DD300972A7 - Process for the preparation of rotationally symmetrical silica glass hollow bodies - Google Patents

Process for the preparation of rotationally symmetrical silica glass hollow bodies Download PDF

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DD300972A7 DD33630589A DD33630589A DD300972A7 DD 300972 A7 DD300972 A7 DD 300972A7 DD 33630589 A DD33630589 A DD 33630589A DD 33630589 A DD33630589 A DD 33630589A DD 300972 A7 DD300972 A7 DD 300972A7
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Heinz Geyer
Editha Kathe
Thomas Kreuzberger
Barbara Schwiger
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Technisches Glas Veb K
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Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Kieselglashohlkörpern als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Kieselglasrohren für Licht- und Strahlungsquellen. Erfindungsgemäß wird schmelzfähiger, granulatförmiger Kieselglasrohstoff in einer Gasphasenbehandlung thermisch-chemisch gereinigt und danach zur Vermeidung der Wiederbelegung der Granulatoberfläche mit Atmosphärilien luftdicht in einem Inertgasstrom direkt in das Schmelzaggregat gefördert oder in Behältern aus Kieselglas luftdicht unter Überdruck eines Inertgases aufbewahrt und danach unter Inertgas mit Unterdruck im Schmelzaggregat eingeschmolzen. Ein so hergestellter Kieselglashohlkörper weist einen manometrisch gemessenen Gasgehalt von < 1 My l/g Kieselglas auf.The invention includes a method for the production of rotationally symmetrical silica glass hollow bodies as starting material for the production of silica glass tubes for light and radiation sources. According to the invention, fusible, granular silica glass raw material is thermo-chemically cleaned in a gas phase treatment and then airtight in an inert gas stream to promote the repopulation of the granular surface with promoted directly into the melter or stored in containers of silica glass airtight under pressure of an inert gas and then under inert gas with negative pressure in Melting unit melted down. A hollow glass hollow body produced in this way has a manometrically measured gas content of <1 My l / g silica glass.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Kieselglashohlkörpern als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Kieselglasrohr für Licht- und Strahlungsquellen, v.'ie Hochdruckentladungslampen, Halocjenrnetalldnmpfllampen, Halogen-Fahrzeuglampen und Höchstdruckentladungslampen für Spezialzwecke.The invention relates to a method for the production of rotationally symmetrical silica glass hollow bodies as a starting material for the production of silica glass tube for light and radiation sources, v.'ie Hochdruckausladungslampen, Halocjenrnetalldnmpfllampen, halogen vehicle lamps and high pressure discharge lamps for special purposes.

Charakteristik des bekannton Standes der TechnikCharacteristic of bekannton state of the art

Nach dem Stand der Technik war bisher bekannt, rotationssymmetrische Kieselglashohlkörper als Ausgangsprodukte für die Herstellung von Kieselglasrohren für spezielle Licht- und Strahlungsquellen nach Elektrovakuumschmelzverfahren im Vakuum oder Inertgas aus natürlichen Quarzrohstoffen herzustellen.According to the state of the art, it has hitherto been known to produce rotationally symmetrical silica glass hollow bodies as starting materials for the production of silica glass tubes for special light and radiation sources by electro-vacuum melting in vacuum or inert gas from natural quartz raw materials.

Dabei wird der Quarzrohstoff über eine Widerstandsheizung mittels Graphitelektroden im Vakuum bzw. in Inertgasatmosphäre im wesentlichen aus Stickstoff oder Argon mit relativ geringer Schmelzgeschwindigkeit in einem Rotationsofen aufgeschmolzen.The quartz raw material is melted via a resistance heater by means of graphite electrodes in a vacuum or in an inert gas atmosphere essentially of nitrogen or argon at a relatively low melting rate in a rotary kiln.

Der dadurch erzielte rotationssymmetrische Kieselglashohlkörpoer zeichnet sich durch einen geringen Gasgehalt und einen geringen Gehalt an OH-Gruppen in der Glasstruktur aus und ist deshalb zur Weiterverarbeitung für Speziallampen geeignet.The thus obtained rotationally symmetric Kieselglashohlkörpoer is characterized by a low gas content and a low content of OH groups in the glass structure and is therefore suitable for further processing for special lamps.

