图1示意性显示用于将厚壁的石英玻璃空心圆筒1成型为具有320毫米的外径、 15毫米的壁厚和6.20米的长度的较薄壁的中间圆筒2的装置。
[0055] 借助进给装置将空心圆筒1在围绕其纵轴3旋转的同时以4厘米/分钟的进给速 度连续移动到以内径400毫米的环状形式包围空心圆筒1的电阻炉4中，并在其中逐区加 热到大约2KKTC的温度。为了拉出，使用拉制装置(未显示在该图中)，其沿纵轴3的方向以 大约12厘米/分钟的拉出速度拉出中间圆筒2 (其围绕其纵轴3旋转)。
[0056] 石英玻璃空心圆筒1在其空着的前面用气密性旋转套管（DrehdurchfUhrung)封 闭。具有两个被石墨舌覆盖的水冷的成型颚5 (仅示意性显示在图1中）的成型工具伸入炉 4中。经旋转套管将气体流引入旋转的石英玻璃空心圆筒1中，以设定大约10毫巴的可调 节的内部超压。由此将空心圆筒1抵着成型颚5吹胀至340毫米的额定直径，其中在成型 颚6前面形成圆周凸起6。
[0057] 中间圆筒2此后可以与成型颚5分离，以使实际设定的外径可略微不同于成型颚 的距离。提供示意性显示的测量和调节装置13以测量和调节外径，其包含用于检测空心圆 筒1的纵边10、11的两个高分辨率C⑶摄像机7、8以及显示光学检测到的纵边10、11的相 对轴向位置的监视器12。关于调节装置13的运行模式的进一步细节，参阅DE10 2007 051 898Al〇
[0058] 由此获得的中间圆筒2以特定外径和整体的高尺寸稳定性为特征。如上文已经解 释，石英玻璃的品质始终对应于空心圆筒1的品质。其适合作为用于制造大型管的特定起 始广品。
[0059] 用于产牛大铟管的第二成铟步5聚 图2示意性显示用于将中间圆筒2成型为外径960毫米的所需的大型管22的装置。
[0060] 将支架管（Halterrohr)焊接到中间圆筒2左侧和右侧(未显示在该图中），将该支 架管夹在玻璃车床的两个卡盘中并同步旋转。
[0061 ] 喷灯托架21沿中间圆筒2从右侧向左侧(如方向箭头23所示)移动。用于加热和 软化中间圆筒2的喷灯环安装在喷灯托架21上。喷灯环25由以圆环形式并均匀围绕该圆 筒纵轴3分布的五个气体喷灯形成。
[0062] 由于喷灯托架21以4厘米/分钟的速度向前运动，中间圆筒2在不断以60转/分 钟的速度围绕其纵轴3 (相当于旋转轴）旋转的同时在喷灯环的作用下加热到大约2KKTC 的高温。在此过程中可以用气体吹扫内膛20,并可以在内膛20中设定最多大约100毫巴的 特定和经调节的内压。
[0063] 通过在喷灯环25中加热，该石英玻璃获得使其容易变形的低粘度，以使该管的外 壁在离心力和内压的作用下处于抵着壁厚7. 5毫米的由石墨制成的成型部件27。在此不发 生额外拉长；相反，如框式箭头24所不，将该石英玻璃管压缩，以使吹胀的大型管22具有与 中间管2大致相同的壁厚。
[0064]由此获得的石英玻璃管（22)充当用于借助图2中所示的方法进一步成型的中间 圆筒2。中间圆筒2由此逐步膨胀成大型石英玻璃管22,其中各个变形阶段代表65毫米或 更小的直径扩大。喷灯环25的外径在此可容易地与变形阶段的各个外径相匹配。
[0065] 吹胀的大型管22具有与最初使用的中间管2大致相同的壁厚（100%)并压缩至 2. 976米的最终长度。
[0066] 借助该方法，仅用两个成型步骤以经济的方式获得整体具有高尺寸稳定性的由合 成石英玻璃制成的大型管22,同时遵循上文解释的关于石英玻璃的化学组成及其均匀性的 边界条件。由此产生的大型石英玻璃管22的壁厚波动为每米管长度小于0. 42毫米。
【主权项】
