置，所述样品整体地接合到铸块或杆棒、或拆卸。

根据本发明的又一方面，该装置具有在图4中由参考数字10总体指代的样品获取装置，用于获取容纳在模具中的熔化材料的样品。

样品获取装置10可以大体上与由形成至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔的主体并且由至少一个可以与主体可拆卸地相关联以在上面区域中闭合型腔的罩盖构成的任何模具一起使用。

然而，优选地，参考的模具大体上等同于为本专利申请的主题的模具1。

因此，样品获取装置10可以借助于提供在罩盖4上、主体2上或两者上的通道5插入型腔3中。

然而，应当考虑到，样品获取装置10也可以通过临时提升罩盖4而插入型腔3中，并且因此样品获取装置也可以在没有通道5的模具的情况下使用。

具体地，样品获取装置10包括由耐高温的材料制作的大体上中空的容器主体11。

有利地，容器主体11具有至少一个用于引入熔化材料的开口12。

参考优选实施例，容器主体11由细长的管状主体构成，例如由石英玻璃或由具有等同特性的其它材料制作，提供有纵向地穿过其的通孔。

根据本发明的又一方面，在图5中由参考数字110总体指代的样品获取装置包括形成至少一个小接收座13的管状主体，开口12形成在所述接收座13的一端处。

接收座13适于容纳最初容纳在型腔3中的校准量的熔化材料。

优选地，管状主体具有连续布置并且借助于可易破坏管道14相互连接的一组接收座13。

有利地，容器主体11可以功能地连接到降压装置，所述降压装置未在附图中示出。

降压装置可以由具有手动或自动致动的真空泵、或由其它技术上等同的装置构成。

降压装置实质上具有吸出容纳在容器主体11中的气体介质的功能，以便将最初容纳在型腔3中的校准量的熔化材料抽取到容器主体11内。

实验性检验和结果的仔细分析已经允许观察到例如具有几毫米直径的细长管状主体避免或在任何情况下减少材料在容器主体11外部的不想要的滴下。

根据本发明的又一方面，管状主体由由耐高温的材料制作的真空检验管代替。

有利地，在检验管的一端处存在可易破坏区域，所述可易破坏区域预先设定为一旦与熔化材料接触就被破坏，以便形成至少一个用于引入材料的开口。

该检验管适于容纳最初容纳在型腔3中的校准量的熔化材料。

根据本发明的又一方面，如在图6中示意地示出的，样品获取装置210包括由提供在其端部中的具有至少一个用于引入熔化材料的开口12的一端处的中空顶端构成的容器主体11。

有利地，该顶端构想为容纳最初容纳在型腔3中的校准量的熔化材料。

中空顶端的相对端与管状支撑件15可拆卸地相关联，所述管状支撑件15可选地连接到先前已经提到的降压装置。

中空顶端和管状支撑件15方便地由耐高温的材料制作，诸如例如石英玻璃、石墨、二氧化硅或适于该目的的其它材料。

根据本发明的又一方面，容器主体由凹形铲状件构成，由耐高温材料制作，并且与合适的柱杆状支撑件相关联。

有利地，铲状件设计为容纳最初容纳在型腔中的校准量的熔化材料。

根据本发明的又一方面，样品获取装置10可以是自动的，并且与主体2或与罩盖4直接相关联，以便从操作的开始就装备模具1并自动获取熔化材料的样品。

对于在图5和6中示出的实施例，与已经参考在图4中示出的实施例描述的元件相对应的元件已经由相同的参考数字指代。

根据本发明的又一方面，由参考数字20总体指代的用于在质量监控的情况下生产金属杆棒和铸块的设备包括优选由感应类型的坑道式熔炉构成的熔化站，所述熔化站具有适于容纳充满要熔化的材料的一个或更多个模具的至少一个加热腔室21。

加热腔室21方便地提供有进入开口22和离开开口23，所述加热腔室21的进入由相应的可移动隔板来控制。

根据又一方面，加热腔室21提供有单个进入开口，所述进入开口由替代地充当入口和充当出口的可移动隔板来控制。

重要的是指出，设备20可以大体上与由形成至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔的主体并且由至少一个可以与主体可拆卸地相关联以在上面区域中闭合型腔的罩盖构成的任何模具一起使用。

