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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen eines Quarzglaszylinders
aus einem Schmelztiegel, der einen Tiegel-Innenraum umfasst, der
sich in Richtung einer Tiegel-Mittelachse erstreckt und von einer
Seitenwand und einem Boden begrenzt ist, indem dem Schmelztiegel
SiO2-Körnung,
zugeführt,
darin zu einer viskosen Quarzglasmasse erweicht und diese mittels
einer ersten Abzugseinrichtung durch eine im Boden des Schmelztiegels
vorgesehene erste Ziehdüse
als zylinderförmiger
Quarzglasstrang vertikal nach unten abgezogen und daraus der Quarzglaszylinder
abgelängt
wird.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglaszylinders,
mit einem Schmelztiegel zur Aufnahme von SiO2-Körnung, der
einen Tiegel-Innenraum umfasst, der sich in Richtung einer Tiegel-Mittelachse
erstreckt und von einer Seitenwand und einem Boden begrenzt ist,
mit einer Heizeinrichtung zum Erweichen des der SiO2-Körnung, sowie
mit einer im Boden des Schmelztiegels vorgesehenen ersten Ziehdüse, und mit
einer ersten Abzugseinrichtung zum Abziehen eines Quarzglasstrangs
durch die erste Ziehdüse.
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Stand der Technik
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Vertikal-Tiegelziehverfahren
werden zur kontinuierlichen Herstellung zylinderförmiger Bauteile aus
Quarzglas, wie Stäbe,
Rohre oder Platten mit beliebigem Querschnittsprofil eingesetzt.
Dabei wird SiO2-Körnung als Glasausgangsstoff
in einem Schmelztiegel zu einer relativ hochviskosen Quarzglasmasse
erschmolzen (im Folgenden auch als „Quarzglasschmelze” bezeichnet)
und über
eine axialsymmetrisch, eine für
das Zielprodukt ausgelegte Ziehdüse
am Tiegelboden als Glasstrang abgezogen. Aus dem Glasstrang werden
Teilstücke
abgelängt,
aus denen das gewünschte
Quarzglas-Bauteil als Fertigprodukt oder als Halbzeug gefertigt
wird.
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Dabei
liegt ein besonderes Augenmerk darauf, Inhomogenitäten im abgezogenen
Glasstrang zu vermeiden und im Tiegel-Innenraum möglichst
gleiche und konstante Schmelzbedingungen zu schaffen. Infolge ihrer
hohen Temperatur und Viskosität kann
eine Quarzglasschmelze jedoch nicht mittels der Techniken homogenisiert
werden, wie sie bei niedrigviskosen Glasschmelzen, wie beispielsweise Borosilikatglas-
oder Kalk-Natron-Glasschmelzen, üblich
sind. Insbesondere sind zum Läutern
derartiger Glasschmelzen eingesetzte Rühreinrichtungen für die Homogenisierung
einer Quarzglasschmelze nicht geeignet, da beim Rühren erzeugte
Blasen wegen der hohen Viskosität
im Verlauf des Ziehprozesses nicht mehr beseitigt werden können.
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Für die Zufuhr
der SiO2-Körnung ist in der Regel ein
Schütttrichter
vorgesehen, der in den Schmelztiegel hineinragt, und dessen unteres
Ende oberhalb der Oberfläche
der zähflüssigen Quarzglasmasse
endet. Es bildet sich dabei ein Schüttkegel aus dem auf der Schmelzoberfläche aufschwimmenden,
körnigen
SiO2-Rohmaterial
aus. Diese Ziehverfahren sind durch ein Strömungsverhalten der Quarzglasschmelze
mit einer ausgeprägt
höheren
Strömung
im Mittelachsenbereich des Schmelztiegels als im Randbereich charakterisiert,
die als „Siloströmung” bezeichnet
werden kann.