1. 通过多步成型制造大型石英玻璃管（22)的方法，其中在第一成型步骤中使用成型 工具（5)形成具有中间圆筒壁厚和中间圆筒外径的由石英玻璃制成的中间圆筒（2)并随 后冷却，且其中在第二成型步骤中将冷却的中间圆筒（2)的至少一个长度段供应到加热区 (25)，在其中逐区加热到软化温度，并在围绕其纵轴（3)旋转的同时成型为具有最终壁厚 和最终外径的大型石英玻璃管（22)，其特征在于所述石英玻璃是合成生产的并具有10重 量ppm或更低的平均羟基含量，附加条件是在将所述中间圆筒分成长度1厘米的长度段时， 相邻长度段具有小于2重量ppm的平均羟基含量差异。2. 根据权利要求1的方法，其特征在于所述石英玻璃具有2重量ppm或更低的平均羟 基含量，且所述中间圆筒的相邻长度段具有小于1重量ppm的平均羟基含量差异。3. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于所述石英玻璃具有小于3000重量ppm的平 均氯浓度。4. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于所述大型石英玻璃管（22)在第二成 型步骤中不拉长，且其直径扩大归因于离心力或吹制压力。5. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于在第二成型步骤中在其纵轴（3)方向 上压缩大型石英玻璃管（22)，以使其压缩后的壁厚为其压缩前的壁厚的70%至最大100%。6. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于通过以围绕中间圆筒（2)的圆周的环 状形式均匀分布的多个加热源（25)形成所述加热区，所述加热源选自：等离子体喷灯、气 体喷灯、激光器。7. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于所述石英玻璃具有小于1重量ppm的 铝（A1)浓度和小于4重量ppm的其它金属杂质总含量。8. 根据权利要求7的方法，其特征在于所述石英玻璃具有小于0. 3重量ppm的碱金属 和碱土金属杂质浓度。9. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于在第一成型步骤中，将由石英玻璃制 成的起始空心圆筒（1)供应到电热炉（4)，在其中逐区软化并在围绕其纵轴（3)旋转的同时 以其圆筒外壳抵着成型工具（5)连续挤压，并由成型工具（5)连续成型为中间圆筒（2)。10. 根据权利要求9的方法，其特征在于从圆筒纵轴（3)的方向上看，电热炉（4)的尺 寸为至少500毫米，且中间圆筒（2)的外壁与炉（4)的内壁之间的距离小于100毫米。11. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于获得每米管长度的壁厚波动小于 〇. 5毫米的大型管（22)。
【专利摘要】已知用于制造大型石英玻璃管的多步成型方法，其中在第一成型步骤中使用成型工具形成具有中间圆筒壁厚和中间圆筒外径的由石英玻璃制成的中间圆筒并随后冷却，并在第二成型步骤中将冷却的中间圆筒的至少一个长度段供应到加热区，在其中逐区加热到软化温度，并在围绕其纵轴旋转的同时成型为具有最终壁厚和最终外径的大型石英玻璃管。几何形状波动随该最终管的外径呈指数型提高。为了由此提供能以经济上合理的花费制造甚至在大于500毫米的大外径下也具有高尺寸稳定性的石英玻璃管的方法，根据本发明建议，该石英玻璃是合成生产的并具有10重量ppm或更低的平均羟基含量，附加条件是在将该中间圆筒分成长度1厘米的长度段时，相邻长度段具有小于2重量ppm的平均羟基含量差异。
【IPC分类】C03B19/14, C03B23/045, C03B23/043, C03B20/00, C03B23/07, C03C3/06
【公开号】CN105358494
【申请号】CN201480039724
【发明人】B.格罗曼, B.奥伯勒, C.申克, G.费希尔, P.德克莱克, B.弗兰斯, U.莱因, A.拉斯, A.霍夫曼
【申请人】赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年7月8日
【公告号】DE102013107435A1, DE102013107435B4, EP3019453A1, US20160168005, WO2015004103A1