Der Nachteil dieser Verfanren besteht jedoch darin, daß lange Schmelzzeiten für relativ geringe Kieselglasmengen sowie ein hoher spezifischer Energieverbrauch schon während der Herstellung des Ausgangsproduktes für die Herstellung eines Kieselglasrohres erforderlich sind.The disadvantage of these Verfanren, however, is that long melting times for relatively small quantities of silica glass and high specific energy consumption during the production of the starting material for the production of a silica glass tube are required.

Diese Nachteile sind im weiteren Stand der Technik dadurch vermieden worden, daß die natürlichen Quarzrohstoffe in einem Schmelztiegel aus Graphit oder Molybdän unter Wasserstoff- und/oder Heliumatmosphäre ebenfalls durch eine Widerstandsbeheizung geschmolzen und über eine Düse/Dorn-Kombination zu einem fert gen Kieselglasrohr ausgezogen wurden. Bedingt durch das Schmelzen des Quarzrohstoffes unter Wasserstoffatmosphäre weisen diese Kieselglasrohre einen hohen H2-Gehalt in ihrer Glasstruktur auf, wobei dieser sowohl physikalisch gelöst als auch chemisch im Kieselglas gebunden ist. Außerdem weisen derart hergestellte Kieselgläser zusätzlich einen hohen Gehalt an instabilen OH-Gruppen auf.These disadvantages have been avoided in the further prior art, that the natural quartz raw materials were melted in a crucible made of graphite or molybdenum under hydrogen and / or helium atmosphere also by a resistance heating and extracted via a nozzle / mandrel combination to a fert gene silica glass tube , Due to the melting of the quartz raw material under a hydrogen atmosphere, these silica glass tubes have a high H 2 content in their glass structure, which is both physically dissolved and chemically bound in the silica glass. In addition, silicas produced in this way additionally have a high content of unstable OH groups.

Sollen diese so erschmolzenen Kieselgläser für die Herstellung von Licht- und Strahlungsquellen verwendet werden, müssen sie in einem nachträglichen thermischen Behandlungsschritt von ihrem Wasserstof'gehalt und den instabilen OH-Gruppen befreit werden, da der in der Kieselglasstruktur vorhandene Wasserstoff während des Betreibens der Licht- und Strahlungsquellen in das Innere der Lampe bei Temperaturen von 600°C-100O°C abgegeben wird.If these fused silica glasses are to be used for the production of light and radiation sources, they must be freed from their hydrogen content and the unstable OH groups in a subsequent thermal treatment step, since the hydrogen present in the silica glass structure is present during the operation of the light source. and radiation sources into the interior of the lamp at temperatures of 600 ° C-100O ° C is discharged.

Die in der Kieselglasstruktur vorhandenen instabilen OH-Gruppen werden bei diesen Temperaturen abgebaut, wobei zusätzlich H2 entsteht und aus dem Glas in das Innere der Lampe diffundiert, während die Sauerstoffatome in der Glasstruktur verbleiben.The unstable OH groups present in the silica glass structure are degraded at these temperatures, with additional H 2 forming and diffusing out of the glass into the interior of the lamp, while the oxygen atoms remain in the glass structure.

Im Stand der Technik worden mehrere Möglichkeiten aufgezeigt, den H2-Gehalt eines Kieselglases bzw. den damit im Zusammenhang stehenden OH-Gehalt der instabilen OH-Gruppen zu verringern.In the prior art, several possibilities have been shown to reduce the H 2 content of a silica glass or the associated OH content of the unstable OH groups.

So wird in der DE-OS 32 27 785 und DE OS 32 27786 für unter Wasserstoff-Atmosphäre erschmolzene Kieselgläser eine nachträgliche Temperung unter Vakuum oder Normaldruck in wasserstofffreier Atmosphäre bei Temperaturen von 4000C bis 12000C für 200-2000 min nach dem Schmelzvorgang vorgeschlagen.Thus, in DE-OS 32 27 785 and DE OS 32 27786 for fumed under hydrogen atmosphere silica glasses subsequent heat treatment under vacuum or atmospheric pressure in hydrogen-free atmosphere at temperatures of 400 0 C to 1200 0 C for 200-2000 min after the melting process proposed.

