CN102887626A - 一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法，将石英玻璃母管两端装在扩管机的左右卡头上做同步匀速旋转，操作扩管机的工作部件，使扩管机的中间托盘、加热器、石墨轮处于工作状态，自动送气、点火，加热石英玻璃母管使其局部熔融，再多孔喷火，调节送气量逐步加热，温度保持在1750℃~1900℃，高速旋转的石英玻璃母管在离心力的作用下向外扩张，在石墨轮的控制下保持着扩管直径。能生产出Φ520mm、壁厚5mm以上各种规格的超大口径石英玻璃管，而且产品质量稳定，变形率﹤1％，良品率在现有的基础上提高了15％左右，可用于14英寸晶圆氧化（扩散）炉制造关键部件。

Description

一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法

技术领域

 本发明涉及一种石英玻璃管的扩管方法，特别是一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法。

背景技术

目前国内生产大口径玻璃石英管扩管均采用常规的一次匀速离心扩管法，所使用的卡头内径调节空间较小、燃烧喷火头数量较少，无法生产Φ520mm以上口径玻璃石英管，并且所生产的石英管气泡、气线偏多，壁厚偏差较大，不能满足生产超大玻璃管的技术需求。

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，提出了一种生产效率高、加工方便的生产大口径石英玻璃管的扩管方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法，其特点是，其步骤如下：（1）将石英玻璃母管两端装在扩管机的左右卡头上做同步匀速旋转，操作扩管机的工作部件，使扩管机的中间托盘、加热器、石墨轮处于工作状态，自动送气、点火，加热石英玻璃母管使其局部熔融，再多孔喷火，调节送气量逐步加热，温度保持在1750℃~1900℃，高速旋转的石英玻璃母管在离心力的作用下向外扩张，在石墨轮的控制下保持着扩管直径；

（2）随着扩管过程的进行，扩管机的工作部件挟带石英玻璃母管缓慢的匀速向左运动，右卡头同时做直线匀速移动，其移动方向与扩管机工作部件移动速度比按下列公式决定来进行：在石英玻璃母管有效长度内根据扩管前后重量相等原理换算出扩管后的长度，当长度大于石英玻璃母管有效长度时，右卡头向右移动，当长度等于母管长度时，右卡头不需移动，当长度小于母管母管有效长度时，右卡头向左移动；母管有效长度与扩管后的有效长度的比就是扩管机的工作部件与右卡头的移动速比；扩管机工作部件与右卡头的移动速度受石英玻璃母管熔融程度的控制；

（3）对石英玻璃母管中存在的较大气线，预先采取高温火烧及填料的方法消除；对石英玻璃母管中存在的细小气线，可以在石英玻璃母管二次扩管成型时调高转速加速融合时消除，扩管不是一次而成，根据母管不同尺寸逐级扩管成型，从Φ320mm~Φ380mm扩至Φ520mm~Φ580mm，中间要经过三个过度尺寸，分别是Φ380mm~Φ440mm、Φ430mm~Φ490mm、Φ480mm~Φ540mm。

当二次成型管达到预设的直径后，转送切机，将两端装夹的废料切除，转送酸洗车间进行酸洗，酸洗结束后再送进超声波清洗，然后进行退火处理，消除二次成型管的应力，即可根据要求生产出Φ520mm 、壁厚5 mm以上各种规格的超大口径石英玻璃管。

本发明采用用多个喷火头、高速旋转、分步离心对大口径石英玻璃管进行扩管，能根据要求生产出Φ520mm 、壁厚5 mm以上各种规格的超大口径石英玻璃管，而且产品质量稳定，变形率﹤1％，良品率在现有的基础上提高了15％左右，可用于14英寸晶圆氧化（扩散）炉制造关键部件。

具体实施方式

具体描述本发明的技术方案，以便于本领域的技术人员进一步理解本发明，而不构成对其他权利的限制。

实施例1，一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法，其步骤如下：（1）将石英玻璃母管两端装在扩管机的左右卡头上做同步匀速旋转，操作扩管机的工作部件，使扩管机的中间托盘、加热器、石墨轮处于工作状态，自动送气、点火，加热石英玻璃母管使其局部熔融，再多孔喷火，调节送气量逐步加热，温度保持在1750℃~1900℃，高速旋转的石英玻璃母管在离心力的作用下向外扩张，在石墨轮的控制下保持着扩管直径；

（2）随着扩管过程的进行，扩管机工作部件挟带母管缓慢的匀速向左运动，右卡头同时做直线匀速移动，其移动方向与扩管机工作部件移动速度比按下列公式决定来进行：在母管有效长度内根据重量相等原理（扩管前后的重量一致）换算出扩管后的长度，当长度大于母管有效长度时（与扩管机扩管机工作部件移动方向相反），右卡头向右移动，当长度等于母管长度时，右卡头不需移动，当长度小于母管母管有效长度时，右卡头向左移动（与扩管机工作部件移动方向相同）；母管有效长度与扩管后的有效长度的比就是扩管机工作部件与右卡头的移动速比；扩管机工作部件与右卡头的移动速度受石英母管熔融程度的控制；

（3）对石英玻璃母管中存在的较大气线，预先采取高温火烧及填料的方法消除；对石英玻璃母管中存在的细小气线，可以在石英玻璃母管二次扩管成型时调高转速加速融合时消除，扩管不是一次而成，根据母管不同尺寸逐级扩管成型，从Φ320mm扩至Φ520mm，中间要经过三个过度尺寸，分别是Φ380mm、Φ430mm、Φ480mm，即可根据要求生产出Φ520mm 、壁厚5 mm的超大口径石英玻璃管。