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Dabei
erfahren die SiO2-Körnungsteichen auf der direkten
Verbindungslinie zwischen der Schüttkegelmitte und der Ziehdüse des Schmelztiegels
eine vergleichsweise geringere Verweilzeit in der Schmelze und eine
dementsprechend geringere Temperaturbeaufschlagung. Dieser Effekt
wird noch dadurch verstärkt,
dass das axiale Temperaturprofil entlang der Tiegel-Mittelachse
um bis zu 50°C
niedrigere Temperaturen als am Rand aufweist, was so weit gehen
kann, dass SiO2-Körnung in der Tiegelmitte nicht
vollständig
aufgeschmolzen wird und zu Störungen
im abgezogenen Glasstrang führt.
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Die „Siloströmung” macht
sich insbesondere bei kleinen Ziehdüsenabmessungen ungünstig bemerkbar
und erfordert eine Verlängerung
der mittleren Verweilzeiten für
die SiO2-Körnung insgesamt und begrenzt
die Effizienz des Schmelzdurchsatzes.
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Man
versucht daher, ein möglichst
gleichmäßiges Einschmelzen
der Glasausgangsstoffe mit Hilfe eines besonders angepassten axialen
Temperaturverlaufs im Ziehofen zu erreichen (
DE 22 17 725 B2 ) oder gleiche
und konstante Einschmelzbedingungen über eine reproduzierbare Verteilung
und Verdichtung der einzuschmelzenden SiO
2-Körnung auf
der Schmelzoberfläche
(
US 3,249,417 A ;
WO 2006/015763 A1 )
zu gewährleisten.
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Es
ist auch vorgeschlagen worden, die Strömungen der zähflüssigen Quarzglasschmelze zwecks
Homogenisierung der Temperatur zu lenken. Ein Verfahren dieser Art
beschreibt die
DE 1
596 664 A aus der auch eine Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung bekannt ist. Zum Ziehen eines rohrförmigen Quarzglasstrangs aus
einem Schmelztiegel wird hierbei eine Wolfram-Düse eingesetzt, die eine kreisförmige Öffnung aufspannt,
in die von oben ein Dorn hineinragt, der an einem Hohlschaft aus
Wolfram hängend
in der Quarzglasschmelze gehalten wird. Die Position des Dorns ist
veränderbar.
Der Dorn weist ein Oberteil mit einer Ausbuchtung in Form eines
Stundenglases auf, das über
einen Zwischenring mit einem kegelstumpfförmigen Unterteil verbunden
ist, das sich unter Belassung eines in seiner Weite veränderbaren
Ringspalts bis in die Düsenöffnung erstreckt.
Durch die Geometrie des Oberteils werden die zentralen, kälteren Schmelzströme auslenkt
und so eine Homogenisierung der Temperatur innerhalb der Quarzglasschmelze
bewirkt.
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Die
beim bekannten Ziehverfahren eingesetzte Vorrichtung ist in ihrer
Konstruktion und Handhabung relativ aufwändig und das Verfahren erweist sich
gegenüber
Temperaturschwankungen im Tiegelinnenraum als vergleichsweise empfindlich.
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Technische Aufgabe
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
anzugeben, welches die Herstellung homogener Quarzglaszylinder bei
gleichzeitig hoher Produktivität
ermöglicht.
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Weiterhin
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache
und einfach zu handhabende Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens bereitzustellen.
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Hinsichtlich
des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten
Verfahren erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass mindestens ein zweiter Quarzglasstrang durch mindestens eine
weitere im Boden des Schmelztiegels vorgesehene zweite Ziehdüse abgezogen
wird, wobei die erste Ziehdüse
und die zweite Ziehdüse
beabstandet voneinander und exzentrisch zur Tiegel-Mittelachse angeordnet
sind.
