JPH01257146A - 合成石英インゴット製造用保温炉 - Google Patents
合成石英インゴット製造用保温炉Info
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- JPH01257146A JPH01257146A JP8226888A JP8226888A JPH01257146A JP H01257146 A JPH01257146 A JP H01257146A JP 8226888 A JP8226888 A JP 8226888A JP 8226888 A JP8226888 A JP 8226888A JP H01257146 A JPH01257146 A JP H01257146A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1407—Deposition reactors therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、合成石英インゴット製造用保温炉に関し、特
にけい素質原料粉を酸素などの支燃性ガスとともにバー
ナーから噴射することにより合成石英のインゴットを製
造する際に用いる保温炉についての提案である。
にけい素質原料粉を酸素などの支燃性ガスとともにバー
ナーから噴射することにより合成石英のインゴットを製
造する際に用いる保温炉についての提案である。
石英ガラスは、二酸化けい素を溶融した一成分系のガラ
スであり、耐熱性や高透過率、耐薬品性。
スであり、耐熱性や高透過率、耐薬品性。
低誘電率などの点において優れていることから、半導体
や光学などの分野で幅広く使用されている。
や光学などの分野で幅広く使用されている。
この石英ガラスを製造する方法として、アーク炉溶融法
がよく知られているが、この技術は使用される炉の内壁
耐火物からの不純物汚染があるために高純度の石英を製
造することが困難とされていた。このような問題を解決
するために、従来、酸水素炎を用いて合成石英インゴッ
トを製造する方法が提案されている。
がよく知られているが、この技術は使用される炉の内壁
耐火物からの不純物汚染があるために高純度の石英を製
造することが困難とされていた。このような問題を解決
するために、従来、酸水素炎を用いて合成石英インゴッ
トを製造する方法が提案されている。
この従来方法は、“ベルヌーイ法”とも呼ばれている方
法であって、第３図に示すような装置（保温炉）により
製造される。図面において、図示の３１は炉本体であり
、その主要部は耐火物（れんが）３２の内張りを設けた
だけという単純な構造のものであるが、この炉本体３１
の上部には、溶射材料を酸素や水素などの支燃性ガスと
ともに噴射する火炎噴射バーナー３３を配設してあり、
また炉の胴周部にはのぞき窓３４が設けである。
法であって、第３図に示すような装置（保温炉）により
製造される。図面において、図示の３１は炉本体であり
、その主要部は耐火物（れんが）３２の内張りを設けた
だけという単純な構造のものであるが、この炉本体３１
の上部には、溶射材料を酸素や水素などの支燃性ガスと
ともに噴射する火炎噴射バーナー３３を配設してあり、
また炉の胴周部にはのぞき窓３４が設けである。
このような炉で合成石英インゴットを製造するには、ま
ず、合成石英の種板３５を着脱可能に取付けた昇降する
回転台３６を、炉内部ののぞき窓付近まで迫り上げて４
大保持する。次いで、この回転台３６を逐次回転降下さ
せると同時に頂部の前記バーナー３３からは石英粉末や
５ｉＣ１４などのけい素質原料粉（溶射材料）とともに
酸素および水素などの支燃性ガスをともに噴射すること
により、上記回転板上の種板３５上に合成石英インゴッ
トを堆積成長させる。
ず、合成石英の種板３５を着脱可能に取付けた昇降する
回転台３６を、炉内部ののぞき窓付近まで迫り上げて４
大保持する。次いで、この回転台３６を逐次回転降下さ
せると同時に頂部の前記バーナー３３からは石英粉末や
５ｉＣ１４などのけい素質原料粉（溶射材料）とともに
酸素および水素などの支燃性ガスをともに噴射すること
により、上記回転板上の種板３５上に合成石英インゴッ
トを堆積成長させる。
Ｃ発明が解決しようとする課題〕
上述のような従来の合成石英インゴット製造用保温炉は
、炉上部において高温域が形成されるだけでなく、炉の
下部においても一旦堆積させた合成石英が再溶融される
ほど高温になって弊害が生ずる欠点があった。すなわち
、燃焼排ガスが炉内の生成インゴット３７と内壁との間
から排出させることとなるので炉内の温度が合成石英の
融点以上の高温となることがあった。その結果、生成し
たインゴットが再溶融して肥大化しついには炉壁に接触
するまでに成長するという現象が見られ、また炉内壁に
も溶融状態の石英が付着して成長するという問題点もあ
った。
、炉上部において高温域が形成されるだけでなく、炉の
下部においても一旦堆積させた合成石英が再溶融される
ほど高温になって弊害が生ずる欠点があった。すなわち
、燃焼排ガスが炉内の生成インゴット３７と内壁との間
から排出させることとなるので炉内の温度が合成石英の
