IT201800007030A1

IT201800007030A1 - Cella per il prelievo di campioni di scoria

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Publication number: IT201800007030A1
Application number: IT102018000007030A
Authority: IT
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2020-01-09
Also published as: WO2020012317A1

Description

TITOLO: CELLA PER IL PRELIEVO DI CAMPIONI DI SCORIA

CAMPO DELLA TECNICA

L’invenzione riguarda una cella per il prelievo di campioni di scoria che comprende un corpo di contenimento preferibilmente a forma di tubo o ad anello; e un fondo che è inseribile/inserito in forma removibile su un’estremità o all’interno del corpo di contenimento definendo nello stato inserito insieme a detto corpo un contenitore. Questa cella può essere montata su una lancia per prelevare campioni di scoria da un forno. I campioni di scoria possono poi essere analizzati per valutare l’andamento del processo fusorio.

STATO DELLA TECNICA

La scoria è un prodotto che si forma durante il processo fusorio in un forno. Si caratterizza attraverso la formazione di uno strato schiumoso più leggero rispetto al bagno di metallo (acciaio) e contiene quegli elementi indesiderati che si vogliono sottrarre al rottame mescolati con diversi additivi chimici (ad esempio calce), iniettati appositamente per realizzare questo scopo.

La fusione del rottame e della calce porta alla separazione delle fasi metalliche da quelle nonmetalliche (diversi ossidi refrattari) che galleggiano sopra le fasi metalliche formando lo strato di scoria, che apporta diversi benefici sempre che si formi nella quantità e qualità desiderata. Un beneficio tra tutti funge da schermo fra il metallo fuso e l’ossigeno circostante; altri benefici sono la protezione dei refrattari del forno rispetto all’arco elettrico, l’eliminazione di ossidi acidi e inclusioni dal metallo, la defosforazione e desolforazione del bagno, l’impedimento dell’assorbimento di idrogeno e azoto e l’isolamento termico del bagno metallico. La composizione e le caratteristiche fisiche della scoria sono importanti per ottenere un bagno metallico con le caratteristiche desiderate e i benefici sopra illustrati. Si rende quindi necessario un controllo della scoria durante le diverse fasi del procedimento di produzione del bagno. Secondo lo stato dell’arte, durante la fusione, gli operatori procedono con il prelievo di campioni di metallo e scoria, in modo da determinare se la fusione stia procedendo come desiderato. Tali campioni vengono prelevati, per esempio, attraverso apposite sonde usa e getta, che normalmente prevedono nella punta una capsula con un contenitore cilindrico di materiale ceramico e due “tappi” circolari di metallo, in cui uno dei due tappi è forato in modo conico per poter permettere un’entrata per quanto possibile agevole del liquido da prelevare nella camera di prelievo. Una tale sonda tradizionale è descritto più avanti con riferimento alla figura 1. La sonda con la cella di prelievo viene infilata in un’apposita lancia e immersa nel bagno, o come nel presente invenzione, nello strato di scoria, riempiendo con metallo o scoria la camera tra i due dischi metallici. Dopo qualche secondo la lancia viene estratta. Data l’esigua quantità di materiale prelevato, il suo indurimento è molto veloce.

A questo punto in genere la sonda, contenente la cella con il materiale, viene sbattuta a terra per far rompere la ceramica ed emergere il campione, che viene raffreddato e portato in laboratorio per l’analisi. Com’è facile capire molto spesso in questo passaggio il campione si danneggia.

Inoltre, questo sistema può andare abbastanza bene nel caso di scoria liquida, ma non con scorie schiumose composte da una parte di scoria liquida, particelle solide precipitate e una parte gassosa, principalmente composta da monossido di carbonio in cui le particelle solide fungono da siti di nucleazione per lo sviluppo di bollicine di gas. Scorie con elevati indici di schiumosità (e quindi un grande numero di bollicine di piccole dimensioni) sono svantaggiose, come illustrato da E. B. Pretorius e R.C. Carlisle in “Foamy Slag Fundamentals and their Practical Application to Electric Furnace Steelmaking”, in occasione della 56<a >conferenza Electric Furnace Conference nel 1998 a New Orleans (pubblicato in Electric Furnace Conference, vol.

