[发明专利]异型石英玻璃把持棒的生产方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤生产用原材料——石英玻璃把持棒的生产技术，尤其涉及一种异型石英玻璃把持棒的生产方法及设备。

背景技术

随着光通信产业的快速发展，光纤制造业也随之迅速发展。光纤生产最具代表的两大工艺为：新兴的VAD工艺和传统的MCVD工艺。

石英玻璃把持棒是与VAD工艺配套使用的一种消耗性材料，其规格结构各异。其中，大规格异型棒的使用尤为广泛，由于石英玻璃软化温度高、高温粘度大，大规格异型棒生产难度大、生产成本高。

如图1所示，现有技术中的一种大规格异型石英玻璃把持棒，其生产方法是：

首先，采用高温炉分别拉制不同直径的石英棒，两种规格的石英棒需两次(炉)拉制；然后，在氢氧气高温火焰下将两种不同直径的毛坯棒焊接。

由于焊接过程中，在焊接部位产生了极大的热应力，因此需在退火炉中、在1100-1200℃下退火数小时；之后进行精密冷、热加工等。

上述现有技术至少存在以下缺点：

生产工艺复杂，且由于焊接部位存在明显的结构缺陷，结构应力大、承载强度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产工艺简单、承载强度高的异型石英玻璃把持棒的生产方法及设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的异型石英玻璃把持棒的生产方法，包括步骤：

首先，将石英玻璃原料坨拉制成异型棒毛坯，所述异型棒毛坯一端的直径大于另一端的直径；然后，将所述异型棒毛坯加工成需要形状的异型棒。

本发明的异型石英玻璃把持棒的生产设备，包括熔化炉，所述熔化炉的下部设有锥形下料口，所述锥形下料口的侧壁与水平面的夹角为30～40°。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的异型石英玻璃把持棒的生产方法及设备，由于首先将石英玻璃原料坨拉制成两端直径不同的异型棒毛坯，然后将异型棒毛坯加工成需要形状的异型棒。拉直异型棒所用的熔化炉的下部的锥形下料口的侧壁与水平面的夹角为30～40°，用于实现异型棒毛坯的拉制。省去了焊接和焊接后的退火步骤，使工艺简单；且产品中不存在接口、内质均匀、承载强度高。

附图说明

图1为现有技术中的一种大规格异型石英玻璃把持棒的结构示意图；

图2为本发明的方法拉制的异型棒毛坯的结构示意图；

图3为本发明中熔化炉的结构示意图。

具体实施方式

本发明的异型石英玻璃把持棒的生产方法，其较佳的具体实施方式如图2所示：

首先，将石英玻璃原料坨拉制成异型棒毛坯，异型棒毛坯一端的直径大于另一端的直径，形成大、小端异型棒毛坯；

然后，将异型棒毛坯加工成需要形状的异型棒。这样，既可以避免使用直径不同的毛坯棒焊接产生的结构缺陷；又可以避免使用大直径毛坯棒加工异型棒造成的得料率低的缺陷。

将所述异型棒毛坯加工成需要形状的异型棒之后，还包括对加工后的异型棒进行火焰抛光。火焰抛光工序的目的是消除石英玻璃表面的小裂纹，增强把持棒强度。但是，高温火焰抛光时，玻璃表面温度的瞬间上升，会产生很大的表面应力，在微裂纹梢端的应力集中会产生更大的应力集中，引起棒的炸裂。

本发明在进行所述火焰抛光之前，首先对加工后的异型棒用HF酸浸泡，钝化小裂纹夹角，减小应力集中强度。

在进行所述火焰抛光时，还可以首先对异型棒进行预热，以减小火焰抛光瞬间表面产生的张应力，减少炸棒的危险。

对异型棒进行火焰抛光之后，还可以对所述异型棒进行精密退火。在进行所述精密退火时，多根异型棒在退火炉中分成多层摆放。如每炉20根，分4层或5层摆放等。可以降低炉膛内气流的对流程度，减小因对流产生的污染及温差。同时，还可以提高生产率。

异型棒在退火炉中进行精密退火时，其支撑点可以多于或等于3个，多点支撑可以减少跨度，避免退火时产生弯曲。

本发明可以生产一端的直径为75～85mm；另一端的直径为35～45mm的异型棒毛坯。如一端的直径为80mm；另一端的直径为40mm的异型棒毛坯。也可以生产其它尺寸的异型棒毛坯，具体异型棒毛坯的尺寸可以根据异型棒的尺寸确定，留出加工余量。

本发明的异型石英玻璃把持棒的生产设备，其较佳的具体实施方式如图3所示：

包括熔化炉，熔化炉的下部设有锥形下料口1，锥形下料口1的侧壁与水平面的夹角α可以为30～40°，如35°等。在这一角度下，容易将石英玻璃原料坨拉制成上述的异型棒毛坯。