In der DT-OS 2560706 wird ebenfalls zur Verringerung der Blasigkeit des Kieselglases der Quarzrohstoff unter Wasserstoffatmosphäre und Helium geschmolzen. Zur Verringerung des Glasgehaltes wird anschließend nach Abkühlung der Gegenstände zunächst bei Temperaturen von 8000C-14000C über oino Zeitdauer von einigen Tagen (8000C) bis einigen Minuten (14000C) getempert und daran während einiger Minuten eine kurzzeitige Temperaturbehandlung vcn mindestens 1 6000C angeschlossen. Dadurch soll ein Kieselglas herstellbar sein, das nahezu wasserstofffrei ist.In DT-OS 2560706, the quartz raw material is also melted under hydrogen atmosphere and helium to reduce the blistering of the silica glass. To reduce the glass content is then tempered after cooling of the objects, first at temperatures of 800 0 C-1400 0 C over oino time from a few days (800 0 C) to a few minutes (1400 0 C) and then for a few minutes a short-term temperature treatment vcn at least 1 600 0 C connected. This should produce a silica glass that is almost hydrogen-free.

In der DD-PS 134 221 wird ζ jr Verringerung des Wassorstoffgehaltes und der instabilen OH-Gruppen vorgeschlagen, das Kieselglasrohr bei einer Temperatur von 800°C-12000C mindestens 3 Stunden nachzubehandeln.In DD-PS 134 221 ζ jr reducing the Wassorstoffgehaltes and the unstable OH groups proposed to post-treat the silica glass tube at a temperature of 800 ° C-1200 0 C for at least 3 hours.

Bei einem Kieselglasrohr, das aus einem rotationssymmetrischen Kieselglashohlkörper nach dem Verfahren der DD-PS 236084 hergestellt ist, wurden gegenüber den bisher bekannten vorgenannten Verfahren eino relativ geringe OH-Gruppen-Konzentration von 20-60ppm und ein H2-GeIIaIt von z. 8. max. 1-2 Masse-ppm festgestellt. Diese Eigenschaften machen die Kieselglasrohre für den Einsatz als Licht- und Strahlungsquellen ungeeignet, Alle Verfahren, die zu gashaltigem Kieselglasrohr führen, haben also den Nachteil, daß ihre Anwendung eine thermische Nachbehandlung mit zusätzlichen ökonomischen Aufwendungen erfordert.In a silica glass tube, which is made of a rotationally symmetrical Kieselglashohlkörper by the method of DD-PS 236084, were compared with the previously known aforementioned method eino relatively low OH group concentration of 20-60ppm and a H 2 -GeIIaIt of z. 8. max. 1-2 mass ppm detected. These properties make the silica glass tubes for use as sources of light and radiation unsuitable, All processes that lead to gaschaltigem silica glass, so have the disadvantage that their application requires a thermal aftertreatment with additional economic costs.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem der Gasgehalt von rotationssymmetrischen Kieselglashohlkörporn für die Herstellung von Kieselglas für Licht- und Strahlungsquellen minimiert wird, d.h., ein Verfahren zu schaffen, welches gestattet, ein Kieselglas mit so geringen Gasgehalten herzustellen, daß es für den Einsatz für Licht- und Strahlungsquellen mit hoher Lichtausbeute, langer Lebensdauer und sicherem Zündverhalten geeignet ist und nachträgliche thermische Behandlungsschritte zur Erreichung dieser Eigenschaften vermieden werden können.The object of the invention is to develop a process in which the gas content of rotationally symmetric silica glass cavities for the production of silica glass for light and radiation sources is minimized, ie to provide a process which makes it possible to produce a silica glass with such low gas contents, that it is suitable for use with light and radiation sources with high light output, long life and safe ignition and subsequent thermal treatment steps to achieve these properties can be avoided.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Kieselglashohlkörpern als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Kieselglasrohron für Licht- und Strahlungsquellen zu entwickeln, das die Herstellung eines Kieselglashohlkörpers mit geringem Gasgehalt gestattet, wobei der Gasgehalt definiert über gezielte Adsorptions- und Desorptionsvorgänge beeinflußt werden kann.The object of the invention is to develop a process for the preparation of rotationally symmetrical silica glass hollow bodies as a starting material for the production of silica glass tube for light and radiation sources, which allows the production of a silica glass hollow body with low gas content, the gas content defined be influenced via targeted adsorption and desorption can.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Quarzrohstoffe oder granulatförmige synthetische SiO2-Rohstoffe zunächst in an sich bekannter Weise geschränkt, gemahlen und in eine Körnung von 0,08mm bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,5mm, klassiert und damit in eine schmelzfähige Form gebracht werden.According to the invention the object is achieved in that quartz raw materials or granular synthetic SiO 2 raw materials initially restricted in a conventional manner, ground and classified in a grain size of 0.08 mm to 1.0 mm, preferably 0.1 mm to 0.5 mm and thus be brought into a meltable form.

