CN105502895A - 一种石英玻璃铸锭生产装置 - Google Patents

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张志辉
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    • C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for

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Abstract

本发明公开了一种石英玻璃铸锭生产装置，包括炉体，所述炉体顶部设置有炉盖，所述炉盖上设置有通气孔，所述通气孔用于惰性气体的通入，所述炉体的内部设置有物料承载框，所述物料承载框用于给石英玻璃铸锭的生产提供空间，所述物料承载框顶部设置有加热装置，所述物料承载框上连接有冷却装置，所述冷却装置用于石英玻璃铸锭生产过程的冷却，所述炉体底部设置有真空泵，所述真空泵用于抽取所述炉体内部的空气。该石英玻璃铸锭生产装置通过其结构设计，能有效消除产品内部的气泡，提高产品的致密度，确保产品的质量。

Description

一种石英玻璃铸锭生产装置
技术领域
本发明涉及玻璃铸锭生产设备领域，更具体地说，特别涉及一种石英玻璃铸锭生产装置。
背景技术
石英玻璃为二氧化硅单一组分的特种工业技术玻璃，其主要是以水晶，硅石，硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而成。石英玻璃有极良好的透光性能，对紫外、可见、红外全波段都有极高的透过率；石英玻璃的耐高温性能很好，是透明的耐火材料，使用温度高达1100℃，比普通玻璃高700℃；此外，石英玻璃的膨胀系数极低，相当于普通玻璃的二十分之一，热稳定性特别好。因此，在新型电光源、半导体集成电路、激光技术和航空航天等高科技领域，石英玻璃越来越得到了广泛应用。
目前常用的石英玻璃铸锭生产装置有两种：一种为单棒电熔炉装置，该装置以石墨棒为依托进行加热。使用过程中，装置先通电加热使温度升至1850℃-1900℃将水晶熔化，再将水晶溶液与其他原料进行混合形成石英玻璃铸锭；另一种为真空加热炉装置，该装置是在加热炉上连接真空系统来控制加热炉内氧气含量，这种装置在一定程度上解决了物料易氧化的问题，提高了产品的质量。上述两种装置虽然能够生产一般的石英玻璃铸锭，但是由于石英玻璃铸锭本身比较特殊，再加上上述石英玻璃铸锭生产装置存在一定的局限性，石英玻璃铸锭生产时，产品内部气泡很难有效排除，极大影响了产品的致密度，严重影响了产品的质量。
综上所述，如何提供一种能有效消除产品内部气泡，提高产品的致密度，确保产品质量的石英玻璃铸锭生产装置成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种石英玻璃铸锭生产装置，该石英玻璃铸锭生产装置通过其结构设计，能有效消除产品内部的气泡，提高产品的致密度，确保产品的质量。
一种石英玻璃铸锭生产装置，包括炉体，所述炉体顶部设置有炉盖，所述炉盖上设置有通气孔，所述通气孔用于惰性气体的通入，所述炉体的内部设置有物料承载框，所述物料承载框用于给石英玻璃铸锭的生产提供空间，所述物料承载框顶部设置有加热装置，所述物料承载框上连接有冷却装置，所述冷却装置用于石英玻璃铸锭生产过程的冷却，所述炉体底部设置有真空泵，所述真空泵用于抽取所述炉体内部的空气。
优选地，所述冷却装置设置于所述物料承载框底部。
优选地，所述炉体与所述炉盖之间设置有锁圈。
优选地，所述炉体外部设置有支撑架。
优选地，所述物料承载框外周设置有隔热层。
优选地，所述隔热层包括内层氧化锆隔热砖、中层泡沫氧化锆以及外层钢板。
优选地，所述炉体下方设置有滚轮。
本发明的有益效果是：本发明提供的石英玻璃铸锭生产装置在炉体底部设置有真空泵，用于给石英玻璃铸锭的生产提供真空环境，炉体顶部设置有通气孔，用于向炉体的内部充入惰性气体使炉体的内部压力高于大气压。由于惰性气体比重比较大且惰性气体从炉体顶部通入，而真空泵设置于炉体底部将空气从炉体底部抽离，因此惰性气体可以从炉体顶部往炉体底部全面覆盖，同时由于加热装置设置于物料承载框顶部，可以保证热量在物料承载框内部呈垂直方向辐射，实现石英玻璃铸锭的定向凝固，降低石英玻璃铸锭的内应力，如此可以有效消除石英玻璃铸锭生产过程中内部气泡的产生，提高产品的致密度，确保产品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
