本发明涉及利用粉末材料物理法（氢氧焰高温熔融）制备石英产品的技术，特别是一种气炼石英玻璃碇自整型的方法。
背景技术
目前在使用气炼打砣机制备石英玻璃碇的过程中，使用氢氧焰作为热源，将石英粉熔化来制备石英玻璃碇，制备时将各项参数（如温度场温度的调节、物料注入的速率、熔融玻璃体顶部的吹制气压以及玻璃体在高温熔融状态下的自留平参数），在组合控制中因不匹配产生的累积误差，造成产品的等径值在垂直高度的尺寸上差别过大，使产品形成不规则的状态，在后续工艺加工中造成较大的物料浪费的现象。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种工艺简单、提高石英玻璃碇外形尺寸精度的气炼石英玻璃碇自整型的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种气炼石英玻璃碇自整型的方法，其特点是：其步骤如下：
（1）将80目~200目硅料加入石英打砣机的料仓中，在携带气体和物料输送管末端的激振电源共同作用下，硅料以2kg/h~4kg/h的输送量送入石英火头内，在预先点燃的氢氧焰作用下，进行加热熔融；
（2）熔融的硅料在重力及顶部气压的共同作用下，流入熔炉炉腔在旋转的沉积靶上进行沉积堆熔作业，逐渐生长堆积，预生成圆锥体状，在沉积生长过程中，硅料在重力作用下以圆锥体的中心为圆心向四周做放射性流动，在流动过程中，在不同的沉积高度上形成不同直径的同心圆熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇；
（3）在熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇的高度每堆积生长到20mm~50mm时，开始自整形，此时炉腔内的温度为2400℃~3200℃，石英火头和熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇一起以径向移动方式向熔炉炉腔内壁运动，运动行程为0~30mm，运动速率为0~10mm/min，使熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇最大直径处与炉腔内壁产生摩擦，在旋转的状态下，熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇在炉腔物理空间尺寸的箍缩下，产生形变，使产品外型尺寸在高度范围内达到上下等径要求，物料最大径向往复移动所达到的数值即为产品的最终外径尺寸。
达到规定尺寸后，石英玻璃碇在石英打砣机的炉腔中保温2-3小时，后降温使炉腔温度不超过500℃，用机械手取出石英玻璃碇即得到产品。
炉腔顶部安置的石英火头与可径向调节的旋转的沉积靶同步同向同数值调节。熔炉炉腔为耐高温陶瓷材质，钟形腔体，腔体上部为抛物线形，下部为等径圆形。需自整型的石英玻璃碇在高温炉腔内呈现熔融玻璃态。钟形腔体的内部尺寸应大于产品外径尺寸的标准值，即∅360~∅380的产品尺寸，其对应的反应腔体的直径应大于380mm；二者间的公差范围控制在+10mm~20mm内。
本发明所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（1）中所述携带气体为氢气，输送量为2m³/h~10m³/h。
本发明所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（2）中氢氧焰中，氢气的输送量为12m³/h~18m³/h，氧气的输送量为5m³/h~15m³/h。
本发明所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（3）中氢氧焰中，氢气的输送量为20m³/h~30m³/h，氧气的输送量为10m³/h~20m³/h。
本发明所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（1）中旋转的沉积靶的旋转速度为6转/min~8转/min。
与现有技术相比，本发明利用设备自身的物理空间尺寸，通过径向移动方式使石英玻璃碇向熔炉炉腔内壁运动，以便于改变熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇与炉腔内壁的距离，实现两者间的物理接触，产生自整型所需的摩擦力，利用物体间的摩擦力进行产品的外观尺寸的整定，从而对石英玻璃碇的外型进行精准控制，降低了产品的外观缺陷，提高了效率，使等径误差值控制在10mm以内，使后续工艺加工的损耗，由原来的18~25%，降低至5~8%，提高了产品的利用率，节约了物料，降低了生产成本。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种气炼石英玻璃碇自整型的方法，其步骤如下：
（1）将80目~200目硅料加入石英打砣机的料仓中，在携带气体氢气和物料输送管末端的激振电源共同作用下，硅料以2kg/h~4kg/h的输送量送入石英火头内，在预先点燃的氢氧焰作用下，进行加热熔融；