融点以上の高温となることがあった。その結果、生成し
たインゴットが再溶融して肥大化しついには炉壁に接触
するまでに成長するという現象が見られ、また炉内壁に
も溶融状態の石英が付着して成長するという問題点もあ
った。
本発明の目的は、従来保温炉が抱えていた上述の如き欠
点を克服することのできる合成石英インゴット製造用保
温炉を提案するところにある。
点を克服することのできる合成石英インゴット製造用保
温炉を提案するところにある。
上述した本発明の目的は、次の如き要旨構成の保温炉、
すなわち； 炉本体の胴周部に複数個の排ガス量調整窓を設けると共
に頂部には火炎噴射バーナーを配設してなる保温炉にお
いて、 上記バーナーの位置する炉上部保温域を狭い空間とする
一方、上記調整窓の位置する炉下部冷却域を炉上部に比
べて相対的に広い空間としたことを特徴とする合成石英
インゴット製造用保温炉、 を採用することによって確実に達成することができる。
すなわち； 炉本体の胴周部に複数個の排ガス量調整窓を設けると共
に頂部には火炎噴射バーナーを配設してなる保温炉にお
いて、 上記バーナーの位置する炉上部保温域を狭い空間とする
一方、上記調整窓の位置する炉下部冷却域を炉上部に比
べて相対的に広い空間としたことを特徴とする合成石英
インゴット製造用保温炉、 を採用することによって確実に達成することができる。
以下に本発明保温炉を図面により説明する。
第１図は、本発明保温炉の好適具体例を示すものであり
、炉本体ｌは円筒状の内張リライニング層２と、このラ
イニング層２の外周に設けた保温用耐火物３の外張りと
により構成されている。そして、炉本体１の上部には、
中心部に火炎噴射バーナー４を取付けた炉蓋５が配設さ
れており、−方、炉下部には炉本体１を支持するための
回転台１０出入用の通孔１２を具える受台６が設けであ
る。
、炉本体ｌは円筒状の内張リライニング層２と、このラ
イニング層２の外周に設けた保温用耐火物３の外張りと
により構成されている。そして、炉本体１の上部には、
中心部に火炎噴射バーナー４を取付けた炉蓋５が配設さ
れており、−方、炉下部には炉本体１を支持するための
回転台１０出入用の通孔１２を具える受台６が設けであ
る。
かかる保温炉の内部構造は、炉上部の保温域を構成する
部分の空間（内径Ａ）を狭隘な空間とすることにより、
炉上部を容易に高温に保ち得るように構成する一方、炉
下部の冷却域を構成する部分の空間（内径Ｂ）を上記炉
上部保温域Ａｚと比べて相対的に広い空間の冷却域Ｂｚ
を構成してなる。
部分の空間（内径Ａ）を狭隘な空間とすることにより、
炉上部を容易に高温に保ち得るように構成する一方、炉
下部の冷却域を構成する部分の空間（内径Ｂ）を上記炉
上部保温域Ａｚと比べて相対的に広い空間の冷却域Ｂｚ
を構成してなる。
また、この炉下部冷却域Ｂｚには、炉内の温度調整のた
めに、排ガス調整扉７を有する排ガス調整窓８を設けて
いる。
めに、排ガス調整扉７を有する排ガス調整窓８を設けて
いる。
本発明の保温炉により合成石英インゴットを製造するに
は、種板９を載置した回転台１０を、回転昇降可能な昇
降シャフト１１を上昇させることにより、前記通孔１２
を経て炉内中心部の炉上部保温域と炉下部冷却域との間
に該種板９が位置するようにセントする。次いで、火炎
噴射バーナー４から合成石英粉、 ５ｉＣ１，などのけ
い素質原料を、酸素およびその他の支燃性ガスとともに
噴射し、同時に前記昇降シャフト１１を回転させながら
かつインゴット１３の成長に合わせて逐次に降下させる
ことによって種板９上に砲弾状の合成石英インゴット１
３を次第に堆積成長させていくのである。
は、種板９を載置した回転台１０を、回転昇降可能な昇
降シャフト１１を上昇させることにより、前記通孔１２
を経て炉内中心部の炉上部保温域と炉下部冷却域との間
に該種板９が位置するようにセントする。次いで、火炎
噴射バーナー４から合成石英粉、 ５ｉＣ１，などのけ
い素質原料を、酸素およびその他の支燃性ガスとともに
噴射し、同時に前記昇降シャフト１１を回転させながら
かつインゴット１３の成長に合わせて逐次に降下させる
ことによって種板９上に砲弾状の合成石英インゴット１
３を次第に堆積成長させていくのである。
上述のようにして合成石英インゴット１３を製造する際
の本発明保温炉の炉内温度分布は第２図に示すようにな
る。すなわち、炉上部保温域Ａｚのバーナー付近におい
て、約２０００℃に加熱される溶融ＳｉＯ□粉は、合成
石英インゴット１３に堆積するｅ点では約１６００℃と
なり、ｆ点では約１５５０〜１６００℃の温度となり半
溶融状態の５ｉｏ２が堆積し合成石英インゴットとして
成長する。
の本発明保温炉の炉内温度分布は第２図に示すようにな
る。すなわち、炉上部保温域Ａｚのバーナー付近におい
て、約２０００℃に加熱される溶融ＳｉＯ□粉は、合成
石英インゴット１３に堆積するｅ点では約１６００℃と
なり、ｆ点では約１５５０〜１６００℃の温度となり半
溶融状態の５ｉｏ２が堆積し合成石英インゴットとして
成長する。
一方、炉下部冷却域Ｂｚにおいて、溶融状態の合成石英
のインゴット１３は急激に冷却され、ｉ点において約１
１００°Ｃの温度となり、排ガスは９００°Ｃ（ｇ点）