56, p.275-292, 1998). Una scoria altamente schiumosa infatti fatica molto ad entrare in quantità sufficiente nella cella di prelievo e spesso i campioni prelevati non sono rappresentativi, tuttavia è comunque necessaria per la schermatura del bagno dall’ossigeno e la diminuzione dei consumi elettrici del forno grazie al suo potere isolante.

Sonde molto complesse per il prelievo di metallo e/o scoria sono descritte, per esempio, nei documenti statunitensi US 7,621,191 B2, US 9,176,027 B2 e US 7,832,294 B2. I campioni prelevati con queste sonde devono tutti essere distrutti per poter essere analizzati.

ESPOSIZIONE DELL’INVENZIONE

L’invenzione si pone lo scopo di superare i suddetti inconvenienti e di proporre una cella, o sonda di campionamento volta al prelievo di campioni di scoria in particolare durante il processo di fusione di un bagno di metallo, che sia idonea a prelevare campioni anche significativi di scoria molto schiumosa. Ulteriore scopo dell’invenzione è proporre un sistema che permetta il raffreddamento del campione, ma nello stesso tempo renda possibile l’ottenimento di un campione che non si danneggi con l’estrazione dalla cella e/o che non richieda la sua distruzione per poter essere analizzato, un problema apparentemente non ancora considerato nello stato dell’arte. Altro scopo è fornire delle celle per il prelievo di scoria che non siano del tipo monouso ma che siano almeno in parte riutilizzabili.

Lo scopo viene raggiunto mediante una cella per il prelievo di campioni di scoria che comprende:

(a) un corpo di contenimento, preferibilmente a forma di tubo o ad anello; e

(b) un fondo che è inseribile/inserito in forma removibile su un’estremità o all’interno del corpo di contenimento definendo nello stato di inserito insieme a detto corpo di contenimento un contenitore, in cui almeno una zona della superficie del fondo, che nello stato inserito del fondo è rivolta verso l’interno del contenitore (cioè che è rivolta verso il campione), è realizzata in modo tale da avere una rugosità Ra inferiore o uguale a 1,6 μm, preferibilmente con una rugosità Ra da 0,05 a 1,6 μm, più preferibilmente con una rugosità Ra di circa 0,8 µm.

La rugosità è definita secondo l’equazione (1)

in cui Ra è la rugosità espressa come scostamento medio aritmetico dei valori assoluti rilevati all’interno della lunghezza L, espressa in μm del profilo valutato, L è la lunghezza di base del tratto sottoposto a misurazione, Z è l’altezza di un elemento del profilo (somma dell’altezza di un picco e della profondità di una valle dell’elemento del profilo) e x è la lunghezza di un elemento del profilo. I parametri sono illustrati più avanti con riferimento alla fig. 6. Preferibilmente, la rugosità è rilevata sulla sezione di un piano normale alla superficie e trasversale all’orientamento dei solchi prevalenti. Come misura della rugosità, si assume vantaggiosamente il parametro “Ra”, cioè il valore medio aritmetico delle ordinate assolute del profilo rilevato rispetto alla sua linea media (lunghezza del tratto sottoposto a misurazione), espresso in μm. Preferibilmente, la determinazione della rugosità Ra avviene seguendo le indicazioni delle norme (UNI EN) ISO 1302 (Specifiche geometriche dei prodotti (GPS) – Indicazione dello stato delle superfici nella documentazione tecnica di prodotto) e (UNI EN) ISO 4287 (Specifiche geometriche dei prodotti (GPS) – Stato della superficie: Metodo del profilo – Termini, definizioni e parametri dello stato della superficie.).

