CN102897995B - 一种石英管、石英棒连熔炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石英管、石英棒连熔炉，包括炉体和设于炉体内的坩埚，坩埚与炉体之间设有保温层，坩埚与保温层之间设有加热装置，加热装置下方、围绕坩埚设有至少一辅助加热装置。本发明在坩埚外设一加热装置，加热装置下方增加辅助加热装置，使坩埚内（加热区）的温度均匀，石英砂熔化充分，这样就会使表面的气线、气泡减少，提高表面质量。而且，可控制加热装置和辅助加热装置不同的功率，以调整坩埚底部石英砂的粘度，从而保证石英管的均匀性、质量和表面效果。

Description

一种石英管、石英棒连熔炉

技术领域

本发明涉及一种石英管、石英棒连熔炉。

背景技术

决定石英管、石英棒质量的因素主要有：表面气线、气泡质量，及石英管、石英棒的均匀性。

现有的石英管、石英棒连熔炉内的钨坩埚（加热区）是由一组加热器加热的。实际连续生产石英管、石英棒过程中会产生以下问题：石英砂加入坩埚中通过加热熔化，而由于加热功率的限制，加热器无法覆盖整个坩埚加热，而仅包覆坩埚上部加热，导致坩锅内上部靠近加热器的温度很高，但坩锅下部却较低，使坩埚下部石英砂加热不充分，熔化就不好，从而导致石英管棒表面气泡气线，质量不稳定；为了使坩埚中石英砂的充分均匀熔化，可提高加热器的设定温度（通过控制功率），但是温度提高会使坩埚中熔融石英砂粘度减小，从而坩埚底部出料过快，导致炉口拉出的石英管、棒的径和壁厚的可控性降低，均匀性差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开一种石英管、石英棒连熔炉，包括炉体和设于炉体内的坩埚，坩埚与炉体之间设有保温层，坩埚与保温层之间设有加热装置，所述加热装置下方、围绕坩埚设有至少一辅助加热装置。

作为优选技术方案，上述的石英管、石英棒连熔炉，包括炉体和覆盖在炉体上方的炉盖，炉体内设有坩埚，坩埚与炉体之间设有保温层，坩埚底部设有出料口；

芯杆，为中空管状，设于坩埚中，上端穿出炉盖，下端连接有成型装置；成型装置与出料口呈环形间隙配合；芯杆的中空孔与控气装置连接；加料装置与坩埚连通；

坩埚与保温层之间设有加热装置，所述加热装置下方、围绕坩埚设有至少一辅助加热装置。

作为优选技术方案，所述加热装置为与主电极电性连接的加热网，其设于坩埚与保温层之间。

作为优选技术方案，所述辅助加热装置为与辅助电极电性连接的辅助加热圈，其于所述加热装置下方、围绕坩埚设置。

作为优选技术方案，炉体底部的设有拉出石英管或石英棒的炉口，炉体内，围绕炉口设有高温砖。

作为优选技术方案，炉体外，围绕炉口设有冷却石英管或石英棒的冷却水装置。

作为优选技术方案，所述冷却水装置下方设有排尘装置。

作为优选技术方案，所述排尘装置为高温引风机。

作为优选技术方案，所述炉盖上设有用于调整芯杆位置的调偏装置，调偏装置夹持芯杆。

作为优选技术方案，所述成型装置为圆台筒状，其细口端与所述芯杆连接，粗口端伸出出料口。

本发明的石英管、石英棒连熔炉具有以下效果。

1、坩埚外设一加热装置，加热装置下方增加至少一辅助加热装置，使坩埚内（加热区）的温度均匀，石英砂熔化充分，这样就会使表面的气线、气泡减少，提高表面质量。而且，可控制加热装置和辅助加热装置不同的功率，以调整坩埚底部石英砂的粘度，从而保证石英管的均匀性、质量和表面效果。

2、成型装置与出料口呈环形间隙配合，成型装置为圆筒台，调整其上下位置使环形间隙大小变化从而控制连熔炉出口的石英管、石英棒的径和壁厚，使均匀性良好。

3、调偏装置能在X、Y方向任意移动，可调节石英管的偏壁。

4、排尘装置（高温引风机）将石英管、石英棒制备过程中的杂质（主要是氧化物蒸汽、颗粒等）排出。

附图说明

图1是本发明的石英管、石英棒连熔炉的较佳实施例的结构示意图。

1、炉体；2、炉盖；3、坩埚；31、出料口；4、保温层；5、芯杆；6、成型装置；7、控气装置；8、加料装置；9、加热装置；91、主电极；92、加热网；10、辅助加热装置；101、辅助电极电性；102、辅助加热圈；111、炉口；11、高温转；12、冷却水装置；13、排尘装置；14、调偏装置；112、炉体支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

结合图1，为本发明的石英管、石英棒连熔炉较佳实施例的结构示意图，

本发明的石英管、石英棒连熔炉，包括炉体1和覆盖在炉体1上方的炉盖2，炉体1内设有坩埚3，坩埚3与炉体1之间设有保温层4，坩埚3底部设有出料口31；

芯杆5，为中空管状，设于坩埚3中，上端穿出炉盖2，下端连接有成型装置6；成型装置6位于坩埚3底部的出料口31中央，与出料口31呈环形间隙配合；芯杆5的中空孔与控气装置7连接；加料装置8与坩埚3连通；