で排出される。このように本発明保温炉は、炉下部冷却
域Ｂｚにおいて速やかに温度降下し、石英の融点以下と
なるので均一な径を有する合成石英インゴットを得るの
に有利である。
のインゴット１３は急激に冷却され、ｉ点において約１
１００°Ｃの温度となり、排ガスは９００°Ｃ（ｇ点）
で排出される。このように本発明保温炉は、炉下部冷却
域Ｂｚにおいて速やかに温度降下し、石英の融点以下と
なるので均一な径を有する合成石英インゴットを得るの
に有利である。
なお、本発明の保温炉において、炉内空間を決定する炉
上部保温域Ａｚの内径Ａと炉下部冷却域Ｂｚの内径Ｂと
の比は１．２〜１．８の範囲とする。このような構成に
すると、上述の温度にコントロールするために好ましい
からである。その理由は、１．２以下では炉下部冷却域
の温度が上昇してインゴットが肥大化するとともに炉内
壁に溶融したＳｉＯ□が付着するためであり、１．８以
上では炉下部冷却域の空間Ｂが広くなり過ぎるために炉
上部においても温度が下がり過ぎて堆積する溶融別０□
の歩留りが悪くなるためである。
上部保温域Ａｚの内径Ａと炉下部冷却域Ｂｚの内径Ｂと
の比は１．２〜１．８の範囲とする。このような構成に
すると、上述の温度にコントロールするために好ましい
からである。その理由は、１．２以下では炉下部冷却域
の温度が上昇してインゴットが肥大化するとともに炉内
壁に溶融したＳｉＯ□が付着するためであり、１．８以
上では炉下部冷却域の空間Ｂが広くなり過ぎるために炉
上部においても温度が下がり過ぎて堆積する溶融別０□
の歩留りが悪くなるためである。
また、本発明のような炉内構成とする限り、前記排ガス
窓８により炉内温度を調整する必要は殆どなくなるが、
さらに細かな温度調整を必要とする場合には、この排ガ
ス調整扉７を開いて温度調整を行うとよい。
窓８により炉内温度を調整する必要は殆どなくなるが、
さらに細かな温度調整を必要とする場合には、この排ガ
ス調整扉７を開いて温度調整を行うとよい。
以上説明したように本発明保温炉は、炉上部保温域では
良好な保温性を示して合成石英インゴット上部表面の温
度を軟化温度である１５９０℃付近に保持し、合成石英
インゴットの成長を速やかに促進させることができ、一
方、炉下部冷却域においては、速やかに軟化点以下の温
度とすることができるので、インゴットが肥大化するこ
とがないので、合成石英インゴットの径を極めて均一に
コントロールすることができる。
良好な保温性を示して合成石英インゴット上部表面の温
度を軟化温度である１５９０℃付近に保持し、合成石英
インゴットの成長を速やかに促進させることができ、一
方、炉下部冷却域においては、速やかに軟化点以下の温
度とすることができるので、インゴットが肥大化するこ
とがないので、合成石英インゴットの径を極めて均一に
コントロールすることができる。
従って、本発明によれば、二次加工時の歩留りを向上さ
せることができ、さらに、従来よく観察された保温炉内
壁への溶融ＳｉＯ□の付着を確実に防止することができ
る。
せることができ、さらに、従来よく観察された保温炉内
壁への溶融ＳｉＯ□の付着を確実に防止することができ
る。
第１図は、本発明の合成石英インゴット製造用保温炉の
断側面図、 第２図は、同じく本発明の保温炉内温度分布を示すため
の説明図、 第３図は、従来の合成石英インゴット製造用炉の断側面
説明図である。 １・・・炉本体、２・・・ライニング層、３・・・耐火
物、４・・・火炎噴射バーナー、５・・・炉蓋、６・・
・受台、７・・・排ガス調整扉、８・・・排ガス調整窓
、９・・・種板、１０・・・回転台、１１・・・昇降シ
ャフト、１２・・・通孔、１３・・・インゴット。 特許出願人 日本重化学工業株式会社 代理人 弁理士 小 川 順 三 同 弁理士 中 村 盛 夫 第１図 通孔 ７００ ２ＣＸ） ３００ ４００バー
ナーからの距離（ｍｍ）
断側面図、 第２図は、同じく本発明の保温炉内温度分布を示すため
の説明図、 第３図は、従来の合成石英インゴット製造用炉の断側面
説明図である。 １・・・炉本体、２・・・ライニング層、３・・・耐火
物、４・・・火炎噴射バーナー、５・・・炉蓋、６・・
・受台、７・・・排ガス調整扉、８・・・排ガス調整窓
、９・・・種板、１０・・・回転台、１１・・・昇降シ
ャフト、１２・・・通孔、１３・・・インゴット。 特許出願人 日本重化学工業株式会社 代理人 弁理士 小 川 順 三 同 弁理士 中 村 盛 夫 第１図 通孔 ７００ ２ＣＸ） ３００ ４００バー
ナーからの距離（ｍｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炉本体の胴周部に複数個の排ガス量調整窓を設ける
と共に頂部には火炎噴射バーナーを配設してなる保温炉
において、 上記バーナーの位置する炉上部保温域を狭い空間とする
一方、上記調整窓の位置する炉下部冷却域を炉上部に比
べて相対的に広い空間としたことを特徴とする合成石英
インゴット製造用保温炉。 ２、対比すべき上下の空間について、上記炉上部保温域
部内径と、上記炉下部冷却域内径との比を１．２〜１．
８の範囲としたことを特徴とする請求項１に記載の保温