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Ziel
der Erfindung ist es, eine ausgeprägte Siloströmung in der Tiegelmitte, einhergehend
mit einem unmittelbaren Eintritt gering homogenisierter Quarzglasmasse
in die Ziehdüse,
zu vermeiden, und gleichzeitig die Produktivität des Ziehverfahrens zu erhöhen. Hierzu
ist das Zusammenspiel mehrerer Maßnahmen entscheidend:
- 1. Statt nur einer einzigen Ziehdüse sind
im Boden des Schmelztiegels zwei oder mehr Ziehdüsen vorgesehen, durch die jeweils
ein Quarzglasstrang aus dem Schmelztiegel abgezogen wird. Es liegt
auf der Hand, dass diese Maßnahme
die Produktivität
des Ziehverfahrens erhöht.
- 2. Wichtig dabei ist aber auch, dass keine der Ziehdüsen exakt
in der Tiegelmitte angeordnet ist. Die exzentrische, außermittige
Anordnung der Ziehdüsen
vermeidet oder vermindert die schmelztechnisch ungünstige Mittelströmung und bewirkt
eine eher randnähere
Strömung.
Damit einhergehend ergibt sich ein axiales Temperaturprofil mit
im Mittel höheren
Temperaturen im Vergleich zu dem axialen Temperaturprofil in der
Tiegel-Mittelachse. Dies ermöglicht
eine Reduzierung der zuzuführenden
Schmelzenergie, was wiederum zu einer Energieersparnis und insbesondere
zu einer Verminderung der thermischen Belastungen des Schmelztiegels
führt und
somit der Einbringung von Kontaminationen in die Schmelze entgegenwirkt.
- 3. Die mindestens zwei Ziehdüsen
erzeugen Einzelströmungen,
die teilweise miteinander verkoppelt sind und die aufeinander einwirken.
Dadurch ergibt sich ein gewisser Durchmischungseffekt, der zu einer
Homogenisierung der Quarzglasmasse beiträgt.
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Je
nach Anzahl der Ziehdüsen
ergibt sich bei derselben produktspezifischen Standardschmelzleistung
eine Erhöhung
der Verweilzeit im Schmelztiegel und damit einhergehend eine höhere Qualität des abgezogenen
Quarzglases, und umgekehrt, bei Einhaltung der bisher üblichen
spezifischen Verweilzeiten, ergibt sich eine zuordenbare Erhöhung der
Schmelzleistung.
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Somit
ermöglicht
die Erfindung nicht nur unmittelbar eine Erhöhung der Produktivität gegenüber dem
herkömmlichen
Ziehverfahren, sondern gleichzeitig kann – bei gleichbleibender Tiegeltemperatur – die Homogenität des abgezogenen
Quarzglasstrangs verbessert, oder – bei gleichbleibender Homogenität – die Temperaturbelastung
des Schmelztiegels verringert werden. Diese Maßnahmen wirken sich mittelbar
ebenfalls auf die Produktivität
aus, wie oben erläutert.
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Die
positiven Wirkungen der oben unter 2. und 3. erläuterten Maßnahmen hängen von der örtlichen
Verteilung der Ziehdüsen über dem
Tiegelboden und dabei insbesondere vom Abstand der Ziehdüsen voneinander
ab. Diese Wirkungen sind in erster Näherung umso ausgeprägter, je
größer der
Abstand zwischen den Ziehdüsen
ist. Im Hinblick hierauf hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn
die erste Ziehdüse
und die weitere, zweite Ziehdüse
einen Abstand von mindestens 20 mm, vorzugsweise von mindestens
50 mm voneinander haben.
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Unter
dem Abstand wird hierbei nicht der Abstand der Mittelachsen benachbarter
Ziehdüsen
verstanden, sondern die kleinste Entfernung der jeweiligen Düsenöffnungen.
Der Abstand beschreibt somit die zwischen den Düsenöffnungen verbleibende minimale
Stegweite im Tiegelboden.
