专利名称：异型石英玻璃把持棒的生产方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤生产用原材料一一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人 丄艺为新兴的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--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 —
120(TC K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U，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。
图l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2为本发明的方法拉制的异型棒毛坯的结构示意图3为本发明中熔化炉的结构示意图。
具体实施例方式
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 85mra;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l，锥形下料口l的侧壁与水平面的夹角a
可以为30 4(T ，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。
锥形下料口l的直径4)可以为85 90mm，根据需拉制的异型棒毛坯的尺寸，也可以选 用其它的尺寸。
本发明中的烙化炉包括中频感应加热线圈3，中频感应加热线圈3缠绕在熔化炉的周 围，中频感应加热线圈3下部的缠绕密度可以大于上部的缠绕密度，可以使锥形下料口l的 温度大于其上部的温度，容易实现拉制异型棒毛坯需要的温度。
熔化炉的发热体2可以采用石墨发热体。
石英玻璃的软化或熔化温度很高且高温粘度很大，温度过高石英玻璃在出料口处因粘 度低无法成型或造成所拉制的棒产生弯曲，温度过低则石英玻璃无法拉制。而通常熔拉大 直径的石英棒需要炉子的熔化能力高，出料量大的；而拉制小直径的石英棒需要炉子的熔 化能力相对较低，出料量也相对较小，因此在熔拉大、小直径于一体的异型棒需要炉子能 同时满足熔化能力高、低，出料量大、小的要求。
本发明中的熔化炉在感应圈的分布上采用下密上疏的螺旋绕缠方式；在下料口的结构 上经实验选择a在30-40度之间；下料口的直径cD选择在85-90mm之间。这种结构可以满足 了拉制大、小直径(如大直径80腿、小直径40mm)于一体的异型石英玻璃棒毛坯的熔拉要 求。该熔化炉拉制出的异型石英玻璃棒毛坯经双折射仪定性检测，应力情况可以满足冷加 工的要求。
本发明采用一次熔拉成型的工艺方法，与现有技术相比，本发明采用中频熔拉技术将 石英玻璃坨在高温下熔融直接拉出异型棒毛坯，省去了焊接和退火步骤，工艺简单；且产 品中不存在接口、内质均匀、不存在任何的结构缺陷，提高了石英玻璃把持棒的强度，同 时大大提高了加工得料率，加工得料率可以达到52 59%，是现有技术中的两倍以上。同 时，该工艺为一次成型，简化了工艺过程，提高了劳动生产率，降低了生产成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，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，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种异型石英玻璃把持棒的生产方法，其特征在于，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。
2、 根据权利要求l所述的异型石英玻璃把持棒的生产方法，其特征在于，将所述异型 棒毛坯加工成需要形状的异型棒之后，还包括对所述异型棒进行火焰抛光；在进行所述火焰抛光之前，首先对所述异型棒用HF酸浸泡。
3、 根据权利要求2所述的异型石英玻璃把持棒的生产方法，其特征在于，在进行所述 火焰抛光之前，还要对所述异型棒进行预热。
4、 根据权利要求2所述的异型石英玻璃把持棒的生产方法，其特征在于，对所述异型 棒进行火焰抛光之后，还包括对所述异型棒进行精密退火；在进行所述精密退火工艺时，多根所述异型棒在退火炉中分成多层摆放。
5、 根据权利要求4所述的异型石英玻璃把持棒的生产方法，其特征在于，所述异型棒 在退火炉中的支撑点多于或等于3个。
6、 根据权利要求l所述的异型石英玻璃把持棒的生产方法，其特征在于，所述异型棒 毛坯一端的直径为75 85mm;另一端的直径为35 45mm。
7、 一种异型石英玻璃把持棒的生产设备，包括熔化炉，其特征在于，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。。
8、 根据权利要求7所述的异型石英玻璃把持棒的生产设备，其特征在于，所述锥形下 料口的直径为85 90mm。
9、 根据权利要求7所述的异型石英玻璃把持棒的生产设备，其特征在于，所述熔化炉 包括中频感应加热线圈，所述中频感应加热线圈下部的缠绕密度大于上部的缠绕密度。
10、 根据权利要求7所述的异型石英玻璃把持棒的生产设备，其特征在于，所述熔化 炉包括发热体，所述发热体为石墨发热体。
全文摘要
本发明公开了一种异型石英玻璃把持棒的生产方法及设备，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异型棒；再对所述异型棒进行火焰抛光和精密退火。拉制异型棒毛坯所用的熔化炉的下部设有锥形下料口，锥形下料口的侧壁与水平面的夹角为30～40°锥形下料口的直径为85～90mm。熔化炉的中频感应加热线圈下部的缠绕密度大于上部的缠绕密度，熔化炉采用(中频感应)石墨发热。省去了异型棒焊接和焊接后的退火步骤，使工艺简单、生产率提高，且产品中不存在接口、内质均匀、承载强度高。
文档编号C03B23/00GK101289272SQ20081011320
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月28日 优先权日2008年5月28日
发明者向在奎, 敏 孔, 冬 王, 王佳佳, 王友军 申请人:北京金格兰石英玻璃有限公司