[发明专利]一种具有稳定温场和流场的双炉芯棒烧结装置

说明书

本发明公开了一种具有稳定温场和流场的双炉芯棒烧结装置，包括烧结炉、脱水炉、进风排废处理装置、穿设在烧结炉和脱水炉内部的马弗管，烧结炉和脱水炉之间设有炉间保温件和温度平衡区，马弗管内部设有烧结区和脱水区,马弗管顶部设有马弗管盖板，进风排废处理装置包括带排气罩、排气管、废气处理装置，排气管上设有带新风阀的新风支路、压力表和总风阀，排气罩盖板和马弗管盖板上穿设有牵引装置，牵引装置下端安装有疏松体产品并插入马弗管内进行脱水烧结，排气罩、马弗管、排气管和废气处理装置相连通。本发明具有炉内温度和马弗管内温度压力平稳，减少烧结脱水作业时间和生产成本，提高整体工作效率，使得温场和流场较为平稳等优点。

【技术领域】

本发明涉及芯棒烧结装置的技术领域，特别是一种具有稳定温场和流场的双炉芯棒烧结装置的技术领域。

【背景技术】

随着光纤市场的发展，尤其是近几年，原材料价格不断上涨，而光纤价格却未同步上升，对光纤预制棒生产厂家而言，降低预制棒制造成本，降低原料消耗和提高生产效率，已成为趋势所向。

芯棒疏松体烧结需要经过脱水和烧结两个步骤，脱水和烧结过程都需要在一定的温度下进行，过程中使用氯气、氦气和氧气进行反应。由于疏松体沉积过程中残留的水分子，导致原有的Si-o-Si化学键可能从中侵入氢氧根从而生成新的化学键Si-OH,而化学键Si-OH对波长为945nm、1240nm、1383nm的光波具有吸收作用，所以通入氯气，通过反应把化学键Si-OH置换为Si-Cl，而产生的Si-Cl键吸收波长在25微米，远离了光纤的工作波段，即达到了脱水的效果；脱水过程中氦气起到保证炉内正压作用，有效地传递热量促进脱水反应，主要作为催化剂作用存在；氧气是为了防止疏松体中二氧化锗被反应，保证折射率剖面。疏松体脱水过后会再进行高温致密化过程，从而使疏松体变成玻璃状态。

目前国内预制棒厂家芯棒烧结使用的大多为单炉结构烧结设备，脱水过程和烧结过程都在同一个加热区完成，单炉作业由于脱水区域短，需要局部脱水，则脱水时间长，脱水与烧结间需要升温等待，则作业时间加长，以疏松体1200mm长产品作业为例，单炉的总作业时间为780分钟左右，脱水长度为1200mm疏松体为例，正常设计脱水炉的加热段为5区共计高度2000mm(中间3区作业，上下两区辅助加热)，烧结脱水作业过程中需要一直导入氦气，时间长，则氦气量大，成本高，存在作业效率低、氦气使用量大、炉内温度压力和流场不稳定等问题。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种具有稳定温场和流场的双炉芯棒烧结装置，能够使炉内温度和马弗管内温度压力平稳，减少烧结脱水作业时间和生产成本，提高整体工作效率和工作稳定安全性，使得温场和流场较为平稳。

为实现上述目的，本发明提出了一种具有稳定温场和流场的双炉芯棒烧结装置，包括烧结炉、脱水炉、进风排废处理装置、穿设在烧结炉和脱水炉内部的马弗管，所述烧结炉和脱水炉之间设有炉间保温件和温度平衡区，所述马弗管内部对应烧结炉和脱水炉内部区域分别为烧结区和脱水区,马弗管顶部设有马弗管盖板，所述进风排废处理装置包括带排气罩盖板和进风口的排气罩、排气管、废气处理装置，所述排气管上设有带新风阀的新风支路、压力表和总风阀，所述排气罩盖板和马弗管盖板上间隙配合穿设有牵引装置，牵引装置下端安装有疏松体产品并插入马弗管内进行脱水烧结，所述排气罩、马弗管、排气管和废气处理装置相连通，所述烧结炉和脱水炉均包括保温件和加热器。

作为优选，所述烧结炉包括烧结区加热器、烧结炉顶部保温件、烧结炉中部保温件、烧结炉底部保温件和马弗管底部保温件。

作为优选，所述烧结区加热器穿插在烧结炉顶部保温件上，烧结区加热器下端位于烧结炉中部保温件内侧。

作为优选，所述脱水炉包括脱水炉顶部保温件、脱水炉中部保温件、脱水炉底部保温件和脱水区加热器，所述脱水区加热器安装在脱水炉中部保温件内壁。