CN107021606A - 连熔法生产光纤用外套管的方法 - Google Patents

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Abstract

一种连熔法生产光纤用外套管的方法，其特征是它包括以下步骤：步骤一：原料预处理，步骤二：投料，步骤三：熔炼，步骤四：成型和步骤五：拉制。原料预处理时关键是将石英砂原料置于密闭容器中抽真空，待真空度达到≤10‑1Pa之后，对容器内回填氦气与氢气体积比为9:1的混合气体回复至工作气压，之后再按常规程序投料、加热成型。本发明工艺简单，效率高，能大幅度降低生产成本。

Description

连熔法生产光纤用外套管的方法
技术领域
本发明涉及一种光纤用外套管的生产技术，尤其是一种石英厚壁光纤外套管的生产技术，具体地说是一种连熔法生产光纤用外套管的方法。
背景技术
目前，光纤用石英玻璃外套管的生产方法主要有SiCl4水解合成法，天然石英等离子熔融法。但这二种方法，存在生产周期长、价格昂贵等问题，制约了光纤行业的发展，有必要加以改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的光纤用石英玻璃外套管生产方法存在生产周期长、价格昂贵的问题，发明一种能连续生产的高效率连熔法生产光纤用外套管的方法。
本发明的技术方案是：
一种连熔法生产光纤用外套管的方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤一：原料预处理
将石英砂原料置于密闭容器中抽真空，待真空度达到≤10-1Pa之后，对容器内回填氦气与氢气体积比为9:1的混合气体回复至工作气压，之后再按常规程序投料；
步骤二：投料
将步骤一经过预处理的原料导入密闭的加料斗内，再通过进料管连续的投入钨坩埚内，控制进料管的进料速度使坩埚内石英砂的料面高度保持基本稳定；
步骤三：熔炼
通过在坩埚外围设置双层加热网，使坩埚内由上至下形成具有稳定温度梯度的热场，石英砂原料逐步熔化，达到最佳的排气效果，以大幅降低产品内部的气泡、气线缺陷，提升产品质量；
步骤四：成型
石英玻璃熔体在坩埚内经充分熔炼、均化后，到达坩埚底部出料台、成型器区域，通过调整坩埚的高度将成型区的温度固定在合适的区间，此时石英玻璃熔体具有最佳的成型粘度，便于成型；
步骤五：拉制
由伺服电机控制拉管机，在托住石英玻璃厚壁管不致下滑的同时，匀速缓慢的将熔体从出料口拉出，形成厚壁的光纤用外套管。
所述的控制进料管的进料速度使坩埚内石英砂的料面高度保持基本稳定是指使坩埚内石英砂的料面的高度保持在设定值的±5%之内。
在坩埚的下端出料区安装有辅助加热装置，以保证成型区所需的温度。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征是辅助加热装置的温度可调，其温度值取决于最终成型的光纤用外套管的尺寸。
本发明的有益效果：
本发明实现了光纤用石英玻璃外套管的连续高效生产，且产品质量明显优于传统方法，合格率达到90%以上。
本发明工艺简单，效率高，能大幅度降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
一种连熔法生产光纤技术用石英玻璃套管的方法，其特点是，将石英玻璃原料高纯天然石英砂（SiO2含量≥99.99%）经预处理后投入连熔炉内，通过电加热熔融，熔融后的石英玻璃液经成型器、出料台及拉管机拉制成石英玻璃厚壁管。具体步骤如下：
1、原料预处理
与传统工艺不同之处在于，对石英砂原料（SiO2含量≥99.99%）进行预处理，在密闭容器中对石英砂先抽真空，待真空度达到≤10-1Pa之后，对容器内回填氦气与氢气体积比为9:1的混合气体回复至工作气压，之后再按常规程序投料。
2、投料
加料斗内的石英砂原料通过进料管连续的投入钨坩埚内，此加料管能够保持坩埚内石英砂的料面高度基本稳定，保证高度液面波动范围控制在±5%之内，以保证拉制成品的质量。
3、熔炼
通过在坩埚外围设置双层加热网，使坩埚内由上至下形成具有稳定温度梯度的热场，石英砂原料逐步熔化，达到最佳的排气效果，如此能够大幅降低产品内部的气泡、气线缺陷，提升产品质量。
4、成型
石英玻璃熔体在坩埚内经充分熔炼、均化后，到达坩埚底部（最好加装温度可控的辅助加热装置，以满足不同规格套管拉制的需要）出料台、成型器区域，通过调整坩埚的高度可将成型区的温度固定在合适的区间，此时石英玻璃熔体具有最佳的成型粘度，便于成型。
5、拉制
由伺服电机控制的拉管机，在托住石英玻璃厚壁管不致下滑的同时，匀速缓慢的将熔体从出料口拉出，形成石英玻璃厚壁管。
本发明的和平方法同比生产效率可提高5倍以上，合格率高于90%。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种连熔法生产光纤用外套管的方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤一：原料预处理
将石英砂原料置于密闭容器中抽真空，待真空度达到≤10-1Pa之后，对容器内回填氦气与氢气体积比为9:1的混合气体回复至工作气压，之后再按常规程序投料；
步骤二：投料
将步骤一经过预处理的原料导入密闭的加料斗内，再通过进料管连续的投入钨坩埚内，控制进料管的进料速度使坩埚内石英砂的料面高度保持基本稳定；
步骤三：熔炼
通过在坩埚外围设置双层加热网，使坩埚内由上至下形成具有稳定温度梯度的热场，石英砂原料逐步熔化，达到最佳的排气效果，以大幅降低产品内部的气泡、气线缺陷，提升产品质量；
步骤四：成型
石英玻璃熔体在坩埚内经充分熔炼、均化后，到达坩埚底部出料台、成型器区域，通过调整坩埚的高度将成型区的温度固定在合适的区间，此时石英玻璃熔体具有最佳的成型粘度，便于成型；
步骤五：拉制
由伺服电机控制拉管机，在托住石英玻璃厚壁管不致下滑的同时，匀速缓慢的将熔体从出料口拉出，形成厚壁的光纤用外套管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的控制进料管的进料速度使坩埚内石英砂的料面高度保持基本稳定是指使坩埚内石英砂的料面的高度保持在设定值的±5%之内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是在坩埚的下端出料区安装有辅助加热装置，以保证成型区所需的温度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是辅助加热装置的温度可调，其温度值取决于最终成型的光纤用外套管的尺寸。
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