一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置及工艺方法
【专利说明】—种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置及工艺方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于电熔连续法生产领域，尤其是涉及一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置及工艺方法。
【背景技术】
[0003]目前，大直径石英棒的生产是一种用电熔连熔法拉制的，连熔炉设备结构有:包括直径为2m的连熔炉体、炉体外部设计有冷却水管道、内设有保温层、加热硅碳棒、直径480mm的钨钼坩祸，钨钼坩祸底部设有料台，料台上设有出料口 ；炉体上端口设有连熔炉盖，所述的连熔炉盖包括底盖和上盖，底盖的中部设有安装孔，安装孔内设有连接筒，连接筒的上端与上盖固定连接，连接筒的下端内壁上设有卡住钨钼坩祸的凸台，在底盖与连接筒之间设有密封机构，上盖的上方设有顶盖，顶盖通过紧固件与上盖固定连接，顶盖上设有加料孔；在连恪炉出料口向下3m处设有牵引拉棒机。
[0004]其具体的生产方法如下:
1、将连熔炉通入电源逐步升温72小时(保障钨钼坩祸缓慢加热)；
2、将石英粉通过炉体顶部加料口，24小时不间断加入到钨钼坩内；
3、通过炉体顶部不同气孔，不间断通入氮气和氢气保护和助燃；
4、当炉内温度达到1100度时，打开底部出料口；
5、出料口成型石英棒时，人工引到牵引机上，进行连续牵引；
6、调整牵引机速度，以达到稳定拉制的石英棒直径的一致性；
7、由于该种连熔炉成型器的限制，仅能拉制直径30mm以内的规格产品。
[0005]现有技术属于用电熔连续法生产的，优点是24小时连续生产，但由于石英棒规格需要根据客户需求不断调整尺寸，用连熔法生产需要停炉，才能更换坩祸底部成型器，加入氮气和氢气保护和助燃、炉体需要循环水24小时降温。停炉一次和升温开炉一次，周期需要10天，所以此法会导致电力成本提高，而且周期时间长。
【发明内容】
[0006]为了解决连熔法生产需要停炉，才能更换坩祸底部成型器，停炉一次和升温开炉一次，周期需要10天等缺陷，实现单炉法一次性生产，大幅度降低电力成本；可以根据客户对水晶棒多种不同规格的需求，进行及时停炉更换坩祸底部成型器，便于拆卸和安装，周期仅为I天。
[0007]本发明采用如下技术方案:
一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置，包括连熔炉体，所述连熔炉体的顶部设有排气孔，在排气口的下方设有炉盖，在连熔炉体的左右设有电源线，在连熔炉体内部设有钨坩祸，坩祸的周围设有钨网，连熔炉体的内壁设有保温层，坩祸底部设有成型器，成型器呈圆形，圆的直径线的上下分别设有方形凹槽，在坩祸的下面设有出料口。
[0008]进一步的，所述连恪炉体的直径为lm。
[0009]进一步的，钨坩祸的直径为160mm。
[0010]进一步的，方形凹槽的宽度为5mm，深度为7.5mm，上下两个凹槽之间距离为5mm。
[0011]一种单炉封闭法生产导光水晶棒的工艺方法，包括如下步骤:
(O打开封闭式炉体顶部炉盖；
(2)将水晶粉体原料一次性装满直径160mm钨坩祸内；
(3)将炉盖封闭，通过电源线通电；
(4)钨坩祸外侧钨网导热；
(5)钨坩祸升温，坩祸内水晶粉连续熔融6小时；
(6)当坩祸内温度达到1200度时，关闭电源；
(7)打开坩祸下面的出料口；
(8)将成型水晶棒引向牵引机；
(9 )牵引机有变速器控制速率，缓慢连续牵引成型。
[0012](10)当生产不同规格时，将坩祸底部成型器旋转取下，更换其他尺寸的成型器，然后重复上述步骤。
[0013]进一步的，通电的电压为380V，功率为12kw。
[0014]进一步的，所述生产出的成型水晶棒直径的为20_。
[0015]本发明有如下有益效果:
1.本发明采用单炉生产、一次性加入原料、利用小型钨坩祸、短时间升温、一次性生产，利于随时停炉和更换成型器，方便生产多种不同规格的产品。
[0016]2.本发明优势在于坩祸尺寸小、不需要加入氮气和氢气保护和助燃、炉体不需要循环水24小时降温，节能节电环保；连熔工艺需要24小时不间断通入氮气保护钨坩祸不被氧化，通入氢气进行助燃，炉体外部需要设计冷却水管24小时对炉体降温，生产成本高。
[0017]3.本发明单炉生产工艺，设计单炉体，其中炉体内部采用了钨坩祸，但是没有芯杆输气设置，同时，炉体外壁没有设计水冷却循环管道，减少了传统连熔炉的设计制造成本。同时，采用单炉生产，可以大幅度缩短熔融时间，不需要连续24小时供电熔融，降低了生产成本。
[0018]说明书附图
图1为本发明连熔炉体的剖面结构图。
[0019]图2是坩祸底部俯视图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
