专利名称：一种石英制品旋转离心熔融成型方法及旋转炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石英制品的成型技术，特别是一种石英制品旋转离心熔融成型方法。本发明还涉及该成型方法使用的一种旋转炉。
背景技术：
目前，人们熔炼石英传统采用立式石英熔炼法。整体结构由炉体炉盖、大小炉架组成。工作时炉内装满保温和石英精料，由炉体炉盖组合形成密封空间。交流调压器提供合适的工作电压，经炉前变压器提供低电压大电流，由碳棒产生高热辐射炉内产生1750°C以上高温，融化炉内石英精料形成石英砣。此种石英熔炼法生产的石英砣在特殊石英产品(如厚壁管、锥型管、石英环、板等)深加工方面利用率特低(低于30 % )，甚至于不能达到目的，且耗电能巨大，不适应现代化节能生产需要。其次，目前化工等行业使用的耐高温、防腐蚀、抗高压管道是用不锈钢、耐高温塑料等材料，兼容性差、使用寿命短、经常更换、维修麻烦。连·熔炉拉制的石英管的壁厚最多7mm，达不到抗高压的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种既能生产厚壁小直径石英管又能生产厚壁超大口径石英管、满足抗高压要求的石英制品旋转离心熔融成型方法。本发明另一要解决的技术问题是提出了该成型方法使用的一种旋转炉。本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种石英制品旋转离心熔融成型方法，其特点是
I、启动旋转炉，使炉体转速达到60-400转/每分钟；2、装料保持炉体转速，首先通过加料枪将保温料均匀加入到旋转的炉体内，保温料在炉体中受到离心力的作用，在炉体内壁形成一层保温层，保温层厚度不低于50mm，然后再通过加料枪向旋转的炉体内均匀加入石英砂，在离心力的作用下，在保温层内形成石英砂料层，根据产品壁厚的要求，控制装料的数量，从而控制石英砂料层的厚度；3、保持炉体转速，从炉体两端装入发热体，并将发热体与电极相接，电极装在炉体两端的移动式电极架上；4、保持炉体转速，通过发热体加热，温度1750°C—2200°C，时间I一 10小时，；5、保持炉体转速，待石英砂料层熔融成型后，逐步降低电流进行退火保温12-48小时后切断电源，停炉出料。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的保温料为石英砂，石英砂可以是含杂质的石英砂。还可以用定制的氧化铝砖、锆砖砌在炉体内作固定保温层。本发明另一要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种旋转炉，包括炉体、加料系统、设在炉体中心处的发热体以及自动控制系统，炉体的两端装有耐高温绝缘端盖，在绝缘端盖的正中心开有电极插入孔，在炉体的两侧设有移动式电极架，电极架上装有电极，所述的发热体的两端与电极相接。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，炉体安装在炉架上，在炉体上设有左右旋转导轨，炉架上装有与左右旋转导轨配合的旋转轮，其中一个旋转轮为主动轮，主动轮通过皮带轮与变频电机或电磁调速电机相接。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实
现，旋转炉体安装在炉架上，在旋转炉体上设有左右旋转导轨，在左右旋转导轨中间设有齿圈，炉架上装有与齿圈配合的主动齿轮，主动齿轮通过变频电机或电磁调速电机相接。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述电极为石墨电极或铜电极。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，发热体为石墨棒、硅碳棒、硅鉬棒，数量为单根或多根。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，加料系统包括加料桶和加料枪，加料桶与加料枪之间通过输料管相接。