La presenza di una zona o superficie con una rugosità molto bassa, cioè una superficie molto liscia, crea una relativa superficie del campione altrettanto poco rugosa che può essere collocata direttamente in uno spettrometro e sottoposta ad un’analisi della sua composizione senza richiedere ulteriori passi di preparazione del campione (p. es. la sua polverizzazione e il suo scioglimento in soluzioni specifiche). Campioni ottenuti con la cella secondo l’invenzione sono particolarmente adatti alla spettroscopia LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy = Spettroscopia da scarica indotta mediante laser).

Un materiale preferito per il fondo è il metallo che si presta particolarmente all’ottenimento di superfici molto lisce e che consente di lavorare agevolmente la rugosità della superficie. Naturalmente sono ipotizzabili varianti del fondo che non presentano solo una zona della superficie a bassa rugosità, ma in cui l’intera superficie che viene a contatto con il campione presenta una rugosità con valori come sopra definiti.

Varianti del fondo comprendono, per esempio, un disco piatto o un disco con i bordi curvati verso l’alto, cioè un disco svasato, creando un fondo a sezione C. All’interno del corpo di contenimento può essere previsto un restringimento della parete in modo tale da diminuire la circonferenza interna ovvero possono essere previste una o più sporgenze, per esempio un gradino anulare. Restringimento e sporgenza/e permettono dopo l’inserimento del fondo, il sostegno del campione evitandone la fuoriuscita dal corpo di contenimento dal lato corrispondente al fondo. In un’altra variante preferita dell’invenzione, il fondo può avere un area superiore all’apertura del corpo di contenimento e può essere saldato con alcuni punti facilmente rompibili sul bordo del corpo di contenimento. Ipotizzabili sono anche fondi avvitabili sul bordo del corpo di contenimento prevedendo rispettive filettature. In questo caso, è possibile ipotizzare di creare un doppio fondo in cui il fondo avvitabile comprende all’interno in forma sciolta un disco con una zona di rugosità bassa nel senso dell’invenzione tal da ridurre il rischio di graffiare la zona liscia svitando il fondo dal corpo di contenimento. In un’altra variante, il fondo presenta un foro canalare passante che è allineabile con due fori opposti realizzati nella parete del corpo di contenimento quando il fondo è inserito nel corpo di contenimento; con una spina o una chiavetta passante per tutti e tre i fori si fissa poi il fondo nel corpo di contenimento.

In una variante particolarmente vantaggiosa dell’invenzione, la cella comprende inoltre (c) un inserto a forma di tubo o anello inseribile/inserito in forma staccabile all’interno del corpo di contenimento e atto a tenere il fondo nella sua posizione se è posto all’interno del corpo di contenimento. Una cella maggiormente preferita è quindi una combinazione di un corpo di contenimento, di un fondo, per esempio un disco preferibilmente metallico, e di un inserto come elemento di blocco per fissare il fondo nella sua posizione.

In una variante ulteriore, l’inserto può essere anche diviso in due o più componenti, per poter essere agevolmente separato dal campione una volta estratto dal corpo di contenimento.

Un materiale idoneo per l’inserto e anche per il corpo di contenimento è la ceramica che è poco soggetta a dilatazione termica. In genere sono preferibili materiali non soggetti a dilatazione termica.

Nel caso della presenza dell’inserto, il campione viene raccolto nello spazio delimitato dall’inserto e dal fondo e può, dopo la solidificazione, facilmente essere estratto insieme all’inserto dal corpo di contenimento e staccato dal fondo. Così il corpo di contenimento diventa riutilizzabile. Le celle conosciute dallo stato dell’arte sono invece prevalentemente del tipo usa e getta, quindi monouso.

Il campione con una base liscia privato dal fondo, contenuto ancora nel corpo di contenimento o nell’inserto può essere analizzato senza bisogno di rompere l’elemento che lo contiene. Preferibilmente, nel caso di assenza dell’inserto, la parete interna del corpo di contenimento è almeno parzialmente coperta di protuberanze.

Preferibilmente, nel caso di presenza dell’inserto, la parete interna dell’inserto è almeno parzialmente dotata di protuberanze.