Das klassierte schmelzfähige Granulat wird anschließend thermisch-chemisch von Bestandteilen, hauptsächlich Eisen, gereinigt und erfindungsgemäß die Oberfläche der Granulatkörner von physikalisch und chemisch adsorbierten atmosphärischen Bestandteilen, wie Wasser, CO2, Kohlenwasserstoffe, befreit, Dabei werden in einem Temperaturbereich bis 400°C vorrangig die physikalisch adsorbierten Atmosphärilien und in einem Temperaturbereich von über 400°C bis 145O0C die chemisorbierten atmosphärischen Bestandteile abgedampft und durch einen Gasstrom abgeführt.The classified meltable granules are then thermally-chemically cleaned of components, mainly iron, and according to the invention, the surface of the granules of physically and chemically adsorbed atmospheric constituents, such as water, CO 2 , hydrocarbons, freed, are in a temperature range up to 400 ° C priority the physically adsorbed atmospheres and in a temperature range of about 400 ° C to 145O 0 C, the chemisorbed atmospheric constituents evaporated and removed by a gas stream.

Dieser verwendete Gasstrom zur Reinigung des Granulates besteht vorteilhafterweise aus HCI oder Chlor oder einem Gasgemisch aus HCI oder Chlor und Sauerstoff oder Stickstoff oder Argon.This used gas stream for purifying the granules advantageously consists of HCl or chlorine or a gas mixture of HCl or chlorine and oxygen or nitrogen or argon.

Theoretisch liegen diesen Verfahrensschritten folgende Überlegungen zugrunde:Theoretically, these procedural steps are based on the following considerations:

Das Ziel der thermischen Vorbehandlung des Quarzgranulates in der Gasphase ist die Reinigung des Granulates. Im wesentlichen wird bei diesem Verfahrensschritt der Eisengehalt des Granulates gesenkt. Bisher wurde durch die Fachwelt nicht beachtet, daß währand dieser termischen Gasphasenbehandlung auch die Granulatoberfläche von atmosphärischen Bestandteilen gereinigt werden muß. Bei der anschließenden Abkühlung des Granulates an der Luft erfolgt nämlich eine sofortige Wiederbelegung der Granulatoberfläche mit atmosphärischen Bestandteilen, wie H2O, CO; und anderen Atmosphärilien.The aim of the thermal pretreatment of the quartz granules in the gas phase is the purification of the granules. Essentially, in this process step, the iron content of the granules is lowered. Until now, it has not been considered by the experts that during this thermal gas phase treatment, the granulate surface must also be cleaned of atmospheric constituents. In the subsequent cooling of the granules in the air, namely, an immediate reprecipitation of the granule surface with atmospheric constituents, such as H 2 O, CO; and other atmospheres.

Überraschend wurde nun festgestellt, daß eine Ursache für den erwähnten Gasgehalt im Kieselglas diese Adsorption von atmosphärischen Bestandteilen ist.Surprisingly, it has now been found that one cause of the mentioned gas content in the silica glass is this adsorption of atmospheric constituents.

Die Größe der Oberfläche des eingesetzten Granulates liegt zwischen 0,01 und 0,3 mVg. Die auf dieser relativ großen Oberfläche anhaftenden Atmosphärilien verbleiben zum großen Teil physikalisch oder chemisch gelöst in der Schmelze und damit im Kieselglas. Soll also der Gasgehalt im Kieselglas gesenkt werden, muß entweder das Kieselglas einer thermischen Nachbehandlung unterzogen werden, oder es muß eine Adsorption atmosphärischer Bestandteile nach der theimischen Gasphasenbehandlung vermieden werden, um diesen nachträglichen und ökonomisch aufwendigen Schritt der Nachbehandlung einsparen zu können, damit ein Kieselglas herstellbar ist, das einen minimierten Gasgehalt aufweist.The size of the surface of the granules used is between 0.01 and 0.3 mVg. The adhering to this relatively large surface atmosphere remain largely physically or chemically dissolved in the melt and thus in the silica glass. Thus, if the gas content in the silica glass to be reduced, either the silica glass must be subjected to a thermal aftertreatment, or it must be an adsorption of atmospheric constituents after theimischen gas phase treatment can be avoided in order to save this subsequent and economically complex step of the aftertreatment, thus producing a silica glass is that has a minimized gas content.