如图1所示，一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置，包括连熔炉体，所述连熔炉体的顶部设有排气孔1，在排气口 I的下方设有炉盖2，在连熔炉体的左右设有电源线3，在连熔炉体内部设有钨坩祸6，坩祸的周围设有钨网4，连熔炉体的内壁设有保温层5，坩祸6底部设有成型器，成型器呈圆形，圆的直径线的上下分别设有方形凹槽，在坩祸6的下面设有出料口 7。
[0021]所述连熔炉体的直径为lm。
[0022]钨坩祸的直径为160mm。
[0023]方形凹槽的宽度为5mm，深度为7.5mm，上下两个凹槽之间距离为5mm。
[0024]一种单炉封闭法生产导光水晶棒的工艺方法，包括如下步骤:
(O打开封闭式炉体顶部炉盖2 ;
(2)将水晶粉体原料一次性装满直径160mm钨坩祸6内；
(3)将炉盖2封闭，通过电源线3通电；
(4)钨坩祸外侧钨网4导热；
(5)钨坩祸6升温，坩祸内水晶粉连续熔融6小时；
(6)当坩祸内温度达到1200度时，关闭电源；
(7)打开坩祸下面的出料口7 ；
(8)将成型水晶棒引向牵引机；
(9)牵引机有变速器控制速率，缓慢连续牵引成型；
(10)当生产不同规格时，将坩祸底部成型器旋转取下，更换其他尺寸的成型器，然后重复上述步骤。
[0025]通电的电压为380V，功率为12kw。
[0026]所述生产出的成型水晶棒直径的为20_。
[0027]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置，包括连熔炉体，其特征在于:所述连熔炉体的顶部设有排气孔(1)，在排气口(I)的下方设有炉盖(2)，在连熔炉体的左右设有电源线(3)，在连熔炉体内部设有钨坩祸(6)，坩祸的周围设有钨网(4)，连熔炉体的内壁设有保温层(5)，坩祸(6)底部设有成型器，成型器呈圆形，圆的直径线的上下分别设有方形凹槽，在坩祸(6)的下面设有出料口(7)。
2.根据权利要求1所述的一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置，其特征在于:所述连熔炉体的直径为lm。
3.根据权利要求1所述的一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置，其特征在于:钨坩祸的直径为160mmo
4.根据权利要求1所述的一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置，其特征在于:方形凹槽的宽度为5mm，深度为7.5mm，上下两个凹槽之间距离为5mm。
5.一种单炉封闭法生产导光水晶棒的工艺方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)打开封闭式炉体顶部炉盖(2); (2)将水晶粉体原料一次性装满直径160mm钨坩祸(6)内； (3)将炉盖(2)封闭，通过电源线(3)通电； (4)钨坩祸外侧钨网(4)导热； (5 )钨坩祸(6 )升温，坩祸内水晶粉连续熔融6小时； (6)当坩祸内温度达到1200度时，关闭电源； (7)打开坩祸下面的出料口(7)； (8)将成型水晶棒引向牵引机； (9)牵引机有变速器控制速率，缓慢连续牵引成型； (10)当生产不同规格时，将坩祸底部成型器旋转取下，更换其他尺寸的成型器，然后重复上述步骤。
6.根据权利要求5所述的一种单炉封闭法生产导光水晶棒的工艺方法，其特征在于:通电的电压为380V，功率为12kw。
7.根据权利要求5所述的一种单炉封闭法生产导光水晶棒的工艺方法，其特征在于:所述生产出的成型水晶棒直径的为20mm。
【专利摘要】本发明公开一种单炉封闭法生产导光水晶棒的装置及工艺方法，包括如下步骤：（1）打开封闭式炉体顶部炉盖；（2）将水晶粉体原料一次性装满直径160mm钨坩埚内；（3）将炉盖封闭，通过电源线通电流；（4）钨坩埚外侧钨网导热；（5）钨坩埚升温，坩埚内水晶粉连续熔融6小时；（6）当坩埚内温度达到1200度时，关闭电源；（7）打开坩埚下面的出料口；（8）将成型水晶棒引向牵引机；（9）牵引机有变速器控制速率，缓慢连续牵引成型；（10）当生产不同规格时，将坩埚底部成型器旋转取下，更换其他尺寸的成型器，然后重复上述步骤；本发明采用了单炉生产、一次性加入原料、利用小型钨坩埚、短时间升温、一次性生产，利于随时停炉和更换成型器，方便生产多种不同规格的产品。
【IPC分类】C03B5-02, C03B20-00
【公开号】CN104803579
【申请号】CN201510225016
【发明人】段玉伟, 段其九, 曹爱伟, 蔡征海, 韩凯
【申请人】江苏圣达石英制品有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月6日