Le protuberanze presenti sulla parete, o del corpo di contenimento o dell’inserto, che delimitano lateralmente lo spazio in cui viene accolto il campione, lo catturano e lo trattengono anche nello stato liquido.

Vantaggiosamente, la parete esterna dell’inserto e la parete interna del corpo di contenimento sono sagomate in forma complementare, in modo da permettere un accoppiamento a tenuta tra corpo di contenimento e inserto. Preferibilmente, questa sagomatura sono dei settori inclinati in forma complementare delle due suddette pareti. Vantaggiosamente, la sagomatura o inclinazione è dettata da una sezione cuneiforme delle parti delle pareti interessate dall’accoppiamento, in particolare nel caso dell’inserto. In caso di un fondo svasato le sagomature delle pareti si adattano ove necessario all’inclinazione del bordo del fondo. Questa sagomatura dell’inserto complementare alla relativa sagomatura del corpo di contenimento (ed eventualmente del bordo del fondo se presente) permettono un funzionamento semplice dell’inserto come elemento di blocco reversibile del fondo. Sono pensabili anche soluzioni in cui l’inserto venga avvitato all’interno del corpo di contenimento prevedendo relative filettature su entrambi gli elementi.

In una variante preferita dell’invenzione, le protuberanze sono una filettatura. La filettatura all’interno del corpo di contenimento o dell’inserto permette che il campione di scoria una volta solidificato possa agevolmente essere svitato dagli stessi che successivamente possono essere riutilizzati.

Vantaggiosamente, l’apertura del corpo di contenimento e, se presente, dell’inserto, è scelta in modo tale di rappresentare un’area d’ingresso per il campione di almeno 4 cm<2>. Vantaggiosamente, questa area corrisponde all’apertura definita dalla circonferenza tubolare o anulare interna del corpo di contenimento e/o dell’inserto. Preferibilmente non sono previste coperture dell’estremità opposta al fondo del corpo di contenimento o dell’inserto (come, per esempio, il secondo disco metallico della cella dello stato dell’arte sopra descritta). Il vantaggio di questa soluzione consiste nell’avere una ampia bocca di accoglimento della scoria, che nonostante possa essere schiumosa e viscosa, riesce ad entrare nella cella in quantità sufficiente per essere analizzata. La cella secondo l’invenzione è quindi idonea per raccogliere scorie con indici di schiumosità elevati, che corrispondono al valore massimo dell’indice di schiumosità che si raggiunge in funzione della viscosità effettiva e della frazione di particelle solide precipitate.

La sezione del tubo o anello formante il corpo di contenimento o l’inserto preferibilmente è circolare (in questo caso il corpo e l’inserto sono cilindrici), ma sono pensabili anche sezioni di altre geometrie, come sezioni esagonali, ottagonali per menzionarne solo alcune. La sezione circolare permette la presenza di filettature che garantiscono lo svitamento del campione. Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda una sonda per il prelievo di un campione di scoria che comprende una cella secondo l’invenzione e una lancia su cui è montata la cella. La lancia permette all’operatore o al robot di introdurre la cella nella scoria liquida. La cella vantaggiosamente viene posta con il suo fondo lateralmente della lancia.

Un’ulteriore aspetto dell’invenzione concerne un procedimento per il prelievo e l’analisi di un campione di scoria che comprende le seguenti fasi:

(a) messa a disposizione di una cella con il fondo inserito o una relativa sonda secondo l’invenzione;

(b) prelievo di un campione di scoria che viene accolto nello spazio all’interno del corpo di contenimento o, se presente, nello spazio all’interno dell’inserto;

(c) attesa della solidificazione del campione e preferibilmente del raffreddamento del campione;

(d) separazione del fondo dal campione; e

(e) analisi del campione.

Il procedimento, grazie all’uso della cella secondo l’invenzione, fornisce un campione che dopo il distacco del fondo mette a disposizione una superficie poco rugosa del campione.