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8226888A JPH01257146A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 合成石英インゴット製造用保温炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8226888A JPH01257146A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 合成石英インゴット製造用保温炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257146A true JPH01257146A (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=13769737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8226888A Pending JPH01257146A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 合成石英インゴット製造用保温炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01257146A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0861812A1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-02 | Nikon Corporation | Quartz glass manufacturing apparatus and method |
| WO1998040319A1 (de) * | 1997-03-07 | 1998-09-17 | Schott Ml Gmbh | Vorform aus synthetischem kieselglas und vorrichtung zu ihrer herstellung |
| EP0905094A1 (en) * | 1997-09-29 | 1999-03-31 | Nikon Corporation | Synthetic silica glass manufacturing apparatus |
| JP2009132551A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Covalent Materials Corp | 合成シリカガラスの製造装置 |
| JP2012158516A (ja) * | 2012-03-28 | 2012-08-23 | Covalent Materials Corp | 合成シリカガラスの製造装置 |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP8226888A patent/JPH01257146A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0861812A1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-02 | Nikon Corporation | Quartz glass manufacturing apparatus and method |
| US6018964A (en) * | 1997-02-28 | 2000-02-01 | Nikon Corporation | Method for manufacturing quartz glass |
| WO1998040319A1 (de) * | 1997-03-07 | 1998-09-17 | Schott Ml Gmbh | Vorform aus synthetischem kieselglas und vorrichtung zu ihrer herstellung |
| US6423656B1 (en) | 1997-03-07 | 2002-07-23 | Schott Ml Gmbh | Synthetic quartz glass preform |
| EP0905094A1 (en) * | 1997-09-29 | 1999-03-31 | Nikon Corporation | Synthetic silica glass manufacturing apparatus |
| JP2009132551A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Covalent Materials Corp | 合成シリカガラスの製造装置 |
| JP2012158516A (ja) * | 2012-03-28 | 2012-08-23 | Covalent Materials Corp | 合成シリカガラスの製造装置 |
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