（2）熔融的硅料在重力及顶部气压的共同作用下，流入熔炉炉腔在旋转的沉积靶上进行沉积堆熔作业，沉积靶为石英材质，逐渐生长堆积，预生成圆锥体状，在沉积生长过程中，硅料在重力作用下以圆锥体的中心为圆心向四周做放射性流动，在流动过程中，流动距离受其熔融状态，硅料粘度，温度场温度范围的波动，顶部吹制气压等共同影响下，在不同的沉积高度上形成不同直径的类同心圆熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇；
（3）在熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇的高度每堆积生长到20mm~50mm时，开始自整形，此时炉腔内的温度为2400℃~3200℃，石英火头和熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇一起以径向移动方式向熔炉炉腔内壁运动，运动行程为0~30mm，运动速率为0~10mm/min，使熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇最大直径处与炉腔内壁产生摩擦，在旋转的状态下，熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇在炉腔物理空间尺寸的箍缩下，产生形变，使产品外型尺寸在高度范围内达到上下等径要求，使原工艺的等径误差由0~80mm，控制在0~10mm范围内，物料最大径向往复移动所达到的数值即为产品的最终外径尺寸。
炉腔顶部安置的石英火头与可径向调节的旋转的沉积靶同步同向同数值调节。熔炉炉腔为耐高温陶瓷材质，钟形腔体，腔体上部为抛物线形，下部为等径圆形。需自整型的石英玻璃碇在高温炉腔内呈现熔融玻璃态。钟形腔体的内部尺寸应大于产品外径尺寸的标准值，即∅360~∅380的产品尺寸，其对应的反应腔体的直径应大于380mm；二者间的公差范围控制在+10mm~20mm内。
实施例2，一种如实施例1所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（1）中所述携带气体为氢气，输送量为2m³/h~10m³/h。
实施例3，一种如实施例1所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（1）中氢氧焰中，氢气的输送量为12m³/h~18m³/h，氧气的输送量为5m³/h~15m³/h。
实施例4，一种如实施例1所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（3）中氢氧焰中，氢气的输送量为20m³/h~30m³/h，氧气的输送量为10m³/h~20m³/h。
实施例5，一种如实施例1所述的气炼石英玻璃碇自整型的方法中：步骤（2）中旋转的沉积靶的旋转速度为6转/min~8转/min。
实施例6，一种气炼石英玻璃碇自整型的方法，其步骤如下：
（1）将80目~200目硅料加入石英打砣机的料仓中，在输送量为6m³/h的氢气和物料输送管末端的激振电源共同作用下，硅料以3kg/h的输送量送入石英火头内，在预先点燃的氢氧焰作用下，进行加热熔融；其氢氧焰中，氢气的输送量为16m³/h，氧气的输送量为10m³/h。
（2）熔融的硅料在重力及顶部1.0kg气压的共同作用下，流入熔炉炉腔在旋转的沉积靶上进行沉积堆熔作业，逐渐生长堆积，预生成圆锥体状。沉积靶为石英材质，旋转速度为7转/min，熔炉炉腔为耐高温陶瓷材质，钟形腔体，腔体上部为抛物线形，下部为直径为390mm的等径圆形。
在沉积生长过程中，硅料在重力作用下以圆锥体的中心为圆心向四周做放射性流动，在流动过程中，流动距离受其熔融状态，硅料粘度，温度场温度范围的波动，顶部吹制气压等共同影响下，在不同的沉积高度上形成不同直径的类同心圆熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇。
（3）在熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇的高度每堆积生长到20mm~50mm时，开始自整形，此时炉腔内的温度为2400℃~3200℃，此时氢氧焰的氢气的输送量为30m³/h，氧气的输送量为20m³/h，石英火头和熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇一起以径向移动方式向熔炉炉腔内壁运动，运动行程为20mm，运动速率为10mm/min，使熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇最大直径处与炉腔内壁产生摩擦，在旋转的状态下，熔融玻璃态圆柱体石英玻璃碇在炉腔物理空间尺寸的箍缩下，产生形变，使产品外型尺寸在高度范围内达到上下等径要求，使原工艺的等径误差由0~80mm，控制在0~10mm范围内，物料最大径向往复移动所达到的数值即为产品的最终外径尺寸，即可得到∅380尺寸的产品。达到规定尺寸后，石英玻璃碇在石英打砣机的炉腔中保温2-3小时，后降温使炉腔温度为200℃~300℃，再用机械手取出石英玻璃碇即得到产品。