Preferibilmente, l’analisi viene eseguita direttamente sulla superficie del campione solidificato che era a contatto con la zona o superficie di bassa rugosità del fondo, non rendendo necessaria la distruzione del campione avendo a disposizione una superficie liscia idonea all’analisi LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy = spettroscopia da scarica indotta mediante laser). Vantaggiosamente, il campione di scoria ha nel momento di raccolta un indice di schiumosità elevato.

In una variante particolarmente preferita del procedimento, la cella comprende detto inserto e il campione solidificato viene estratto dopo la fase (c) insieme all’inserto dal corpo di contenimento. Con una filettatura all’interno dell’inserto si rende possibile inoltre il semplice svitamento del campione dall’inserto permettendo il riutilizzo dell’inserto.

Le caratteristiche descritte per un aspetto dell’invenzione possono essere trasferiti mutatis mutandis agli altri aspetti dell’invenzione.

Le varianti dell’invenzione descritte raggiungono gli scopi dell’invenzione. In particolare, permettono il prelievo di scorie molte schiumose, il riutilizzo del corpo di contenimento e dell’inserto dopo l’uso e l’ottenimento di un campione con una superficie molto liscia direttamente idonea all’analisi LIBS.

Gli scopi e i vantaggi detti verranno ulteriormente evidenziati durante la descrizione di preferiti esempi di esecuzione dell'invenzione data a titolo indicativo, ma non limitativo.

Varianti dell’invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. La descrizione dei preferiti esempi di esecuzione della cella, della sonda e del procedimento per il prelievo e l’analisi di campioni di scoria viene data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento agli allegati disegni.

DESCRIZIONE DI PREFERITI ESEMPI DI ESECUZIONE

La fig.1 illustra una cella per il prelievo di campioni di scoria secondo lo stato dell’arte. La fig.2 illustra in una vista esplosa e nello stato montato in sezione un primo esempio esecutivo di una cella per il prelievo di campioni di scoria secondo una prima variante dell’invenzione.

La fig.3 illustra in una vista esplosa e nello stato montato in sezione un secondo esempio esecutivo di una cella per il prelievo di campioni di scoria secondo una seconda variante dell’invenzione.

La fig.4 illustra in sezione la preparazione della sonda riempita con scoria dell’esempio esecutivo della figura 3 per l’analisi LIBS.

La fig.5 mostra in forma ingrandita e in sezione la cella vuota e montata dell’esempio esecutivo della figura 3.

La fig.6 mostra in una vista esplosa e nello stato montato in sezione un terzo esempio esecutivo di una cella per il prelievo di campioni di scoria secondo una seconda variante dell’invenzione.

La fig.7 illustra i parametri dell’equazione (1) per la determinazione dei valori di rugosità secondo le norme ISO 1302 e 4287.

La fig.1 illustra una cella 2 per il prelievo di campioni di scoria secondo lo stato dell’arte. La sonda 2 è composta di un cilindro ceramico 4 nel quale è creato un vano 6 racchiuso sulla parte inferiore da un primo disco metallico 8 e sulla parte superiore da un secondo disco metallico 10 dotato di un foro 12 che serve da ingresso per il campione.