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Die
exzentrische Anordnung der Ziehdüsen in
Bezug auf die Tiegel-Mittelachse umfasst auch eine Verfahrensweise,
bei der eine der Ziehdüsenöffnungen
die Tiegel-Mittelachse schneidet. Bei einer besonders bevorzugten
Verfahrensweise ist jedoch vorgesehen, dass die Ziehdüsen um die
Schmelztiegel-Mittelachse gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
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Hierbei
schneidet keine der Ziehdüsen-Öffnungen
die Schmelztiegel-Mittelachse, so dass die Mittelströmung weitgehend
vermieden wird. Die gleichmäßige Verteilung
der Ziehdüsen
um die Schmelztiegel-Mittelachse trägt zu einer reproduzierbaren
und gleichmäßigen Verteilung
der eingeschmolzenen Quarzglasmasse in die jeweiligen Quarzglasstränge bei.
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In
dem Zusammenhang hat es sich auch als günstig erwiesen, wenn genau
zwei Ziehdüsen
vorgesehen sind, die sich an der Tiegel-Mittelachse gegenüberliegen.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei mehr als zwei Ziehdüsen der konstruktive Aufwand,
insbesondere für
das geregelte Abziehen der jeweiligen Quarzglasstränge, überproportional
zunimmt. Bei der bevorzugten Verfahrensweise sind daher nur zwei
Ziehdüsen
vorgesehen. Deren Ziehdüsen-Öffnungen
liegen an der Tiegel-Mittelachse
gegenüber,
wobei sie die Mittelachse nicht schneiden. Aus dem oben bereits erläuterten
Grund (gleichmäßigen Verteilung
der eingeschmolzenen Quarzglasmasse) haben die Ziehdüsen-Öffnungen
vorzugsweise den gleichen Abstand zur Mittelachse.
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Es
wird eine Verfahrensweise bevorzugt, bei der durch die erste Ziehdüse ein Quarzglasstrang
mit einem ersten Massenstrom abgezogen wird, und bei der durch die
zweite Ziehdüse
ein Quarzglasstrang mit einem zweiten Massenstrom abgezogen wird, wobei
sich erster und zweiter Massenstrom um maximal 100% (bezogen auf
den kleineren der Massenströme)
unterscheiden.
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Wenn
sich die aus den Ziehdüsen
abgezogenen Massenströme überaus deutlich
unterscheiden, kann infolge der Rückkopplung der jeweiligen Strömungen innerhalb
des Schmelztiegels eine geringfügige Änderung
bei der stärkeren
Strömung
(und dem größeren Massenstrom)
zu einer ungewollt deutlichen Veränderung bei der schwächeren Strömung (und
dem kleineren Massenstrom) führen
und sich auf die Produktqualität
ungünstig
auswirken.
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Insbesondere
im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Verteilung
der Ziehdüsen-Öffnungsquerschnitte,
eine möglichst
geringe gegenseitige Beeinflussung und eine möglichst geringe Auswirkung
bei Unterbrechung oder Änderung
beim Abziehen von einem der Quarzglasstränge sind die Massenströme möglichst
klein.
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Es
hat sich als günstig
erwiesen, wenn der Öffnungsquerschnitt
von erster und zweiter Ziehdüse maximal
jeweils 50 cm2 beträgt.
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Bei
einem konstruktiv besonders einfachen Sonderfall ist die Abzugseinrichtung
zum gleichzeitigen Abziehen mehrerer Quarzglasstränge aus
den Ziehdüsen
vorgesehen. Dies setzt jedoch gleiche Geometrie der Ziehdüsenöffnungen
und der abgezogenen Quarzglasstränge
voraus.
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Eine
größere Variabilität beim Einsatz
von Ziehdüsen
unterschiedlicher Querschnittsgeometrien und beim Profil und der
radialen Abmessung der abgezogenen Quarzglasstränge ergibt sich, wenn eine
zweite Abzugseinrichtung eingesetzt wird, mittels der der aus der
zweiten Ziehdüse
austretende Quarzglasstrang abgezogen wird.