附图1为本发明实施例一种石英玻璃铸锭生产装置的整体结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见附图1，附图1提供了本发明的一种具体实施例，其中，附图1为本发明实施例一种石英玻璃铸锭生产装置的整体结构示意图。
如附图1所示，本发明提供了一种石英玻璃铸锭生产装置，包括炉体1、炉盖2、通气孔3、物料承载框4、加热装置5、冷却装置6以及真空泵7。
炉体1顶部设置有炉盖2，炉盖2用于炉体1的开关控制，炉盖2打开时，可以方便产品的放入与取出；当炉盖2闭合时，可以方便产品的密封与加热。
炉盖2上设置有通气孔3，通气孔3用于惰性气体的通入。本方案中，所用的惰性气体可以时氦气、氖气或氩气。
炉体1的内部设置有物料承载框4，物料承载框4用于给石英玻璃铸锭的生产提供空间。具体生产过程中，石英玻璃铸锭可以放置在物料承载框4内部进行密封加热处理。
物料承载框4顶部设置有加热装置5，加热装置5用于给石英玻璃铸锭的生产提供热源。加热装置5设置于物料承载框4顶部，可以保证热量在物料承载框4内部呈垂直方向辐射，实现石英玻璃铸锭的定向凝固，降低石英玻璃铸锭的内应力，提高产品的致密度。
物料承载框4上连接有冷却装置6，冷却装置6用于石英玻璃铸锭生产过程的冷却。
炉体1底部设置有真空泵7，真空泵7用于抽取炉体1内部的空气，给石英玻璃铸锭的生产通过真空加热环境。
整体来说，本发明提供的石英玻璃铸锭生产装置在炉体1底部设置有真空泵7，可以抽取炉体1内部的空气，给石英玻璃铸锭的生产提供真空环境，炉体1顶部设置有通气孔3，可以向炉体1的内部充入惰性气体，由于惰性气体比重比较大且惰性气体从炉体1顶部通入，炉体1内部本来存在的空气被真空泵7从炉体1底部抽离，因此惰性气体可以从炉体1顶部往炉体1底部全面覆盖，确保石英玻璃铸锭的生产完全处于惰性气体氛围的保护。持续通过惰性气体使炉体1的内部压力高于大气压，让石英玻璃铸锭在该种环境中进行反应生产，同时由于加热装置5设置于物料承载框4顶部，如此能有效消除石英玻璃铸锭生产过程中内部气泡的产生，提高产品的致密度，确保产品的质量。
本实施例中，为更好的方便石英玻璃铸锭生产过程的冷却，冷却装置6设置于物料承载框4底部。
本实施例中，为进一步方便炉体1与炉盖2之间的开合控制，炉体1与炉盖2之间设置有锁圈8。
本实施例中，为进一步方便炉体1的支撑固定，炉体1外部设置有支撑架9。
本实施例中，为更好的实现物料承载框4的加热与保温，物料承载框4外周设置有隔热层10。
本实施例中，为进一步加强加热与保温效果，隔热层10包括内层氧化锆隔热砖、中层泡沫氧化锆以及外层钢板。
本实施例中，为进一步方便炉体1的移动，炉体1下方设置有滚轮11。
以上对本发明所提供的一种石英玻璃铸锭生产装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，包括炉体，所述炉体顶部设置有炉盖，所述炉盖上设置有通气孔，所述通气孔用于惰性气体的通入，所述炉体的内部设置有物料承载框，所述物料承载框用于给石英玻璃铸锭的生产提供空间，所述物料承载框顶部设置有加热装置，所述物料承载框上连接有冷却装置，所述冷却装置用于石英玻璃铸锭生产过程的冷却，所述炉体底部设置有真空泵，所述真空泵用于抽取所述炉体内部的空气。
2.根据权利要求1所述的石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，所述冷却装置设置于所述物料承载框底部。
3.根据权利要求1所述的石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，所述炉体与所述炉盖之间设置有锁圈。
4.根据权利要求1所述的石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，所述炉体外部设置有支撑架。
5.根据权利要求1所述的石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，所述物料承载框外周设置有隔热层。
6.根据权利要求5所述的石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，所述隔热层包括内层氧化锆隔热砖、中层泡沫氧化锆以及外层钢板。
7.根据权利要求1所述的石英玻璃铸锭生产装置，其特征在于，所述炉体下方设置有滚轮。
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