[發(fā)明專利]一種石英連熔爐超聲脫氣方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910031343.3
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101565266A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭宏婕;董自健;葛藤
• 申請（專利權(quán)）人: 淮海工學(xué)院
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司
• 代理人: 王彥明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石英制品的生產(chǎn)加工技術(shù)，特別是一種石英連熔爐超聲脫氣方法。?

背景技術(shù)

連熔爐生產(chǎn)石英玻璃材料的氣泡缺陷，是石英玻璃材料生產(chǎn)過程中技術(shù)難題之一。連熔爐石英玻璃材料中氣泡的形成，主要來自于三個方面：一、石英原料內(nèi)部所含氣體；二、石英原料內(nèi)部所含液體在高溫熔融狀態(tài)下氣化成為氣體；三、原料顆粒之間的空隙帶入的氣體形成的氣泡。所有以上這些氣泡，在生產(chǎn)過程中的高溫熔融狀態(tài)下，均有不同程度的排出。但是，總有一少部份氣泡殘留于石英玻璃中，進(jìn)入成形流，形成石英玻璃材料產(chǎn)品的缺陷，降低了石英制品的機(jī)械性能、光性能、電性能。?

目前國內(nèi)外的生產(chǎn)工藝中氣泡的排除可以分為兩種：化學(xué)工藝排除和機(jī)械攪拌排除。?

在化學(xué)工藝的排氣過程中，可以針對特定礦源礦石，添加相應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)去泡，如一般加入氫氣、氦氣等。但是不同的礦石品相也不同，這就需要用不同的方法來脫氣。因此企業(yè)需要根據(jù)具體的礦藏來源的品質(zhì)優(yōu)劣來調(diào)整工藝流程，這對企業(yè)來說需要調(diào)整現(xiàn)有的工?藝流程和生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，甚至可能需要較大的資金投入，將會加大企業(yè)的負(fù)擔(dān)和風(fēng)險。?

對于機(jī)械攪拌去泡，由于石英玻璃熔制生產(chǎn)過程，熔融溫度極高，一般金屬的耐溫高度都不能滿足1900～2200℃的溫度；如鉑的熔點為1773℃，熔點最高的金屬單質(zhì)是鎢，熔點為3410℃。用鎢金屬材料做為石英玻璃生產(chǎn)過程中的攪拌系統(tǒng)，在理論上是可行的，例如：芯軸在坩堝中作位移攪動，而在實際生產(chǎn)工作中是不可行的。原因分析存在著以下因素：1、芯桿在坩堝中處于中心位置，是石英產(chǎn)品生產(chǎn)的成形裝置，不能用于攪拌。2、石英玻璃生產(chǎn)所用鎢坩堝內(nèi)空間狹小，不足以放置攪拌機(jī)械系統(tǒng)。3、石英玻璃生產(chǎn)設(shè)備為封閉式獨立系統(tǒng)，如放置機(jī)械攪拌系統(tǒng)，密閉問題十分突出。4、在石英爐內(nèi)放置攪拌機(jī)械系統(tǒng)，將會影響爐內(nèi)玻璃液的壓力平衡，從而影響石英玻璃產(chǎn)品的規(guī)格尺寸等因素。5、機(jī)械攪拌系統(tǒng)會影響爐內(nèi)玻璃液熔融的溫度梯度與工藝制度。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種簡便、高效、易行的石英連熔爐超聲脫氣方法。使用超聲波分別對石英連熔爐中石英熔漿中的氣泡進(jìn)行超聲排氣和超聲氣泡擊碎、消融，從而達(dá)到脫氣的目的。?

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種石英連熔爐超聲脫氣方法，其特點是：通過超聲傳導(dǎo)棒將超聲波換能器的能量傳導(dǎo)至坩鍋內(nèi)部的石英熔漿，所述超聲傳導(dǎo)棒設(shè)有A、B兩段，?A段為中空的、內(nèi)填充耐高溫硅油的導(dǎo)管，B段為實芯棒體，B段的實芯棒體的內(nèi)端與坩堝固連為一體，A段的導(dǎo)管的外端與超聲波換能器相連接，在A段的導(dǎo)管外設(shè)有循環(huán)冷卻裝置，防止超聲波在A、B段交接點產(chǎn)生駐波，即應(yīng)保證超聲波在A段的實際傳輸距離不能等于或者接近1/2波長的整數(shù)倍。?

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實現(xiàn)，超聲傳導(dǎo)棒與連熔爐的坩堝側(cè)壁垂直設(shè)置，超聲傳導(dǎo)棒設(shè)有上下兩層，每層均勻設(shè)置至少兩根。?

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實現(xiàn)，超聲傳導(dǎo)棒豎向從坩堝底部的料臺穿過，超聲傳導(dǎo)棒分為兩組，每組至少均勻設(shè)置兩根，兩組傳導(dǎo)棒的上端分別設(shè)置在坩堝內(nèi)的均化澄清層和成形層內(nèi)。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過超聲傳導(dǎo)棒將超聲波換能器的能量傳導(dǎo)至坩鍋內(nèi)部的石英熔漿，利用超聲波特殊的機(jī)械能和諧波特性，達(dá)到排除石英玻璃中氣泡的目的。當(dāng)氣泡在石英玻璃熔融的澄清過程中，將克服石英玻璃粘液的阻力，由小長大，位置由坩堝的下部逐步上升到坩堝的上部排出熔融體外，在得到一個超聲波的動能時，氣泡會克服臨界狀態(tài)，這種澄清過程會得到加速與工藝優(yōu)化。這個過程不但可增強(qiáng)石英玻璃熔融下排泡過程的能力，還可以此增加石英玻璃材料密度，增強(qiáng)石英玻璃材料的機(jī)械強(qiáng)度等性能。超聲波分別對石英連熔爐中石英熔漿中的氣泡進(jìn)行超聲排氣和超聲氣泡擊碎、消融，從而達(dá)到脫氣的目的。?

本發(fā)明公開了一種簡便，高效，易行的脫氣方法，這不但能夠為企業(yè)帶來更高效的生產(chǎn)方式，增加產(chǎn)品的合格率以獲得更高的生產(chǎn)效?能，更可以將其應(yīng)用到其他類似的生產(chǎn)工作和行業(yè)內(nèi)，推動其他行業(yè)的發(fā)展。此外，高效的脫氣方式意味著廢品率的降低，不但可以盡可能高的利用礦石原料，為企業(yè)節(jié)省成本，更可以減輕廢品的處理工作，真正體現(xiàn)出了節(jié)能減排的生產(chǎn)主旨。?

具體實施方式