[發明專利]一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法

有效

• 申請號: 201410038803.6
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103880282A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 沈小平;向德成;沈國鋒;孫謙;何炳;田錦成
• 申請（專利權）人: 江蘇通鼎光棒技術有限公司
• 主分類號: C03B37/025
• 分類號: C03B37/025
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 安紀平

技術領域

本發明涉及光纖加工技術領域，具體涉及一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法。

背景技術

由于石墨具有優良的熱傳導性能及熱震穩定性，因此一直被用做拉絲爐中心管的最佳材料。但石墨材料也有其致命的弱點：高溫下會和O2發生反應而被快速氧化。中心管的氧化不但會降低其使用壽命，而且氧化后產生的殘留物會和預制棒及裸光纖接觸，從而惡化光纖強度。

目前主流光纖產生廠商用于拉絲的預制棒直徑越來越大，主要分布在160～200mm范圍內。對于這種大尺寸的預制棒，拉絲收尾時提升尾棒的過程中很容易在中心管內產生很強的煙囪效應，從而導致一定量的O2從爐底被吸入到中心管內并對其進行氧化。另外，大尺寸的拉絲爐冷爐速率低，冷爐時間長，這樣嚴重降低了拉絲塔的設備效率。

目前拉絲爐內使用的工藝氣體主要是Ar和He的混合氣體，或純He。這兩種氣體特別是He的價格都比較高，已經成為光纖生產成本的重要組成部分。He由于被美國定義為戰略物質而被限制出口，而美國又是He的最大產區和出口國，所以其氣體來源越來越緊張，價格也有大幅上漲的趨勢。

由于目前國內拉絲產能越來越大，而且工藝日漸成熟。光纖制造成本逐漸成為光纖的核心競爭力，而提高設備效率、減少光纖強度報廢及減少Ar和He等工藝氣體的用量是降低光纖成本的有效途徑。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明提供一種降低預制棒拉絲收尾時石墨中心管氧化概率、提高拉絲爐冷卻速率、減少冷卻時間、降低非拉絲時間段內工藝氣體Ar和He的消耗、降低光纖成本的降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法，其包括以下步驟：

（1）剪斷光纖，保持尾棒位置不動，立即關閉拉絲爐加熱裝置使其自然冷卻；

（2）拉絲爐溫度低于1700℃時，向石墨中心管內噴吹大于60L/min的高純氮氣，同時減少拉絲爐內Ar和He的氣體總流量至零；

（3）在大于60L/min的高純氮氣的保護下提升尾棒至爐外；

（4）拉絲爐溫度降低到50℃時，將高純氮氣流量降低到25L/min；

（5）清洗拉絲爐，架裝預制棒；

（6）打開拉絲爐加熱裝置；

（7）恢復Ar和He的氣體總流量至25L/min，同時減少高純氮氣的流量至零。

上述的一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法，其所述的步驟（2）中高純氮氣是通過一個大流量MFC（質量流量計）或多個小流量的MFC引入并通過工藝氣體分流環噴吹。

上述的一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法，其所述的MFC通過拉絲爐的主PLC或單獨PLC對其開關或流量斜坡進行控制。

上述的一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法，其所述的步驟（2）、（4）、（7）中氣體流量的調節均采用斜坡控制方法。

上述的一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法，其所述的斜坡長度大于30秒。

上述的一種降低石墨中心管氧化概率的冷爐方法，其所述的斜坡長度為2分鐘。

有益效果：

本發明在拉絲收尾提升尾棒的過程中，采用大流量高純氮氣保護的方式，可以有效的防止和緩解石墨中心管的氧化，從而延長了石墨中心管的使用壽命，減少了光纖的強度報廢比例。采用大流量高純氮氣吹掃的方式，可以大幅度減少拉絲爐冷卻的時間，從而提高拉絲塔的設備使用效率。在拉絲爐冷卻、架裝預制棒、清洗或維修拉絲爐過程中，石墨中心管內價格較高He和Ar被價格低廉的氮氣替代，大幅度降低了光纖生產成本。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本發明；

圖1為本發明的相應操作及爐溫和氣流變化示意圖。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

圖1是本發明的工藝及操作過程示意圖，用于說明在關爐降溫過程中的相應操作、拉絲爐內的氣體流量及氣體類型變化、氣體流量變化的斜坡控制以及整個過程的拉絲爐溫度的變化。圖1中包含了一個清爐的操作，該操作并非每次降溫之后都要進行。

參照圖1，本發明的操作步驟如下：