La fig.2 mostra in una vista esplosa e nello stato montato in sezione un primo esempio esecutivo di una cella 102 per il prelievo di campioni di scoria secondo una prima variante dell’invenzione. La cella 102 è composta, come è ben visibile nella vista esplosa in alto, da un cilindro ceramico di contenimento 104, da un disco metallico inferiore 108 con sezione a C e da un inserto in forma di un cuneo ceramico di blocco 114. Nello stato montato vuoto si nota come il disco metallico inferiore 108, che ha una forma a piattello, è inserito nel cilindro ceramico 104 formando il suo fondo. La sezione a C evita la fuoriuscita del disco 108 dal cilindro di contenimento 104. Il cuneo 114 tiene fermo il disco 108. Il cuneo 114 presenta sulla sua parete laterale interna delle protuberanze 116, preferibilmente una filettatura, che serve a trattenere il campione nello stato liquido iniziale e per poi poterlo svitare una volta solidificato. All’interno della cella 102 si trova quindi un vano 106 che assomiglia a un bicchiere con un’apertura il cui perimetro corrisponde al perimetro interno del cuneo 114. In tal modo un campione, anche molto schiumoso, può entrare facilmente e riempire il vano 106 dove viene fermato dalle protuberanze 116 all’interno del cuneo 114. La cella 102 non presenta pertanto alcuna copertura. Nell’immagine più in basso di fig.2 la cella 102 comprende nel suo vano 106 un campione di scoria 118. Le pareti interne del corpo 104, o cilindro di contenimento, ed esterne dell’inserto o cuneo 114 presentano delle inclinazioni complementari tra di esse e compatibili con l’inclinazione dei bordi del fondo 108 per creare un inserimento a tenuta. La fig. 3 riporta in una vista esplosa e nello stato montato in sezione un secondo esempio esecutivo di una cella 202 per il prelievo di campioni di scoria secondo un’altra variante dell’invenzione. Seguendo lo stesso principio della sonda della figura precedente, la sonda 202 è composta da un corpo o cilindro ceramico di contenimento 204, da un fondo a forma di disco metallico inferiore 208 e da un inserto tipo cuneo ceramico di blocco 214. Il cilindro di contenimento 204 comprende al suo interno una sagomatura a gradino 205 che permette l’appoggio del disco metallico 208 senza che questo possa uscire verso il basso dal cilindro di contenimento 204. Il disco 208 viene tenuto dal cuneo ceramico di blocco 214 contro il gradino 205. All’interno del cuneo 214 si trovano anche qui protuberanze 216 in forma di una filettatura per ritenere la scoria 218. Le pareti interne del corpo o cilindro di contenimento 204 ed esterne dell’inserto o cuneo 114 presentano delle inclinazioni complementari tra di esse per creare un inserimento a tenuta. In questo esempio esecutivo il fondo 208 non è svasato.

La fig. 4 illustra in sezione la preparazione della cella riempita con scoria dell’esempio esecutivo della figura 3 per l’analisi LIBS. Una volta riempita la cella 202 con scoria 218 e solidificata la scoria 218, si capovolge ovvero ruota la cella 202 nel senso della freccia X1.

Escono il cuneo ceramico di blocco 214 e il disco metallico 208 che possono facilmente essere staccati uno dall’altro. Il cuneo 214 comprende la scoria 218 solidificata che presenta una superficie liscia 220 dove era a contatto con il disco metallico 208 e in particolare con la sua superficie 209 di bassa rugosità. Il cilindro ceramico 204 viene girato secondo la freccia X2 e può essere riutilizzato ricomponendo la cella 202 con il disco metallico recuperato 208 e con il cuneo recuperato 214 (la filettatura permette lo svitamento della scoria solidificata) oppure in caso di rottura con un cuneo nuovo. L’inserto 214 con la scoria 218 contenuta viene capovolto e inserito in uno strumento LIBS (non rappresentato) che analizza la composizione della scoria 218 direttamente sulla superficie liscia 220 senza richiedere la distruzione del campione o dell’inserto 214.

Comune a tutti i dischi metallici rispettivamente 108 e 208 degli esempi esecutivi rappresentati è il fatto che presentano, almeno sul lato che all’interno della cella 102, 202 è rivolto verso la scoria 118, 218, una superficie molto liscia 109, 209 che permette di ottenere un campione idoneo per l’analisi LIBS e di poter staccare facilmente la scoria solidificata e raffreddata 118, 218 dal disco metallico 108, 208.