坩埚3（上部）与保温层4之间设有加热装置9，加热装置9下方、围绕坩埚3（坩埚3下部与保温层4之间）设有至少一辅助加热装置10（根据实际生产需要辅助加热装置10可为多个）。

本发明中坩埚3为钨坩埚。

本实施例中，加热装置9为与主电极91电性连接的加热网92，其设于坩埚3上部与保温层4之间，以对坩埚3进行加热；辅助加热装置10为与辅助电极电性101连接的辅助加热圈102，其设于坩埚3下部与保温层4之间，以对坩埚3底部进行辅助加热。

炉体1底部的设有拉出石英管或石英棒的炉口111，炉体1内，围绕炉口111设有高温砖11。

炉体1外，围绕炉口设有冷却石英管或石英棒的冷却水装置12（如：水套）。冷却水装置12下方设有排尘装置13。本实施例中，排尘装置13为高温引风机。

炉盖2上设有用于调整芯杆5位置的调偏装置14（手动调偏装置或自动调偏装置），调偏装置14夹持芯杆5。

本实施例中，成型装置6优选为圆台筒状，其细口端与所述芯杆5连接，粗口端伸出出料口31，成型装置6与出料口31呈环形间隙配合。

炉体1外侧设有炉体支架112，以固定连熔炉。

石英管、石英棒连熔炉生产石英管的工艺为：

先向炉体1内通入保护气（还原性气体和保护气等），防止高温加热过程对炉体1、钨坩锅等氧化破坏。石英砂经加料装置8连续加到钨坩锅，功率控制装置将三相交流电源经可控硅、变压器加到主电极，主电极91连到加热网92，通过控制功率（一般为总功率的80%~90%），使加热网92发热，钨坩锅得到相应高温（2000~2350℃），使坩埚内石英砂融化，由于加热网92比钨坩锅短，与网靠近的位置坩锅内的温度很高，但坩埚下部却较低，使充分融化的石英砂溶液再次降温，然后通过辅助电极及辅助加热圈调节锅下部的功率，以达到石英管表面最佳的质量效果，辅助加热圈的加热功率控制在总功率5%--20%，可以根据要求调节。熔融的石英砂从成型装置6与出料口31形成的环形间隙流出，同时通过控气装置7向芯杆中空孔通入保护气，即可从炉口拉出石英管，本过程中可通过调整拉速、控气装置7的气体流速及成型装置6上下位置的调节（由于成型装置6为圆筒台，调整其上下位置使环形间隙大小变化从而影响壁厚等因素），来生产一定范围内的外径和壁厚的石英管。冷却水装置12是保护炉口111不被氧化。高温引风机将石英管制备过程中的杂质（主要是氧化物蒸汽、颗粒等）排出。调偏装置14能在X、Y方向任意移动，主要是调节石英管的偏壁，也就是说要把成型装置6调到中心位置，因为在生产过程中由于各种原因，它会微动，当发现石英管偏壁时就需要调节。

石英棒的生产工艺与石英管基本相同，区别在于：将控气装置7关闭不向芯杆5的中空孔中通气。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种石英管、石英棒连熔炉，其特征在于，包括炉体和覆盖在炉体上方的炉盖，炉体内设有坩埚，坩埚与炉体之间设有保温层，坩埚底部设有出料口；

芯杆，为中空管状，设于坩埚中，上端穿出炉盖，下端连接有成型装置；成型装置与出料口呈环形间隙配合；芯杆的中空孔与控气装置连接；加料装置与坩埚连通；

坩埚与保温层之间设有加热装置，所述加热装置为与主电极电性连接的加热网；

所述加热装置下方、围绕坩埚设有至少一辅助加热装置，所述辅助加热装置为与辅助电极电性连接的辅助加热圈，其于所述加热装置下方、围绕坩埚设置，其设于坩埚下部与保温层之间，以对坩埚底部进行辅助加热；

所述成型装置为圆台筒状，其细口端与所述芯杆连接，粗口端伸出出料口。

2.根据权利要求1所述的石英管、石英棒连熔炉，其特征在于，所述炉体底部的设有拉出石英管或石英棒的炉口，炉体内，围绕炉口设有高温砖。

3.根据权利要求2所述的石英管、石英棒连熔炉，其特征在于，所述炉体外，围绕炉口设有冷却石英管或石英棒的冷却水装置。

4.根据权利要求3所述的石英管、石英棒连熔炉，其特征在于，所述冷却水装置下方设有排尘装置。

5.根据权利要求4所述的石英管、石英棒连熔炉，其特征在于，所述排尘装置为高温引风机。

6.根据权利要求1所述的石英管、石英棒连熔炉，其特征在于，所述炉盖上设有用于调整芯杆位置的调偏装置，所述调偏装置夹持芯杆。