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Dabei
können
die beiden Quarzglasstränge unabhängig voneinander
abgezogen und auf ihre Soll-Abmessungen geregelt werden.
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Vorzugsweise
weist dabei die erste Abzugseinrichtung einen ersten Rollenschlepper
auf, der sich über
einen ersten Erstreckungsabschnitt entlang der Tiegel-Mittelachse erstreckt,
und die zweite Abzugseinrichtung weist einen zweiten Rollenschlepper auf,
der sich über
einen zweiten Erstreckungsabschnitt entlang der Tiegel-Mittelachse
erstreckt, derart, dass sich die Erstreckungsabschnitte von erstem und
zweitem Rollenschlepper nicht überschneiden.
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Ein
Rollenschlepper umfasst mehrere um den abzuziehenden Glasstrang
verteilte Schlepperrollen, die sich am abzuziehenden Glasstrang
gegenüberliegen,
und auf diesen eine Kraft ausüben,
die zum Abziehen des Glasstrangs geeignet ist. Der Abzug in Form
eines Rollenschleppers ermöglicht
ein kontinuierliches Ziehen des Glasstrangs mit vergleichsweise
geringem konstruktivem Aufwand. Aus Platzgründen ist es dabei bevorzugt,
dass die Rollenschlepper von erster und zweiter Abzugseinrichtung auf
unterschiedlichen Höhenebenen
angeordnet sind.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung wird die oben angegebene Aufgabe ausgehend von einer
Ziehvorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass im Boden des Schmelztiegels mindestens eine weitere, zweite Zieh düse vorgesehen
ist, und dass erste Ziehdüse und
zweite Ziehdüse
beabstandet voneinander und exzentrisch zur Tiegel-Mittelachse angeordnet
sind.
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Ziel
der Erfindung in Bezug auf die Vorrichtung ist es, durch einfache
konstruktive Gestaltungsmittel eine ausgeprägte Siloströmung in der Tiegelmitte zu
vermeiden, und gleichzeitig die Produktivität des Ziehverfahrens zu erhöhen. Hierzu
ist das Zusammenspiel mehrerer Maßnahmen entscheidend:
- 1. Statt nur einer einzigen Ziehdüse sind
im Boden des Schmelztiegels zwei oder mehr Ziehdüsen vorgesehen, durch die jeweils
ein Quarzglasstrang aus dem Schmelztiegel abgezogen wird. Auf diese
Weise wird die Produktivität
des Ziehverfahrens erhöht.
- 2. Keine der Ziehdüsen
ist exakt in der Tiegelmitte angeordnet. Die exzentrische, außermittige
Anordnung der Ziehdüsen
vermeidet oder vermindert die schmelztechnisch ungünstige Mittelströmung und
bewirkt eine eher randnähere
Strömung.
Damit einhergehend ergibt sich ein axiales Temperaturprofil mit
im Mittel höheren
Temperaturen im Vergleich zu dem axialen Temperaturprofil in der
Tiegel-Mittelachse. Dies führt
nicht nur zu einer Energieersparnis durch Reduzierung der benötigten Schmelzenergie,
sondern auch zu einer Verminderung der thermischen Belastungen des
Schmelztiegels, was der Einbringung von Kontaminationen in die Schmelze
entgegenwirkt und somit den Materialausschuss vermindert, außerdem die
Wartungsintervalle verlängert
und sich somit insgesamt auf die Produktivität vorteilhaft auswirkt.
- 3. Die mindestens zwei Ziehdüsen
erzeugen Einzelströmungen,
die teilweise miteinander verkoppelt sind und die aufeinander einwirken.
Dadurch ergibt sich ein gewisser Durchmischungseffekt, der zu einer
Homogenisierung der Quarzglasmasse und damit ebenfalls zu einer
Verringerung von Materialausschuss beiträgt.
