專利名稱：內(nèi)熱式石英玻璃連續(xù)電熔爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種內(nèi)熱式石英玻璃連續(xù)電熔爐，屬石英玻璃熔制設(shè)備類。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的石英玻璃連續(xù)電熔爐，均用圓筒型金屬鎢做熔煉玻璃的坩堝，而用金屬鎢制成的發(fā)熱體則放置在坩堝之外側(cè)。熔煉時(shí)整個(gè)爐內(nèi)完全處于保護(hù)氣氛下，發(fā)熱體發(fā)出的熱量通過鎢坩堝傳給坩堝內(nèi)的石英粉料并將其熔融成石英玻璃，再通過坩堝下方的成型?？?，成為所需的板材、管材或棒材。此為外熱式石英玻璃連熔爐，其弱點(diǎn)為1，熱效率較低，一般僅為10%左右。2，內(nèi)部換熱強(qiáng)度低，再受鎢制品加工工藝的限制，鎢坩堝的尺寸不可能很大，很難生產(chǎn)大尺寸石英玻璃制品。3，生產(chǎn)時(shí)要耗用保護(hù)氣。4，不能生產(chǎn)要求在氧化氣氛下熔煉的挎雜的石英坡璃。5，熔制的石英玻璃氧缺位較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是找到一種節(jié)能節(jié)氣，能在氧化環(huán)境下生產(chǎn)大小規(guī)格石英玻璃管、 板、棒的石英玻璃連續(xù)電熔爐。本發(fā)明將原有石英玻璃連續(xù)電熔爐中圓筒狀的鎢坩堝，改為用非圓筒狀氧化鋯坩堝做連熔爐的坩堝。此坩堝在高溫下不會(huì)氧化，不需用保護(hù)氣，本坩堝可在氧化氣氛下正常工作。本發(fā)明再將原來位于坩堝外的發(fā)熱體，改為放置在坩堝內(nèi)石英粉料中，采用發(fā)熱體直接在粉料內(nèi)加熱料的“內(nèi)加熱”方式，本發(fā)熱體的高溫發(fā)熱區(qū)完全處于熔融的石英玻璃中。因熔融的石英玻璃已將發(fā)熱體的高溫區(qū)與空氣完全隔絕，故此處即使是采用易氧化的發(fā)熱體，它也可在氧化氣氛下正常工作。本發(fā)明的坩堝，采用氧化鋯陶瓷；發(fā)熱體之上的坩堝，其橫斷面可以是矩形，可以是方形，也可以是圓形；發(fā)熱體之下的坩堝，可以漸變成圓形，可以漸變成環(huán)形，也可以漸變成條形；發(fā)熱體之上的坩堝，軸向是等截面的，發(fā)熱體之下則是變截面的；坩堝底部則為倒錐形并包含成型?？凇Ｒ虮靖邷氐嫩釄迮c發(fā)熱體工作時(shí)均不需用保護(hù)氣體，故本連熔爐可在氧化氣氛下熔煉石英玻璃。本發(fā)明的坩堝，其底板由平面改為倒錐形，以利于玻璃向?？诹鲃?dòng)；底部不用氣體保護(hù)后可增設(shè)隔熱層，除能有效的減小坩堝底部熱損耗，還有利于減少?？谑⒉ＡЯ蠝氐慕档?本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1、采用“內(nèi)熱”的物料加熱方式，綜合各種措施后熱效率可提高數(shù)倍；2，石英粉料熔化后均緊貼或以很近的距離流過發(fā)熱體，其厚度越小溫度梯度越大，向粉料換熱強(qiáng)度也越大，本爐單位發(fā)熱面積的玻璃產(chǎn)量較大；且在一定條件和一定范圍內(nèi)增加熔融體的出爐量，反而可比較安全地增加石英粉料的熔融量。3、在物料溫度相同時(shí)，發(fā)熱體的溫度、坩堝的溫度，特別是保溫層的溫度將遠(yuǎn)低于外熱式時(shí)相應(yīng)的溫度?？蓽p少爐體的熱損耗，還可降低絕熱層的耐火度；4、正常生產(chǎn)時(shí)，可完全不用保護(hù)氣體。5，坩堝尺寸和形狀不受限制，可以生產(chǎn)大尺寸的板材，管材，棒材或砣。
6，在氧化氣氛下部分雜質(zhì)易氧化后揮發(fā)。石英玻璃中的氧缺位少。本發(fā)明的連熔爐節(jié)氣、節(jié)能，是唯一能在氧化氣氛下熔煉各種石英玻璃的連續(xù)電熔爐。除可生產(chǎn)摻雜的石英玻璃外，也可生產(chǎn)無氧缺位的石英玻璃。