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本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，设有远红外测温仅与自动控制系统相接。本发明与现有技术相比，料由加料枪向已旋转的炉内投料，进入炉内的料由于炉体高速旋转产生离心力作用形成“圆筒式”石英砂料层，其料层环壁厚及直径、“圆筒”形状可根据需要进行调节；向已高速旋转的炉料“圆筒”内插入发热体，通电熔炼将熔融石英在离心力的作用下沿炉体内壁形成一致光滑致密的“筒状”石英砣，筒壁厚度和直径大小可人为加料时调节。本发明既能生产厚壁小直径石英管又能生产厚壁超大口径石英管，能保证在特殊石英制品(如厚壁管、锥型管、石英环、板等)深加工方面，获取最大的利用率达80 %，且能提高特殊石英制品精度，缩短加工时间。本方案填补了我国在特殊石英制品深加工设备方面一项空白。
图I为本发明的结构简图。
具体实施例方式一种石英制品旋转离心熔融成型方法，I、启动旋转炉4，使炉体转速达到60-400转/每分钟；2、装料保持炉体转速，首先通过加料枪将保温料均匀加入到旋转的炉体内，保温料在炉体中受到离心力的作用，在炉体内壁形成一层保温层5，保温层5厚度不低于50_，然后再通过加料枪向旋转的炉体内均匀加入石英砂，在离心力的作用下，在保温层5内形成石英砂料层6，根据产品壁厚的要求，控制装料的数量，从而控制石英砂料层的厚度；3、保持炉体转速，从炉体两端装入发热体，并将发热体与电极相接，电极装在炉体两端的移动式电极架上；4、保持炉体转速，通过发热体加热，温度1750°C — 2200°C，时间I一 10小时，;5、保持炉体转速，待石英砂料层熔融成型后，逐步降低电流进行退火保温12-48小时后切断电源，停炉出料。壁厚在5 — 15mm为小壁厚，一般加热时间为I一3小时，壁厚大于15mm为大壁厚，一般加热时间为2 —10小时；本发明生产方法可以生产壁厚超过150mm，直径超过1500mm
的超厚超大口径石英管。本发明所述的保温料为石英砂。保温料使用的石英砂可以是含杂质的石英砂。还可以用定制的氧化铝砖、锆砖砌在炉体内作固定保温层。一种旋转炉，包括炉体4、加料系统、设在炉体中心处的发热体7以及自动控制系统，炉体的两端装有耐高温绝缘端盖3，在绝缘端盖3的正中心开有电极插入孔，在炉体的两侧设有移动式电极架1，电极架I上装有电极2，所述的发热体7的两端与电极2相接。炉体安装在炉架上，在炉体上设有左右旋转导轨，炉架上装有与左右旋转导轨配合的旋转轮，其中一个旋转轮为主动轮，主动轮通过皮带轮与变频电机或电磁调速电机相接。针对中型、大型炉体，旋转炉体安装在炉架上，在旋转炉体上设有左右旋转导轨，在左右旋转导轨中间设有齿圈，炉架上装有与齿圈配合的主动齿轮，主动齿轮通过变频电机或电磁调速电机相接。炉体对静平衡、动平衡的要求要高，在炉体转速达60-400转/每分钟时不能有明显的振动和跳动；炉体的水平要求在转动时不能偏向一侧或往复串动，炉体旋转导轨与炉·架旋转轮之间的轴向间隙控制在2-3_以内；炉体两侧端盖绝缘材料，用石英板、刚玉或碳化硅材料制成，通过钢板压环将其在同心的前提下压紧；炉体尺寸大小根据产品的直径大小来决定，炉体配备若干台，便于更换；炉体与变频电机或电磁调速电机之间的传动，通过齿轮或皮带传动实现，使炉体转速达60-400转/每分钟范围内可调。所述电极为石墨电极或铜电极。发热体为单根或多根。发热体采用石墨棒、硅碳棒或硅鉬棒，加工小直径厚壁石英管时采用单电极单根发热体；加工大口径厚壁石英管时采用多根电极、多根发热体。