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Je
nach Anzahl der Ziehdüsen
ergibt sich bei derselben produktspezifischen Standardschmelzleistung
eine Erhöhung
der Verweilzeit im Schmelztiegel und damit einhergehend eine höhere Qualität des abgezogenen
Quarzglases, und umgekehrt, bei Einhaltung der bisher üblichen
spezifischen Verweilzeiten, ergibt sich eine zuordenbare Erhöhung der
Schmelzleistung.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Soweit in den Unteransprüchen
angegebene Ausgestaltungen der Vorrichtung den in Unteransprüchen zum
erfindungsgemäßen Verfahren
genannten Verfahrensweisen nachgebildet sind, wird zur ergänzenden
Erläuterung
auf die obigen Ausführungen
zu den entsprechenden Verfahrensansprüchen verwiesen.
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Ausführungsbeispiel
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer
Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung in schematischer Darstellung zeigt im Einzelnen
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1 eine
Ausführungsform
eines Schmelzofens gemäß der Erfindung
mit einem Schmelztiegel mit mehreren Ziehdüsen in einer Seitenansicht
und als Schnittdarstellung, und
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2 eine
Draufsicht auf die Unterseite des Bodens des Schmelztiegels von 1.
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Der
Ziehofen gemäß 1 umfasst
einen Schmelztiegel 1 aus Wolfram, in den von oben über einen
Zufuhrstutzen 2 kontinuierlich SiO2-Körnung 3 eingefüllt wird.
Der Schmelztiegel 1 ist von einem wassergekühlten Ofenmantel 14 unter
Bildung eines mit Schutzgas gespülten
Schutzgasraums 10 umgeben, innerhalb dessen eine poröse Isolationsschicht 8 aus
oxidischem Isolationsmaterial und eine Widerstandsheizeinrichtung 13 zum
Erhitzen der SiO2-Körnung 3 untergebracht
sind. Der Schutzgasraum 10 ist nach unten hin offen und
ansonsten mit einer Bodenplatte 15 und mit einer Deckplatte 16 nach
Außen
abgedichtet.
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Der
Schmelztiegel 1 umschließt einen zylinderförmigen Tiegel-Innenraum 5 mit
einem Innendurchmesser von 400 mm, dessen Zylinder-Längsachse
koaxial zur Tiegel-Mittelachse 6 verläuft. Der Tiegel-Innenraum 5 ist
ebenfalls gegenüber
der Umgebung mittels einer Abdeckung 18 und einem Dichtelement 19 abgedichtet.
Durch die Abdeckung 18 ragen ein Einlass 22 und
ein Auslass 21 für
ein Tiege linnenraum-Gas in Form von reinem Wasserstoff. Ebenso ist
der Schutzgasraum 10 im oberen Bereich mit einem Gaseinlass 23 für reinen
Wasserstoff versehen.
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In
den Boden 7 des Schmelztiegels 1 sind exzentrisch
zur Mittelachse 6 zwei Ziehdüsen 4a und 4b mit
jeweils kreisförmiger Öffnung eingesetzt,
die ebenfalls aus Wolfram-Bauteilen 17 bestehen. Die Ziehdüsen 4a, 4b sind
baugleich und verjüngen
sich von oben nach unten zunächst
auf einen minimalen Innendurchmesser von 40 mm bevor sie sich wieder auf
70 mm im Bereich der unteren Düsenöffnung erweitern.
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Über die
Ziehdüsen 4a, 4b tritt
die weiche Quarzglasmasse 9 aus und wird in Form zweier
Vollzylinderstränge 11a, 11b mit
jeweils einem Durchmesser von 70 mm mittels Rollenschlepper 12a, 12b vertikal
nach unten in Richtung der Schmelztiegel-Mittelachse 6 abgezogen.