La fig.5 infine mostra in forma ingrandita e in sezione la cella 202 vuota e montata dell’esempio esecutivo della figura 3. Il corpo o cilindro di contenimento 204 porta sul gradino 205 il disco metallico 208 con una superficie liscia 209 che viene premuta dall’inserto a cuneo ceramico 214 contro il gradino 205. Le protuberanze 216 sulla parete laterale interna dell’inserto 214 cattura e trattiene la scoria (non rappresentata). L’inserto 214 dispone di sporgenze 215 che aiutano, essendo poste a distanza dai bordi superiori del corpo di contenimento 204, di estrarre l’inserto 214 da quest’ultimo. A contatto tra la parete esterna dell’inserto 214 e la parete interna del cilindro di contenimento 204 inclinate in forma complementare tra di esse, può essere prevista una resina 203 che migliora la tenuta dell’inserto 214 fisso al cilindro 204 senza però rendere difficile la separazione di questi per preparare il campione per l’analisi LIBS.

Dimensioni esemplificative prevedono un’altezza dell’inserto 214 di 20 mm, una distanza della sporgenza 215 dal bordo superiore di 7 mm; nella zona dell’apertura superiore dell’inserto 214 un diametro interno di 45 mm e un diametro esterno di 55 mm. L’apertura inferiore dell’inserto 214 ha un diametro di 46 mm e il diametro complessivo inferiore dell’inserto 214 è 70 mm. L’altezza del cilindro di contenimento 204 potrebbe essere di 22 mm e l’altezza complessiva della cella 202 con inserto 214 inserito completamente nel cilindro di contenimento 204 di 30 mm.

Per gli elementi delle celle 102, 202 realizzate in materiale metallico si presta particolarmente acciaio del tipo AISI 304 o 316.

La figura 6 mostra in una vista esplosa (a sinistra) e nello stato montato in sezione (a destra) un terzo esempio esecutivo di una cella 302 per il prelievo di campioni di scoria secondo un’ulteriore variante dell’invenzione. Si notano il corpo di contenimento 314 con una filettatura 316 interna e il fondo 308. Il fondo 308 è composto da una piastra di elevato spessore 311 con una superficie liscia 309 rivolta verso il corpo di contenimento 314 e con un foro canalare 317 passante per la piastra 311. Nella parte inferiore del fondo 308 è previsto una specie di pomolo 313 che facilità la manipolazione del fondo 308 che assomiglia a un tappo o un coperchio. Nel senso della freccia il fondo 308 viene inserito nel corpo di contenimento 314 e fissato con l’aiuto di una spina 321 che viene fatta passare attraverso due fori 319 opposti applicati nella parete del corpo di contenimento 314 e attraverso il foro canalare 317 del fondo essendo stato allineato quest’ultimo foro 317 con i fori 319 della parete del corpo di contenimento 314 con l’inserimento del fondo. La spina 321 prima dell’inserimento è a forma di L, una volta inserita, l’estremità rettilinea uscente dal corpo di contenimento 314 viene leggermente piegata in modo tale di fissare il fondo 308 impedendo l’uscita della spina 321. Una volta raccolto e solidificato il campione, l’estremità piegata viene “raddrizzata” e la spina 321 estratta per staccare il fondo 308.

La fig.7, infine, illustra i parametri dell’equazione (1)

per la determinazione dei valori di rugosità secondo le norme ISO 1302 e 4287 nello stato di revisione corrente alla data di deposito della presente domanda. La rugosità è il complesso di errori microgeometrici presenti su una superficie ottenuta con una lavorazione qualsiasi. Si indica con il valore Ra che corrisponde al valore medio aritmetico delle ordinate assolute del profilo rilevato rispetto alla sua linea media M (lunghezza del tratto sottoposto a misurazione), espresso in μm, cioè lo scostamento medio aritmetico dei valori assoluti rilevati all’interno della lunghezza L di base del tratto sottoposto a misurazione. Con Z1, Z2 e Z(x) in generale si indica l’altezza di un elemento del profilo ovvero la somma dell’altezza di un picco e della profondità di una valle dell’elemento del profilo. Con x s’intende la lunghezza di un elemento del profilo.