然而，优选地，参考的模具大体上等同于为本专利申请的主题的模具1。

根据本发明，加热腔室21具有至少一个间隙24，即使当进入开口22和离开开口23被相应的可移动隔板闭合，所述间隙24也允许从外部到达模具1。

实际上，间隙24实质上用于将样品获取装置插入加热腔室21中而不必打开闭合进入开口22和离开开口23的可移动隔板。样品获取装置可以是上述装置中的任一种，

具体地，间隙24形成在形成加热腔室21的主体。

设备20装备有的样品获取装置10、110或210因此可以通过间隙24到达模具1，并且通过通道5插入型腔3中。

该方案允许从模具1获取材料的样品，所述样品具有与铸块或杆棒相同的化学-物理特性，并且使用它用于随后的试验。

根据在图9中示出的实施例，间隙24形成在控制进入开口的可移动隔板中的至少一个中。

在这种情况下，样品获取装置10、110或210借助于间隙24到达模具1，并且在提升罩盖4之后插入型腔3中。

根据又一实施例，样品获取装置10、110或210布置在加热腔室21内部。

作为替代，在打开加热腔室21的开口中的一个后或一经模具1从加热腔室21离开后，样品获取装置10、110或210可以引入模具1中。

根据本发明的装置的使用和设备的操作从已经在上面描述的内容显而易见。

具体地，为了获取容纳在模具1的型腔3中的之前加热至容纳在其中的金属的熔点的熔化材料的样品，凭借通过通道5将其插入型腔3中足以使用本发明的样品获取装置。

然而，应当考虑到，样品获取装置10也可以通过临时提升罩盖4而插入型腔3中，并且因此也可以在缺少通道5的模具的情况下使用。

例如，在样品获取装置10的情况下，降压装置吸出容纳在容器主体11中的气体介质，以便将最初容纳在型腔3中的校准量的熔化材料抽取到容器主体11内。

一旦该材料已经固化，通过破坏管状主体或通过其两端中的一端提取样品足以提取形成在容器主体11中的样品。

在样品获取装置110的情况下，一旦抽取到容器主体11的材料已经固化，利用可易破坏管道14足以将布置在管状主体的一端处的接收座13与可选地存在的其它接收座分开。

以此方式，可以容易地试验的样品已经可用。

在样品获取装置210的情况下，该样品形成在中空顶端中，所述中空顶端随后可以用空的顶端代替。

已经发现，有利的是通过使用允许使整个过程自动化的设备20执行这些操作；然而，其它使用是有利的；例如，模具1在自由空间中通过利用气体燃料火焰进行加热。

根据本发明，一种用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的方法包括，获取容纳在模具中的熔化材料的样品，所述模具实质上由主体和由至少一个罩壳构成，所述主体形成至少一个用于形成铸块或杆棒的型腔，所述罩壳与所述主体可拆卸地相关联，以便在上面区域中闭合型腔。

可以借助于适于该目的的任何装置和任何系统来执行该方法，但是优选地借助于根据本专利申请的装置和系统来提供该方法。

具体地，该方法以第一步骤开始，所述第一步骤需要将精确量的要熔化的材料引入用于形成铸块或杆棒的型腔，所述型腔形成在模具的主体中；所述精确量的要熔化的材料例如由各种尺寸的颗粒、粉末、晶体或切屑构成。

该型腔然后借助于搁在要熔化的材料上的适配罩壳来闭合，以便压缩它，然而无需倚靠。

模具的加热和随之发生的容纳在型腔中的材料的熔化从此时开始。

通过熔化，材料逐渐减小其体积并引起罩壳下降，所述罩壳大体上完全闭合型腔。

根据本发明，该方法包括在于获取容纳在模具的型腔中的熔化材料的样品的又一步骤。

有利地，样品获取操作通过将罩壳保持在之前到达的闭合位置中来执行。

可操作地，样品获取通过合适的样品获取装置发生，所述样品获取装置适于获取容纳在型腔中的校准量的熔化材料，所述熔化材料通过形成在模具中的通道引入模具。

该通道具有即使当罩壳与模具的主体相关联以在上面区域中闭合型腔时也将型腔的内部连接到外部的功能。

根据本发明的又一方面，样品获取操作通过提升罩壳并且通过将样品获取装置引入模具来执行。样品获取装置提取容纳在型腔中的校准量的熔化材料。

作为替代，样品获取装置与模具相关联，以大体上稳定的方式装备它。

实际上已经发现，本发明实现预期的目标和目的，提供了用于在质量监测的情况下生产金属杆棒和铸块的装置、设备和方法，所述装置、设备和方法解决在连续和/或静态过程的情况下确定直接熔化在模具中的铸块或杆棒的纯度的问题。

实际上，根据本发明的装置、设备和方法允许获取最初容纳在模具的成形型腔中的校准量的熔化材料，以便产生要试验的样品。

有利地，由于样品在熔化期间、即当最初引入模具中的所有材料都均匀地混合时获取，它具有与最终产品相同的化学-物理特性，并且因此可以用于以可靠的形式确定最终产品的纯度。

该申请要求于2014年5月6日提交的意大利专利申请号VI2014A000122的优先权，其主题以引用方式并入本文。