Ausführungsbeispieleembodiments

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments:

1. Ein Schmelzgranulat wird durch die Aufbereitungsstufen Waschen, Schränken, Zerkleinern und Sieben in eine schmelzfähige Form gebracht. Die Zielkörnung von 0,2-0,5mm Durchmesser, mit einer Oberfläche von 0,1 mVg, wird vor der Verwendung als Schmelzgranulat einem Thermochlorierungsprozeß unterzogen, in dem das Granulat bei einer Temperatur von 10200C über eine Zeitdauer von 60 min in einem Gasstrom von 90% O2 und 10% HCI von oberflächlich chlorierbaren Bestandteilen wie Fe-haltigen Mineralien sowie adsorbierten und durch Chemisorption gebundenen Atmosphärilien befreit wird. Durch den Sauerstoff werden an der Oberfläche gebundene, reduzierende Bestandteile aufoxidiert und mit dem Gasstrom abgeführt. Zur Vermeidung der Wiederbelegung mit Wasser und reduzierenden Bestandteilen, die zur Bildung von Wasserstoff führen, wurde das noch heiße Granulat mit einer Temperatur von 1000C unter Verwendung eines trockenen Stickstoffstromes in die1. A melt granulate is brought into a meltable form by the treatment stages washing, cabinets, crushing and sieving. The Zielkörnung of 0.2-0.5mm diameter, with a surface of 0.1 mVg, is subjected before use as a melt granules a Thermochlorierungsprozeß in which the granules at a temperature of 1020 0 C over a period of 60 min in a Gas flow of 90% O 2 and 10% HCl of superficially chlorinated constituents such as Fe-containing minerals and adsorbed and bound by chemisorption atmospheres is released. Oxygen oxidizes surface-bound reducing constituents and dissipates them with the gas stream. To avoid reoccupation with water and reducing components, which lead to the formation of hydrogen, the still hot granules with a temperature of 100 0 C using a dry nitrogen stream in the

Schmelzanlage eingeführt. Die Schmelzanlage wurde anschließend bis auf einen Druck von 10-2OkPa evakuiert und mi'.Melting plant introduced. The melting plant was then evacuated to a pressure of 10-2OkPa and mi '.

Argon gespült. Nach Zündung des Lichtbogens wurde unter Vakuum ein- und fertiggeschmolzen.Purged argon. After ignition of the arc was melted under vacuum and finished.

Das so erhaltene Kieselglas hat eine Gasabgabo von δμΙ/IOg.The resulting silica glass has a gas release of δμΙ / IOg.

Ein synthetisch hergestellter Cristobalit mit eine." Körnung von 0,05-0,5mm Durchmesser, aber einer aufgrund einer Mark zerklüfteten Oberfläche erhöhten Oberfläche von z. B. 0,15mVg, wurde bei einer Temperatur von 145O0C, in einem Gasgemisch aus 20% Sauerstoff und 80% Stickstoff geglüht, unter Inertgas .atmosphäre abgekühlt und unter Absch'uß von Feuchtigkeit luftdicht zur Zwischenlagerung verpackt. Das Granulat wo.de nach der Zwischcmlfigerung unter einem N2-Gasstrom in das Schmelzaggregat eingefüllt und dieses auf einen Druck von 10-2OkPa evakuiert. Nach Spülung mit Argon wurde der Lichtbogen gezündet und das Granulat unter einem Dr1JLu . jn 10-3OkPa ein- und fertiggeschmolzen.A synthetic cristobalite with a. "Grit 0,05-0,5mm diameter, but increased due to a rugged surface Mark surface of z. B. 0,15mVg was made at a temperature of 145 ° 0 C, in a gas mixture 20% oxygen and 80% nitrogen annealed, cooled under an inert gas atmosphere and airtight packed for interim storage with the release of moisture.The granulate wo.de is filled into the melter after the intermediate concentration under an N 2 gas stream and this is pressurized to After purging with argon, the arc was ignited and the granules were melted and finally melted under a Dr 1 JLu.n 10-3OkPa.

Der rotationssymmetrische Kieselglashohlkörper wies eine Gasabgnbe von 10pl/10g auf.The rotationally symmetric silica glass hollow body had a gas discharge of 10 μl / 10 g.