In fase esecutiva, alla cella e alla sonda di prelievo di campioni di scoria e al relativo procedimento con l’analisi del campione, oggetto dell’invenzione, potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti esecutive non descritte. Qualora tali modifiche o tali varianti dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Cella (102; 202) per il prelievo di campioni di scoria (118; 218) comprendente: (a) un corpo di contenimento (104; 204), preferibilmente a forma di tubo o ad anello; e (b) un fondo (108; 208) che è inseribile/inserito in forma removibile su un’estremità o all’interno del corpo di contenimento (104; 204) definendo nello stato di inserito insieme a detto corpo di contenimento (104; 204) un contenitore, caratterizzata dal fatto che almeno una zona della superficie (109; 209) del fondo (108; 208), che nello stato inserito del fondo (108; 208) è rivolta verso l’interno del contenitore, è realizzata in modo tale da avere una rugosità Ra inferiore o uguale a 1,6 μm, preferibilmente con una rugosità Ra da 0,05 a 1,6 μm, più preferibilmente con una rugosità Ra di circa 0,8 µm.
2) Cella (102; 202) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre: (c) un inserto (114; 214) a forma di tubo o anello inseribile/inserito in forma removibile all’interno di detto corpo di contenimento (104; 204) e atto a tenere detto fondo (108; 208) nella sua posizione all’interno di detto corpo di contenimento (104; 204).
3) Cella (102; 202) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che (i) nel caso di assenza di detto inserto (114; 214), la parete interna di detto corpo di contenimento (104; 204) è almeno parzialmente coperta di protuberanze; o che (ii) nel caso di presenza di detto inserto (114; 214), la parete interna di detto inserto (114; 214) è almeno parzialmente dotata di protuberanze (116; 216).
4) Cella (102; 202) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 o 3 caratterizzata dal fatto che la parete esterna di detto inserto (114; 214) e la parete interna di detto corpo di contenimento (104; 204) sono sagomate in forma complementare, preferibilmente comprendendo settori inclinati in forma complementare, in modo da permettere un accoppiamento a tenuta tra corpo di contenimento (104; 204) e inserto (114; 214) in cui preferibilmente la sagomatura o inclinazione è dettata da una sezione cuneiforme delle parti delle pareti interessate dall’accoppiamento, in particolare nel caso dell’inserto (114; 214).
5) Cella (102; 202) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4 caratterizzata dal fatto che dette protuberanze (116; 216) sono una filettatura.
6) Cella (102; 202) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che l’apertura del corpo di contenimento (104; 204) e, se presente, dell’inserto (114; 214) sia scelta in modo tale di rappresentare un’area d’ingresso per il campione di almeno 4 cm<2>.
7) Sonda per il prelievo di un campione di scoria (118; 218) comprendente una cella (102; 202) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e una lancia su cui è montata detta cella (102; 202).
8) Procedimento per il prelievo e l’analisi di un campione di scoria (118; 218) comprendente le seguenti fasi: (a) messa a disposizione di una cella (102; 202) con il fondo inserito secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 o di una sonda secondo la rivendicazione 7; (b) prelievo di un campione di scoria (118; 218) che viene accolto nello spazio all’interno del corpo di contenimento (104; 204) o, se presente, nello spazio all’interno dell’inserto (114; 214); (c) attesa della solidificazione del campione (118; 218) e preferibilmente del raffreddamento del campione (118; 218); (d) separazione del fondo (108; 208) dal campione (118; 218); e (e) analisi del campione (118; 218).
9) Procedimento secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detta analisi viene eseguita direttamente sulla superficie del campione solidificato che era a contatto con detta zona o superficie (109; 209) di bassa rugosità di detto fondo (108; 208), preferibilmente tramite un’analisi LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy = Spettroscopia da scarica indotta mediante laser).
10) Procedimento secondo la rivendicazione 8 o 9 caratterizzato dal fatto che detta cella (102; 202) comprende detto inserto (114; 214) e che dopo la fase (c) detto campione (118; 218) viene estratto insieme a detto inserto (114; 214) da detto corpo di contenimento (104; 204).