实施例2，一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法，其步骤如下：（1）将石英玻璃母管两端装在扩管机的左右卡头上做同步匀速旋转，操作扩管机的工作部件，使扩管机的中间托盘、加热器、石墨轮处于工作状态，自动送气、点火，加热石英玻璃母管使其局部熔融，再多孔喷火，调节送气量逐步加热，温度保持在1750℃~1900℃，高速旋转的石英玻璃母管在离心力的作用下向外扩张，在石墨轮的控制下保持着扩管直径；

（2）随着扩管过程的进行，扩管机工作部件挟带母管缓慢的匀速向左运动，右卡头同时做直线匀速移动，其移动方向与扩管机工作部件移动速度比按下列公式决定来进行：在母管有效长度内根据重量相等原理（扩管前后的重量一致）换算出扩管后的长度，当长度大于母管有效长度时（与扩管机扩管机工作部件移动方向相反），右卡头向右移动，当长度等于母管长度时，右卡头不需移动，当长度小于母管母管有效长度时，右卡头向左移动（与扩管机工作部件移动方向相同）；母管有效长度与扩管后的有效长度的比就是扩管机工作部件与右卡头的移动速比；扩管机工作部件与右卡头的移动速度受石英母管熔融程度的控制；

（3）对石英玻璃母管中存在的较大气线，预先采取高温火烧及填料的方法消除；对石英玻璃母管中存在的细小气线，可以在石英玻璃母管二次扩管成型时调高转速加速融合时消除，扩管不是一次而成，根据母管不同尺寸逐级扩管成型，从Φ360mm扩至Φ560mm，中间要经过三个过度尺寸，分别是Φ420mm、Φ470mm、Φ520mm，即可根据要求生产出Φ560mm 、壁厚5 mm的超大口径石英玻璃管。

实施例3，一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法，其步骤如下：（1）将石英玻璃母管两端装在扩管机的左右卡头上做同步匀速旋转，操作扩管机的工作部件，使扩管机的中间托盘、加热器、石墨轮处于工作状态，自动送气、点火，加热石英玻璃母管使其局部熔融，再多孔喷火，调节送气量逐步加热，温度保持在1750℃~1900℃，高速旋转的石英玻璃母管在离心力的作用下向外扩张，在石墨轮的控制下保持着扩管直径；

（2）随着扩管过程的进行，扩管机工作部件挟带母管缓慢的匀速向左运动，右卡头同时做直线匀速移动，其移动方向与扩管机工作部件移动速度比按下列公式决定来进行：在母管有效长度内根据重量相等原理（扩管前后的重量一致）换算出扩管后的长度，当长度大于母管有效长度时（与扩管机扩管机工作部件移动方向相反），右卡头向右移动，当长度等于母管长度时，右卡头不需移动，当长度小于母管母管有效长度时，右卡头向左移动（与扩管机工作部件移动方向相同）；母管有效长度与扩管后的有效长度的比就是扩管机工作部件与右卡头的移动速比；扩管机工作部件与右卡头的移动速度受石英母管熔融程度的控制；

（3）对石英玻璃母管中存在的较大气线，预先采取高温火烧及填料的方法消除；对石英玻璃母管中存在的细小气线，可以在石英玻璃母管二次扩管成型时调高转速加速融合时消除，扩管不是一次而成，根据母管不同尺寸逐级扩管成型，从Φ380mm扩至Φ580mm，中间要经过三个过度尺寸，分别是Φ440mm、Φ490mm、Φ540mm，即可根据要求生产出Φ580mm 、壁厚5 mm的超大口径石英玻璃管。

Claims (1)

1.一种生产大口径石英玻璃管的扩管方法，其特征在于，其步骤如下：（1）将石英玻璃母管两端装在扩管机的左右卡头上做同步匀速旋转，操作扩管机的工作部件，使扩管机的中间托盘、加热器、石墨轮处于工作状态，自动送气、点火，加热石英玻璃母管使其局部熔融，再多孔喷火，调节送气量逐步加热，温度保持在1750℃~1900℃，高速旋转的石英玻璃母管在离心力的作用下向外扩张，在石墨轮的控制下保持着扩管直径；

（2）随着扩管过程的进行，扩管机的工作部件挟带石英玻璃母管缓慢的匀速向左运动，右卡头同时做直线匀速移动，其移动方向与扩管机工作部件移动速度比按下列公式决定来进行：在石英玻璃母管有效长度内根据扩管前后重量相等原理换算出扩管后的长度，当长度大于石英玻璃母管有效长度时，右卡头向右移动，当长度等于母管长度时，右卡头不需移动，当长度小于母管母管有效长度时，右卡头向左移动；母管有效长度与扩管后的有效长度的比就是扩管机的工作部件与右卡头的移动速比；扩管机工作部件与右卡头的移动速度受石英玻璃母管熔融程度的控制；

（3）对石英玻璃母管中存在的较大气线，预先采取高温火烧及填料的方法消除；对石英玻璃母管中存在的细小气线，可以在石英玻璃母管二次扩管成型时调高转速加速融合时消除，扩管不是一次而成，根据母管不同尺寸逐级扩管成型，从Φ320mm~Φ380mm扩至Φ520mm~Φ580mm，中间要经过三个过度尺寸，分别是Φ380mm~Φ440mm、Φ430mm~Φ490mm、Φ480mm~Φ540mm。