专利名称：可多次使用的石英玻璃生产用石墨坩埚的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于生产电熔石英玻璃的石墨坩埚。
在电熔石英玻璃的生产过程中，石墨坩埚具有发热体和成型装置的双重功能，石墨坩埚体与熔融的石英玻璃直接接触，其接触处在高温下发生硅碳反应，生成碳化硅，继续使用时，石英玻璃就会出现质量缺陷。现有的电熔石英玻璃生产用石墨坩埚在一次使用后，因生成的碳化硅很难清除，只能将坩埚废弃。
多年来，石英行业的技术人员都在探索石墨坩埚多次使用的方法，迄今已有的方法根据原理可分为三大类(1)涂层或沉积法，其原理是在坩埚内表面涂刷或沉积钨、钼等保护层，保护与熔融石英玻璃液相接触的坩埚内表面，事实证明，涂层法涂层易脱落，效果不好，沉积法正在研究，尚未成功。(2)高温脱除法，即将石墨坩埚内壁生成的碳化硅在高温下烧掉，实践证明，此法要消耗大量电能和时间，而且还要降低电器设备的使用寿命。(3)包括三种方法，或将石墨坩埚生成碳化硅的下端踞掉，再接上一段新的部分；或用磨料磨去石墨坩埚内壁的碳化硅层；或将石墨坩埚内壁的碳化硅层在车床上车掉；实践证明这三种方法均会造成石墨坩埚整体电性能不良，且石英玻璃质量下降，用这些方法处理后的石墨坩埚均达不到新坩埚的使用效果。
本实用新型的任务是设计一种可在现有的电熔石英玻璃生产工艺中多次使用，而无上述几种方法的缺陷的新型石墨坩埚，且加工容易，再次使用前处理简便，再次使用效果与新坩埚相差不大或优于新坩埚。
本实用新型的特点是在原有的石墨坩埚的筒体下部内壁增加一个环状凸起结构，以下结合说明书附图
对本实用新型详加说明说明书附图是可多次使用的石英玻璃生产用石墨坩埚的结构示意图，此坩埚由坩埚体1，闷板2，芯棒3，模头4，出料口5，顶料系统6和保温板7等部分组成，其结构和现有技术不同之处是坩埚体1的内壁下部从出料口5向上有一环状凸起部分，其高度为150－570mm，厚度为1－15mm，其高度和厚度尺寸的配合，根据需要可为上述尺寸范围内的任意组合；因为在实际生产过程中石英粉料在石墨坩埚内的填装高度为590mm左右，熔化后生成的石英玻璃熔锭高度为250mm左右，硅碳反应主要发生在熔融石英玻璃和石墨坩埚直接接触处，即主要在石墨坩埚内壁下部，碳化硅层的厚度一般不超过1mm，当坩埚使用后，在坩埚内壁环状凸起部分表面生成一层碳化硅，而环状凸起部分的下端面与出料口5紧密接触，受到出料口5的保护，有一个未被侵蚀的环状平面，其表面无碳化硅生成，故硬度很低，使用过的石墨坩埚在车床上由此端面开始车削，可毫无困难地按要求将环状凸起部分表面车去一层(一般1mm以上)，使碳化硅层得以彻底清除，而达到多次重复使用的目的，如经多次使用后，环状凸起部分被全部车掉，还可以在坩埚体内壁镶装一个环状凸起结构的套，继续使用此坩埚；由于整个坩埚体是同一材质的，所以整个坩埚在高度不变的情况下，其电阻大小是由坩埚最薄处决定的，而此坩埚是两头薄，中间厚的梭形结构，其环状凸起部分又在中间部位，故环状凸起部分的厚度和高度在上述要求范围内变化时，对坩埚体电阻大小的影响甚微。
本实用新型的优点和效果如下
1.由于环状凸起部分的厚度和高度对坩埚整体的电阻影响不大，所以此新型坩埚与旧有坩埚的配套设备可完全匹配，而无需对现有设备做任何改变，因此，此技术推广方便。
2.石墨坩埚第一次使用时，由于高温的作用，已将坩埚体内部的杂质挥发掉，再重复使用时，石墨的纯度大大提高，这就使生产的石英玻璃纯度得到相应的提高，特别对克服电熔石英玻璃最常见的缺陷－－高温变色有很重要的意义。
3.由于石墨坩埚的多次使用，极大地降低了石英玻璃的生产成本，每生产一吨电熔石英玻璃至少可降低成本2万元，如全行业都改用此种坩埚，预计每年增加直接经济效益500万元以上，节约石墨电极1000吨。
权利要求1.一种可多次使用的石英玻璃生产用石墨坩埚，由坩埚体、闷板、芯棒、模头、出料口、顶料系统及保温板组成，其特征是此坩埚体内壁自出料口向上有一环状凸起部分，凸起部分的高度为150-570mm，厚度为1-15mm；高度和厚度尺寸的配合，可为上述尺寸范围内的任意组合。
2.根据权利要求1.所述可多次使用的石英玻璃生产用石墨坩埚其特征是所述坩埚体内壁的环状凸起部分可以用一个镶装的石墨套来代替。
专利摘要一种用于生产电熔石英玻璃的石墨坩埚，在石墨坩埚的内壁自出料口向上有一环状凸起部分，其高度为150-570mm，厚度为1-15mm，高度和厚度尺寸的配合，可为上述尺寸范围内的任意组合，此种新结构的石墨坩埚在使用过以后，可将凸起部分表面车去一层，以去除高温下生成的碳化硅层，重复使用，直至凸起部分车完为止，如需再用，还可以在原部位镶装一个与原来的环形凸起部分尺寸相同的环形石墨套，继续使用。
文档编号C03B5/00GK2068505SQ9020397
公开日1991年1月2日 申请日期1990年4月4日 优先权日1990年4月4日
发明者余国安 申请人:地方国营双辽县石英玻璃厂