[发明专利]气炼法生产不透明乳白石英玻璃

说明书

本发明提供一种生产不透明乳白石英玻璃的新方法，属石英玻璃材料生产技术领域。

目前生产不透明乳白石英玻璃的方法多采用真空电阻炉熔融法和单棒法，其共同特点是直接以电为能源，以石墨为发热体。真空电阻炉熔融法使用真空电阻炉，以筒形石墨为发热体，水晶或硅石为原料，经高温熔融，用拉管机或人工拉制成一定规格的乳白石英管材。这种石英管在加热过程中，普遍存在一种疵病-崩落，严重的可导致断裂，它们一般用着远红外加热材料。单棒法使用棒式电阻炉，不抽真空，用石墨棒做发热体，硅砂为原料，经高温熔化成石英玻璃，然后拨出石墨发热棒，将熔化好的石英玻璃料块夹出放在模型内吹制成不透明石英玻璃管材（毛坯）。这种毛坯外表面有浮砂，壁厚不易均匀，热稳定性较差，急冷急热易炸裂，它们主要用着绝缘和耐火材料。上述方法尚不能生产出电阻渗碳工艺中所需和不透明乳白石英管。至今国内外未见有采用气炼法生产不透明乳白石英玻璃管材的报道。

本发明的目的是提供一种生产不透明乳白石英玻璃的新方法，以提高产品质量，扩大产品适用范围，从而克服现有技术的不足。

本发明的要点是：采用自动气炼机（也可用手动机）为生产设备，以高热值可燃气体为热源，以白硅石或白硅石与水晶的混合粉料为原料，通过逐层熔化、逐层加料的气炼生产工艺生产出各种不透明石英玻璃管材或其它不透明乳白石英玻璃材料。上述自动气炼机是指本申请人的89212180·7号专利申请技术。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的工艺流程框图;

图2是本发明中所使用的自动气炼机整体结构示意图;

图3是本发明实施例的微电控制系统原理框图;

图4是本发明实施例的气体控制原理框图。

图中：1-双轨床体，2-走车机构，3-退车机构，4-托轮升降机构，5-螺旋加料机构，6-石英喷灯，7-耐火保温炉膛，8-支架，9-石英管产品，10-升降托杆。

参照图2，该自动气炼机是由双轨床体（1）、带有夹具并可在双轨床体水平移动的走车机构（2）、控制走车机构水平移动的退车机构（3）、固定在双轨床体一端的托轮升降机构（4）、把粉料送进高温火焰的螺旋加料机构（5），其下方是置于支架（8）上的耐火保温炉膛（7），炉膛里设有燃烧可燃气体的石英喷灯（6），其燃烧产生的高温火焰对着石英管产品（9）的头部。其中，托轮升降机构（4）包括一根受步进电机控制能上、下移动的升降托杆（10），在托杆上部固定有一至二个托轮用以控制石英管产品（9）的外径，在托轮一端对应于石英管（9）的位置设有由限位块、偏心支块、金属杠杆、金属触板等组成的限位发讯器，所述限位块及金属杠杆固定于偏心支块的支点上，而金属触板则固定于托轮支架上，平时该装置借助于自身重量，使得金属杠杆与金属触板不相接触。但是当石英管（9）触动限位块时，金属杠杆就会产生一定偏移从而和金属触板相触产生开关量，微电控制系统立即发出退车指令。该自动气炼机床各部份的具体结构已在89212180·7申请中所详述，故这里不再赘述。

参照图1，本发明包括加料、透烧、托升、成型、退车、托降、预烧等七个工艺程序。当过程处于动态平衡时，沿图1中虚线方向进行工艺循环。如果由于随机因素破坏了过程的动态平衡，则按实线方向进行工艺循环，直至新的平衡状态的建立。下面将对各个工艺程序作详细介绍。

首先开机预热炉膛，炉膛里的石英喷灯燃烧高热值可燃气体，如氢、氧气体，炉温急剧上升，当炉温上升到2000℃左右时，再按下控制系统的工作开关，进行自动对位后，系统即进入工作程序。每一个正常状态下的工艺循环从加料开始。所谓加料，是借助于螺旋加料器将40-140目的石英粉料送入炉膛里的高温火焰，喷射到石英管管头。加料动作是间歇式进行的，实现逐层熔化、逐层加料，并可提高石英粉料的利用率。加料量则根据产品的规格由微机系统进行定量控制，加料时间一般控制在20～80秒范围。

透烧：是将沾附并熔化在石英管头的石英粉料，进一步在2000℃左右的高温下烧透变成玻璃态，透烧时间一般控制在5～30秒内。

经过透烧以后，升降机构中的升降托杆在步进电机的控制下，将托轮装置从炉膛下部送入高温炉膛，直至托轮与石英管接触，并带动托轮转动。同时，当托轮进入到炉膛的某个位置时，炉膛内的石英喷灯自动熄灭，以保护托轮装置的安全。托升时间一般控制5～15秒内。