加料系统包括气压式料桶和加料枪，气压式料桶与加料枪之间通过输料管相接。供电系统，是由单相或三相交流调压器、单相或三相石英炉变压器、整流器组成直流或交流供电系统；加工小直径厚壁石英管采用直流供电比较理想，加工大口径厚壁石英管采用直流或交流供电。并设有远红外测温仪与自动控制系统相接，实现自动控制。料由加料枪向已旋转的炉内加入，加入炉内的料由于炉体高速旋转产生离心力作用成“圆筒式”石英料环，其环壁厚直径、“圆筒”形状可根据需要进行调节；向已高速旋转的炉料“圆筒”内插入发热体，通电熔炼将熔融石英在离心力的作用下沿炉体内壁形成一致光滑致密的“筒状”石英砣，筒壁厚度和直径大小可人为加料时调节。
权利要求
1.一种石英制品旋转离心熔融成型方法，其特征在于1、启动旋转炉，使炉体转速达到60-400转/每分钟；2、装料保持炉体转速，首先通过加料枪将保温料均匀加入到旋转的炉体内，保温料在炉体中受到离心力的作用，在炉体内壁形成一层保温层，保温层厚度不低于50mm，然后再通过加料枪向旋转的炉体内均匀加入石英砂，在离心力的作用下，在保温层内形成石英砂料层，根据产品壁厚的要求，控制装料的数量，从而控制石英砂料层的厚度；3、保持炉体转速，从炉体两端装入发热体，并将发热体与电极相接；4、保持炉体转速，通过发热体加热，温度1750°C — 2200°C，时间I一 10小时；5、保持炉体转速，待石英砂料层熔融成型后，逐步降低电流进行退火保温12-48小时后切断电源，停炉出料。
2.根据权利要求I所述的石英制品旋转离心熔融成型方法，其特征在于所述的保温料为石英砂。
3.权利要求I所述的成型方法中使用的一种旋转炉，其特征在于包括炉体、加料系统、设在炉体中心处的发热体以及自动控制系统，炉体的两端装有耐高温绝缘端盖，在绝缘端盖的正中心开有电极插入孔，在炉体的两侧设有移动式电极架，电极架上装有电极，所述的发热体的两端与电极相接。
4.根据权利要求3所述的旋转炉，其特征在于炉体安装在炉架上，在炉体上设有左右旋转导轨，炉架上装有与左右旋转导轨配合的旋转轮，其中一个旋转轮为主动轮，主动轮通过皮带轮与变频电机或电磁调速电机相接。
5.根据权利要求3所述的旋转炉，其特征在于旋转炉体安装在炉架上，在旋转炉体上设有左右旋转导轨，在左右旋转导轨中间设有齿圈，炉架上装有与齿圈配合的主动齿轮，主动齿轮通过变频电机或电磁调速电机相接。
6.根据权利要求3所述的旋转炉，其特征在于所述电极为石墨电极或铜电极。
7.根据权利要求3所述的旋转炉，其特征在于发热体为石墨棒、硅碳棒、硅鉬棒，数量为单根或多根。
8.根据权利要求3所述的旋转炉，其特征在于加料系统包括加料桶和加料枪，加料桶与加料枪之间通过输料管相接。
9.根据权利要求3所述的旋转炉，其特征在于设有远红外测温仪与自动控制系统相接。
全文摘要
一种石英制品旋转离心熔融成型方法及旋转炉。一种石英旋转离心熔融炉，包括炉体、加料系统、设在炉体中心处的发热体以及自动控制系统，炉体的两端装有耐高温绝缘端盖，在绝缘端盖的正中心开有电极插入孔，在炉体的两侧设有移动式电极架，电极架上装有电极，所述的发热体的两端与电极相接。料由加料枪向已旋转的炉内加入，加入炉内的料由于炉体高速旋转产生离心力作用成“圆筒式”石英料环，向已高速旋转的炉料“圆筒”内插入发热体，通电熔炼将熔融石英在离心力的作用下沿炉体内壁形成一致光滑致密的“筒状”石英砣，能保证在特殊石英制品如厚壁管、锥型管、石英环、板等深加工方面，获取最大的利用率达80﹪，且能提高特殊石英制品精度，缩短加工时间。
文档编号C03B20/00GK102786205SQ201210296769
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者刘莉, 刘长银, 徐兴明 申请人:连云港国瑞电子石英有限公司