[實用新型]一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置

有效

• 申請號: 200820041441.6
• 申請日: 2008-08-25
• 公開（公告）號: CN201245546Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 杜建中
• 申請（專利權）人: 杜建中
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及高純石英砂的生產裝置，具體涉及一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置。

背景技術

石英玻璃是純石英成分的工業玻璃，以高純石英砂為唯一原料進行高溫軟化和成型。石英玻璃是尖端科技和新興工業的基礎性材料，廣泛應用于高級電光源、電子、半導體、通信、熱工儀表、實驗室儀器、光學、化工、國防軍事、冶金、電氣等行業和領域，直接影響到國防科技和國民經濟的發展。因此，各大國均將高純石英砂列為重要的戰略物資。

石英玻璃工業對其原料高純石英砂的質量要求主要包括所生產制品的氣泡氣線、純度和雜質點三個方面，其中制品的氣泡氣線則是所有石英玻璃產品的大忌，也是高純石英砂生產中最難以控制的關鍵質量指標。目前，我國用作石英玻璃原料的高純石英砂的生產，全部是選用高純度、低羥基、低氣液包裹體的脈石英為原料進行加工，其工藝技術比較簡單，對原料礦石質量的依賴性極大，可利用的礦石僅占脈石英資源總量的大約5％。大部分脈石英資源(其中絕大多數純度達到要求)因為含有較多的羥基和氣液包裹體，生產出來的石英玻璃制品氣泡氣線超標，因而在現有的工藝條件下不能用來制備石英玻璃的原料。隨著石英玻璃市場需求的高速增長，能夠符合質量要求的資源迅速減少，供不應求加劇，價格不斷上漲。同時，目前在找礦、加工過程中，對于礦石在制品的氣泡氣線方面能否作為石英玻璃原料的判定非常困難，需要制成高純石英砂后再生產出石英玻璃制品才能初步判別。做一次連熔石英管的生產試驗需要投料高純石英砂300公斤以上進行連續十幾個小時的生產，一次試驗的成本最少幾千元，而一次失敗的試驗對連熔石英管等連續生產企業造成的損失可達上萬元，由于天然礦產資源質量的不穩定性和原料礦石中羥基、氣液包裹體含量檢測的復雜性，礦石質量波動而造成企業重大損失甚至破產的情況時有發生。

發明內容

本實用新型的目的在于：提出一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置，通過該裝置實現對石英玻璃制品關鍵質量指標--氣泡氣線的有效控制，打破現有工藝對礦石質量的高度依賴性，將脈石英資源在石英玻璃工業中的可利用率從5％左右提高到80％以上，用普通的脈石英礦石生產出的高純石英砂SiO₂含量可以達到99.99％以上，十三種金屬元素雜質總量可達25-30ppm以下，能夠用來生產中高檔石英玻璃制品。

本實用新型的技術解決方案是：該煅燒水淬裝置包括電爐和水槽，電爐內部兩側和底部安裝發熱件，在電爐的出口下方安裝水槽，至少一根石英玻璃管從爐體中心靠近發熱件的位置縱向穿過爐體，石英玻璃管的兩端露出在爐體外部，露出爐體外部的石英玻璃管的兩端上分別安裝空心輪轂固定，空心輪轂安裝在帶有軸承座的支撐托輪上，其中一端連接傳動機構。

本實用新型的一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置中，石英玻璃管的兩端設高度差，高的一端為進料口，低的一端為出料口。

本實用新型的一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置中，石英玻璃管直徑80毫米以上，長2米以上，一般直徑80-150毫米、長2-5米。

本實用新型的一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置中，石英玻璃管在爐體內多根并排或多層排列。

本實用新型的一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置中，電爐煅燒溫度以石英砂的軟化溫度為上限，為900-1300℃，一般為1000-1100℃，煅燒時間大于20分鐘，一般為20-60分鐘。

本實用新型的一種制備石英玻璃原料-高純石英砂的煅燒水淬裝置中，水槽內水為經凈化處理的不含顆料懸浮物的純凈水，使用流動水或循環水，水槽的水溫80℃以下，一般水溫為50℃以下。

使用時，石英砂從石英玻璃管的進口端進入，經過高溫煅燒的石英砂由出料口落入水槽進行水淬，石英砂中所含有的羥基在煅燒過程中溢出，氣液包裹體在水淬過程中爆裂逃逸，實現對石英玻璃制品關鍵質量指標-氣泡氣線的有效控制。

本實用新型具有以下優點：1.在應用本實用新型的基礎上，通過簡單的巖礦鑒定和化學分析就能判別資源能否作為石英玻璃原料，大大降低了傳統的生產性試驗成本，化解了高純石英砂生產企業的原料開采和采購風險。

2.以大口徑石英玻璃管為石英砂煅燒時流經的載體，物料加工處理的流量和速度由石英玻璃管的直徑大小、兩端的高度差和電機的驅動速度控制。