Schmelzquarz in der für den Einsatz als Lichtquellensortiment notwendigen Reinheit wurde durch Waschen, Scnränken, Zerkleinern und Sieben in eine schmelzfähige Form gebracht. Zur Entfernung der an der Oberfläche befindlichen chloriorbaren kationischen Verunreinigungen, der in den Gas-Flüssigkeits-Einschlüssen befindlichen Salzlösungen sowie der oberflächlich adsorbierten und chemisorbierten Atmosphärilien, wurde das Granulat bei einer Temperatur von 1080°C im HCL-Strom 40 min gehalten. Das noch heiße Granulat wurde bei einer Temperatur von ca. '1000C unter normaler Raumluft abgefüllt und anschließend in geschlossenen Behältern unter einer wasserfreien Stickstoffatmosphäre und unter leichtemMelted quartz in the purity required for use as a light source assortment was made into a meltable form by washing, sintering, crushing and sieving. The granules were kept at a temperature of 1080 ° C in the HCL stream for 40 minutes to remove surface chlorinated cationic impurities, the salt solutions contained in the gas-liquid inclusions, and the superficially adsorbed and chemisorbed atmospheres. The still hot granules were filled at a temperature of about '100 0 C under normal room air and then in closed containers under an anhydrous nitrogen atmosphere and under a light

Überdruck von 12OkPa bis zu 7 Tagen gelagert. Anschließend wuide das Granulat in Vorrats behälter gefüll'.und unter Zugabe von 2000-3000l/h N2 in das Schmelzaggregat gefüllt. Nach Evakuieren dieses auf 5-1OkPa wurde eier Lichtbogen irr, Vakuum gezündet und das Granulat ein- und fertiggeschmolzon.Overpressure of 12OkPa stored up to 7 days. Subsequently, the granules were filled into storage containers and filled with 2,000-3,000 l / h of N 2 into the melting unit. After evacuating this to 5-1OkPa, the arc was ignited, vacuum ignited and the granules were finished and finished.

Das so erschmolzene Kieselglas besitzt eine Gasabgabe von 10μΙ/10{j.The fused silica glass has a gas release of 10μΙ / 10 {j.

Schmelzquarz wurde durch die Aufbereitungsstufen Waschen, Schränken, Zerkleinern und Sieben in 'jine schmelzfähige Form gebracht. Die Zielkörnung von 0,2-0,5 mm Durchmesser wurde bei {liner Temperatur von 900"C mit einem Gasgemisch aus 50% HCI und 50% O? behandelt. Die flüchtigen Chloride und die anderen Reaktionsprodukte sowie Ce von der OberflächeMelted quartz was rendered into a meltable form by the treatment stages of washing, cupping, crushing and sieving. The target granules of 0.2-0.5 mm diameter were treated at {linear temperature of 900 ° C with a gas mixture of 50% HCl and 50% O. The volatile chlorides and the other reaction products as well as Ce from the surface

desorbierten Atmosphärilien wurden aus der Reaktionszone abgesaugt. Das 6ranulat kühlte in dem Reaktor bis auf eine Temperatur von 100'C ab und wurde mit dieser Temperatur in Kiesolgutbahälter gefüllt. Die abgedockten Behälter wurden bis zu 5 Tagen unter normaler Raumluft gelagert und anschließend unter Verwendung von 10001 Raumluft pneumatisch in das evakuierte Schmelzaggregat gefördert. Nach Zünden des Lichtbogens wurde bei Drücken von 20-3OkPa ein- und fertiggeschmolzen. Der Wasserstoffpartialdruck in der Ofenatmosphäre wurde auf 20Pa begrenzt.Desorbed atmospheres were aspirated from the reaction zone. The granules cooled in the reactor to a temperature of 100 ° C. and were filled at this temperature into gravel containers. The dehumidified containers were stored under normal room air for up to 5 days and then pneumatically conveyed into the evacuated smelting unit using 1000 l of room air. After ignition of the arc was melted at pressures of 20-3OkPa and finished. The hydrogen partial pressure in the furnace atmosphere was limited to 20Pa.

Die Gasabgabe des Kieselglases erreichte Weite von maximal 25-40μΙ/iOg.The gas output of the silica glass reached a maximum of 25-40μΙ / iOg.

