一种大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法及制备装置与流程

本发明涉及一种大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法及制备装置，属石英玻璃生产。

背景技术：

1、气熔石英玻璃主要是以天然石英砂为原料，在熔制炉中经氢氧火焰熔融后冷凝制得的。由于天然石英砂为矿物破碎而来，其结构中存在气液包裹体等杂质缺陷，因此以天然石英砂原料熔制得到的石英玻璃内部会包含大量的微气泡和絮状物，致使大大降低了石英玻璃产品的质量。另一方面，常规气熔法制得的石英玻璃口径一般不超过550 mm，要得到米级直径的气熔石英玻璃产品，必须要使用大型电加热炉对其进行热改型处理。因此，有必要开发一种可有效减少气熔石英玻璃内部微气泡缺陷，并且能实现大尺寸石英玻璃产品一次成型的制备方法及生产装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种可有效减少气熔石英玻璃产品内部微气泡缺陷、且能实现大尺寸石英玻璃产品一次成型的大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法及制备装置。

2、本发明的技术方案是：

3、一种大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

4、1）、首先将制备装置的坩埚通过底座安装于基础杆上，再将基础杆升高伸入至熔制炉的炉膛内，使坩埚与炉膛顶部的燃烧器之间保持20-30cm的间距，以保证石英砂熔融形成的玻璃液沉积到坩埚中；然后开启氢、氧气源，并在（氢气60l/min、氧气30l/min）的条件下开始点火，以对炉膛和坩埚进行预热；

5、2）、燃烧器点火燃烧且当炉膛温度升高至1200度时；开启原料仓，使原料仓内的石英砂原料经下料管进入燃烧器；

6、3）、这一过程中，石英砂原料在下料管端口的扩散头作用下，呈放射状在壳体内腔（壳体和氧气腔b之间的腔体）中扩散；当扩散的石英砂原料与由氢气进气管进入的氢气汇合后，氢气转变成石英砂原料的载体，承载着石英砂原料继续下行，并与氧气连通管喷出的氧气在燃烧器下端口处混合燃烧，使得石英砂原料在氢氧火焰中熔融；

7、4）、英砂原料在氢氧火焰中熔融的过程中，由于各氧气连通管的下端以堵板的中心点为基点，呈向内收缩状倾斜设置；且燃烧器的壳体底部呈锥形，氢、氧气在燃烧器下端口处混合燃烧的过程，同时也是一个氢、氧气和英砂原料聚焦的过程，同时，喷出的氢气在连通管喷出的氧气外围形成一个风帘，能够使天然石英砂包含的气液包裹物在飞行中被热反应充分挥发掉而不会进入玻璃液；

8、5）、石英砂原料熔融后形成的熔浆在坩埚内随形流动汇集过程中；坩埚内的熔浆液面不断升高，此时，基础杆带动坩埚整体下降（下降速度5-8 mm/h），使得熔浆液面升高的同时，熔浆液面与燃烧器之间的间距始终保持在（20-30cm的间距）范围内，原料熔融后形成的熔浆在坩埚内随形流动汇集，并在坩埚内凝结形成大尺寸石英玻璃产品。

9、步骤1）所述的制备装置，包括熔制炉和延伸至熔制炉内可升降的基础杆，延伸至熔制炉内的基础杆顶部通过底座安装有坩埚，对应坩埚的熔制炉顶部间隔装有多个氢氧燃烧器，氢氧燃烧器的灯体端与氢氧源和原料仓连通，氢氧燃烧器的灯口端延伸至熔制炉炉膛内，以将二氧化硅原料熔融成熔浆液并在坩埚内汇集，以生成石英玻璃产品。

10、本发明的有益效果在于：

11、本发明在石英玻璃生产过程中，石英砂原料由多个燃烧器同时下料，经氢氧火焰在大尺寸坩埚中熔融成石英玻璃液，能够使天然石英砂包含的气液包裹物在飞行中被热反应充分挥发掉而不会进入玻璃液。多个燃烧器下料的同时，既保证了坩埚中玻璃液的高温，进一步去除微气泡和絮状物，又增加了下料量，提升了生产效率；大尺寸坩埚可以帮助更高温度下的石英玻璃液冷凝成型，并且一步工序获得大口径的石英玻璃材料，节省了现有热改型的工序，降低了生产周期与成本；解决了现有英砂结构中存在气液包裹体等杂质缺陷，致使熔制得到的石英玻璃内部会包含大量的微气泡和絮状物，大大降低了石英玻璃产品质量的问题。

技术特征：

1.一种大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的制备装置包括熔制炉和延伸至熔制炉内可升降的基础杆，其特征在于：延伸至熔制炉内的基础杆顶部通过底座安装有坩埚（3），对应坩埚的熔制炉顶部间隔装有多个氢氧燃烧器，氢氧燃烧器的一端与氢氧源和原料仓连通，氢氧燃烧器的另一端延伸至熔制炉的炉膛内，以将二氧化硅原料熔融成熔浆液并在坩埚内汇集，生成石英玻璃产品。

技术总结
本发明涉及一种大尺寸少气泡的气熔石英玻璃锭的制备方法及制备装置，属石英玻璃生产技术领域。本发明英砂原料由多个氢氧燃烧器同时下料，经氢氧燃烧器4的氧气连通管喷出的氢氧火焰在坩埚中熔融成石英玻璃液，多个氢氧燃烧器下料的同时，既保证了坩埚中玻璃液的高温温度，进一步去除玻璃液中微气泡和絮状物，又增加了下料量，从而提升了生产效率；坩埚可以帮助更高温度下的石英玻璃液冷凝成型，使得坩埚内的玻璃液一次成型，节省了现有热改型的工序，降低了生产周期与成本。解决了现有英砂结构中存在气液包裹体等杂质缺陷，致使熔制得到的石英玻璃内部会包含大量的微气泡和絮状物，大大降低了石英玻璃产品质量的问题。

技术研发人员：张寒,李得军,刘俊龙,郎玉东
受保护的技术使用者：湖北菲利华石英玻璃股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15