附圖1為本發(fā)明的內(nèi)熱式石英玻璃連熔爐縱剖面示意圖.發(fā)明實(shí)例附圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例本連熔爐由供電電源(1)、供料器O)、熔融石英玻璃的發(fā)熱體(3)，含冷端3-1 和高溫發(fā)熱區(qū)3-2、芯桿G)、氧化鋯坩堝(5)、保溫隔熱層(6)、外殼(7)組成，其中，供電電源為用可控硅調(diào)壓、變壓并整流的直流供電電源。供料器與一般石英玻璃連熔爐相同。發(fā)熱體設(shè)置在氧化鋯坩堝(5)內(nèi)的發(fā)熱體(3)，其高溫發(fā)熱區(qū)(3- 完全處于熔融石英玻璃體之中。本發(fā)熱體(3)采用鎢、鉬、炭-炭或碳化硅制成，發(fā)熱體⑶直接通電發(fā)熱。本發(fā)熱體為與坩堝上部橫裁面相近，與連熔爐軸線垂直的方形或矩形網(wǎng)、板狀物； 此網(wǎng)、板狀物上設(shè)有供熔融石英向下流動(dòng)的縫隙或孔。本發(fā)熱體的冷端(3-2)與板狀發(fā)熱體的板面垂直。芯桿與一般石英玻璃連熔爐的芯桿相同，但它們由氧化鋯或碳化硅制成。坩堝采用氧化鋯陶瓷；發(fā)熱體之上的坩堝，其橫斷面是矩形，；發(fā)熱體之下的坩堝，由矩形漸變成條形；發(fā)熱體之上的坩堝，軸向是等截面的，發(fā)熱體之下則是變截面的； 坩堝底部則為倒錐形并包含成型模口。保溫絕熱層同一般的石英玻璃連熔爐的保溫絕熱層。外殼與一般石英玻璃連熔爐相似。本連熔爐工作時(shí)，先將上下爐口堵住，通入保護(hù)氣，向坩堝內(nèi)加入石英粉料，再給發(fā)熱體通電。待石英粉料熔融并包裹住發(fā)熱體的高溫區(qū)后，停止輸入保護(hù)氣，繼續(xù)對發(fā)熱體通電，繼續(xù)對坩堝內(nèi)加料，熔融的石英玻璃由經(jīng)板狀發(fā)熱體的縫隙流過，再經(jīng)芯桿頭與下模口之間的縫隙流出，經(jīng)牽引機(jī)牽引，最終成為石英玻璃板材、棒材和管材。
權(quán)利要求
1.內(nèi)熱式石英玻璃連續(xù)電熔爐，本爐由供電電源(1)、供料器O)、熔融石英玻璃的發(fā)熱體(3 含冷端3-1和高溫發(fā)熱區(qū)3-2)、桿(4)、氧化鋯坩堝(5)、保溫隔熱層(6)、外殼(7) 組成，其特征在于發(fā)熱體(3)設(shè)置在氧化鋯坩堝(5)內(nèi)，其高溫區(qū)完全處于熔融石英玻璃體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋯坩堝(5)，其特征在于發(fā)熱體高溫發(fā)熱區(qū)(3- 之上的坩堝，其橫斷面可以是矩形，可以是方形也可以是園形；之下的坩堝，可以漸變成圓形，可以漸變成環(huán)形，也可以變成條形；坩堝底部為倒錐形并包含成型?？?。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體(3)，其特征在于采用鎢、鉬、炭-炭或碳化硅制成， 發(fā)熱體直接通電發(fā)熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體(3)，其特征在于發(fā)熱體的高溫發(fā)熱區(qū)(3- 為與坩堝上部橫裁面相近，與連熔爐軸線垂直的方形或矩形網(wǎng)、板狀物；此網(wǎng)、板狀物上設(shè)有供熔融石英向下流動(dòng)的縫隙或孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體(5)，其特征在于發(fā)熱體的冷端與板狀發(fā)熱體的板面垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯桿(3)，其特征在于芯桿由氧化鋯或碳化硅陶瓷制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)熱式石英玻璃連續(xù)電熔爐。屬于石英玻璃熔制設(shè)備。本爐將現(xiàn)有石英玻璃連熔爐的園柱狀鎢坩堝改為多面體狀的氧化鋯坩堝，再將發(fā)熱體由坩堝外側(cè)移置到坩堝內(nèi)，其高溫區(qū)將完全埋置于熔融的石英玻璃中。發(fā)熱體不通過坩堝而直接加熱石英粉料，粉料熔融后由板狀發(fā)熱體上的縫隙向下流向下?？?，最終成為石英玻璃管、板或棒材。本連熔爐傳熱效率最高；可不用使體保護(hù)氣。石英粉料可在氧化氣氛下熔煉.本爐的坩堝的尺寸可做得較大，其粉料與發(fā)熱體之間特殊的傳熱方式使其換熱強(qiáng)度大，從而可生產(chǎn)大尺寸的板材、管材或棒材。
文檔編號C03B5/027GK102285749SQ201010204350
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者張洪齊 申請人:羅萬前