Die Rollenschlepper 12a, 12b sind über die
Höhe versetzt
zueinander angeordnet und jeweils mit einer (in der Figur nicht
dargestellten) Steuer- und Regeleinrichtung für die Regelung des Durchmessers
für den
jeweiligen Vollzylinderstrang 11a, 11b verbunden.
Aus den beiden Vollzylindersträngen
werden Teilstücke
der gewünschten
Länge abgelängt.
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Der
besseren Übersicht
halber werden in der Draufsicht auf die Unterseite des Tiegelbodens 7 in 2 zur
Bezeichnung derselben Bauteile wie in 1 gleiche
Bezugsziffern und Schraffuren verwendet (obwohl 2 keine
Schnittdarstellung zeigt). Die sich von oben nach unten verjüngenden
Ziehdüsen 4a und 4b sind
außermittig
angeordnet und liegen sich mit einem Abstand von 75 mm an der Tiegel-Mittellinie 6 gegenüber Nachfolgend
wird das erfindungsgemäße Verfahren
anhand eines Ausführungsbeispiels
und den 1 und 2 näher erläutert.
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Beispiel 1
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Über die
Zufuhrstutzen 2 wird kontinuierlich SiO2-Körnung 3 in
den Schmelztiegel 1 eingespeist und darin auf eine Temperatur
von etwa 2100°C
bis 2200°C
erhitzt. Dabei entsteht im unteren Bereich des Schmelztiegels 1 eine
weiche Quarzglasmasse 9, auf der eine Körnungsschicht aus SiO2-Körnung 3 aufschwimmt.
Es bilden sich zwei etwa gleich große Haupt-Massenströmungen 20a, 20b der
erweichten Quarzglasmasse 9 von der SiO2-Körnung 3 aus
in Richtung auf die beiden Ziehdüsen 4a, 4b aus.
Diese Haupt-Massenströmungen 20a, 20b sind
in 1 durch Schraffur und Blockpfeile angedeutet.
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Da
die Quarzglasmasse 9 im randnahen Bereich des Schmelztiegels 1 einer
im Mittel höheren Temperatur
ausgesetzt ist als im zentralen Bereich, wird sie in den beiden
randnahen Haupt-Massenströmungen
besser homogenisiert als dies bei gegebener Schmelztiegel-Temperatur
im zentralen Bereich der Fall wäre.
Eine Siloströmung
durch den zentralen Schmelztiegelbereich, der die Tiegel-Mittellinie 6 umfasst,
wird so vollständig
vermieden und die Produktivität
des Ziehverfahrens wird verdoppelt.
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Beispiel 2
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Alternativ
dazu wird die SiO2-Körnung 3 im Schmelztiegel 1 auf
eine Temperatur von etwa 2050°C
bis 2150°C
erhitzt, also um etwa 50°C
weniger als bei Beispiel 1.
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Auch
hier bilden sich zwei etwa gleich große randnahe Haupt-Massenströmungen 20a, 20b der Quarzglasmasse 9 von
der SiO2-Körnung 3 aus in Richtung
auf die beiden Ziehdüsen 4a, 4b aus.
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Die
Quarzglasmasse 9 in den Haupt-Massenströmungen 20a, 20b ist
dabei in etwa einer Temperaturbelastung ausgesetzt, wie die „Siloströmung” bei einem
herkömmlichen
Ziehverfahren, und die so erhaltenen Vollzylinderstränge 11a, 11b haben
somit in etwa die gleiche Homogenität wie der beim herkömmlichen
Ziehverfahren erzeugte zentrale Strang. Da die Temperaturbelastung
der Tiegelwandung 1 und des Tiegelbodens 7 jedoch
geringer ist, ergibt sich ein geringerer Eintrag von Abrieb aus
dem Tiegel und anderer Verunreinigungen in die erweichte Quarzglasmasse
und eine längere
Standzeit des Schmelztiegels. Der Ausschuss ist somit geringer und
das Wartungsintervall größer, was
sich in einer höheren
Produktivität äußert.