Ein mechanisch und chemisch aufbereiteter SiOj-Rohstoff der Körnung 0,1-0,7 mm Durchmesser wurde in Vorratsbehältern gebunkert und von dort mit Hilfe einer pneumatischen Förderung unter Verwendung von etwa 3 0001 Luft als Fördergas in das Schmelzaggregat gefüllt. Nach Evakuieren des Ofens auf 10-3OkPa wurde der Lichtbogen gezündet und das Lranulat mit konstanten Leistungsdichten von 20-60 W/cm2 ein- und fertiggeschmolzen.A mechanically and chemically treated SiOj raw material with a grain size of 0.1-0.7 mm in diameter was stashed in storage containers and filled from there with the aid of pneumatic conveying using about 3,000 l of air as conveying gas into the smelting unit. After evacuating the furnace to 10-3OkPa, the arc was ignited and the lime was melted at a constant power density of 20-60 W / cm 2 .

Der Wasserstoffgehalt der Ofentatmosphäre hat bis zu 1 Vol.-% H2 betragen.The hydrogen content of the furnace atmosphere has been up to 1 vol .-% H 2 .

Das erschmolzene Kieselglas wies Gasgehalte bis zu 150pl/10g auf.The molten silica glass had gas contents up to 150pl / 10g.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Kieselglashohlkörpern, bei dem der Quarzrohstoff in eine schmelzfähige Form geschränkt, gemahlen und in Kornfraktionen bestimmter Größe klassiert und anschließend das klassierte schmelzfähige Granulat thermisch-chemisch hauptsächlich von Fe gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Granulatkörner während des Reinigungsprozesses außerdem von physikalisch und chemisch adsorbierten atmosphärischen Bestandteilen befreit wird, wobei in einem Temperaturbereich bis 4000C vorrangig physikalisch adsorbierte Atmosphärilien und in einem Temperaturbereich von ca. 4000C bis 14500C chemisorbierte atmosphärische Bestandteile und die sich in Wechselwirkung mit einem Gasstrom bildenden Metallchloride durch diesen Gasstrom abgeführt werden und danach diei Granulat in ein Schmelzaggregat unter Inertgasspülung und Unterdruck direkt gefüllt und unter weiterem Unterdruck von 1-5OkPa und Inertgas eingeschmolzen und abschließend der rotationssymmetrische Kieselglashohlkörper fertiggeschmolzen wird.1. A process for the preparation of rotationally symmetrical silica glass hollow bodies, in which the quartz raw material is set in a meltable form, ground and classified into grain fractions of a certain size and then the classified meltable granules are thermally-chemically cleaned mainly of Fe, characterized in that the surface of the granules during the cleaning process is also freed from physically and chemically adsorbed atmospheric constituents, wherein in a temperature range up to 400 0 C primarily physically adsorbed atmospheres and in a temperature range of about 400 0 C to 1450 0 C chemisorbed atmospheric constituents and in interaction with a gas stream forming metal chlorides are discharged through this gas stream and then diei granules are directly filled in a melting unit under inert gas purging and reduced pressure and melted under further negative pressure of 1-5OkPa and inert gas zen and finally the rotationally symmetric silica glass hollow body is finished melted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermisch-chemische Reinigungsprozeß in einem Gasstrom aus Chlorwasserstoff oder Chlor oder einem Gasgemisch aus Chlorwasserstoff oder Chlor und Sauerstoff oder Stickstoff oder Argon und die Inertgasspülung mit Stickstoff oder Argon erfolgen.2. The method according to claim 1, characterized in that the thermal-chemical cleaning process in a gas stream of hydrogen chloride or chlorine or a gas mixture of hydrogen chloride or chlorine and oxygen or nitrogen or argon and the inert gas purging with nitrogen or argon. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffpartialdruck im Schmelzaggregat auf < 20Pa eingestellt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the hydrogen partial pressure in the melting unit is set to <20Pa. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis3,dadurchgekennzelchnet,daßdasGranulatnachderthermischen Gasphasenbehandlung unter Luftabschluß auf Raumtemperatur abgekühlt, unter Überdruck eines wasserfreien Inertgases von ca. 12OkPa in Kieselglasbehälter abgefüllt und unter einem wasserfreien Inertgasstrom in das Schmelzaggregat eingefüüt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the granules after thermal gas phase treatment cooled to room temperature under air, filled under pressure of an anhydrous inert gas of about 12OkPa in silica glass container and incorporated under an anhydrous inert gas stream in the melter.
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