KR20010074714A - 합성 실리카로부터 유리 잉고트를 생산하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
합성 유리질 실리카 잉고트를 제조하는 방법 및 장치는 내화 노(31) 내의 도가니형 용기(35)에서 합성 유리질 실리카를 생성하는 단계와 용기 벽에 형성된 성형공(40)을 통하여 잉고트(43)를 연속적으로 배출하는 수단을 포함한다. 실리카는 실리카를 그 소결온도 이상으로 유지하도록 하는 역할을 하는 합성 버어너(33)에 의하여 용기 내에 증착될 수 있다. 배출되는 잉고트는 가동성 클램프(44)에 의하여 지지된다.
Description
일부의 용도에서는 천연 결정성 원료에서 나오는 불순물이나 이물질이 허용되지 않으므로 전술한 천연 물질을 합성 물질로 대치하는 것이 필요하다. 때때로 전술한 합성 원료 물질은 합성방법으로 생산되는 분말일 수 있으나, 고품질의 유리질 실리카 제품은 증기증착에 의하여 제조되고 있다. 이 경우, 증기화된 실리콘의 전구물질은 합성 화염 속으로 공급되고 화염에 의하여 실리카 연무의 흐름이나 또는 실리카 미세 입자의 흐름을 형성하도록 산화 또는 가수분해되고, 생성된 실리카 연무의 흐름이나 실리카 미세 입자의 흐름은 적당한 대기 중에서의 가열에 의하여 탈수될 수 있는 다공성 실리카 매연 바디로서 증착된 다음, 무기공 유리로 소결되거나 또는 실리카 증착물이 투명한 유리로 직접 소결되는 온도에서 증착된다.
직접 증착공정이라 부르는 전술한 후자의 방법에 의하면 비교적 높은 OH(하이드록실) 함량, 특히 하이드록실 함량 800-1200ppm(중량)의 유리가 얻어지며, 이러한 유리는 프리즘이나 렌즈와 같은 광학 제품, 노나 우주선의 창과 같은 대형 제품 등의 다양한 제품에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 포토마스크, 예를 들면 초소형 전자회로의 제조 중에 실리콘 웨이퍼에서 사진석판술에 의하여 인쇄되는 영상을 이송하는 판의 제조에도 사용할 수 있다.
직접 증착공정은 두 가지 방법 중의 한 방법에 의하여 작업할 수 있다. 도1에 도시된 첫 번째 방법에서는, 버어너(11)가 화염(12), 특히 산수소 화염을 생성하여 관(11a)를 통하여 전구물질의 흐름 속으로 공급한다. 전구물질은 일종 또는 그 이상의 가스상 클로로실란(예를 들면, 사염화규소)일 수 있으나, 최근에는 무염소 전구물질이 개발되었다. 실리콘 화합물은 산화되어 실리카 연무를 형성하거나 또는 미세한 실리카 입자의 흐름을 형성하는바, 이 실리카 연무의 흐름이나 미세한 실리카 입자의 흐름은 노 구조물(14) 내에 지지된 회전하는 원통형 잉고트(13)의 돔형 단부(13a)를 형성하는 소지쪽을 향하여 흐른다. 화염 중에서 생성된 실리카의 대부분은 일정한 버어너에 대한 소지의 거리를 일정하게 유지하면서 노로부터 (Z-방향으로) 서서히 배출되면서 소지에 증착된다. 실리카는 투명한 무기공 유리로 직접 소결되는 온도로 소지에 증착된다. 잉고트는 수평, 수직 또는 기타의 축 주위를 회전할 수 있게 되었고 회전축에 수직으로 되는 한 축 또는 두 축( X 및/또는 Y)에서 진동운동을 받아서 잉고트 단부(13a)에 열적 부하를 분산시키게 되어 있어서 증착된 유리의 균질성을 향상시키고 잉고트의 단면 형태를 조절할 수 있게 되었다.
직접 증착에 의하여 유리를 수집하는데 사용되는 제2 방법이 도2에 도시되었다. 이 방법은 턴테이블(22)에 설치된 지르콘 또는 지르콘-주제 내화벽돌로 내장된 회전하는 얕은 내화 도가니(21)를 사용한다. 얕은 도가니의 바닥은 고순도의 석영 또는 석영유리 분말(23)로 내장되거나 또는 최대의 순도를 위하여 분쇄된 합성 유리질 실리카 유리로 내장되었다. 이 도가니 위에는 하나 또는 그 이상의 버어너(25)를 갖고 있는 내화 지붕(24)이 설치되었다. 이 도가니는 직경이 1m와 2m 사이일 수 있는바, 이러한 조건하에서는 다수의 버어너가 사용될 수 있다. 이 버어너들은 실리카의 융점 이상의 온도로 도가니를 가열하는 역할을 할 뿐만 아니라 합성 화염(26)을 생산하는 역할을 하며, 생성된 화염은 도가니내에 생성된 용융 유리 웅덩이(27)의 표면에 실리카 연무 또는 매연의 흐름을 증착시킨다. 적당한 두께의 유리가 생성된 후, 도가니를 냉각하고 내화벽을 제거한 다음, 접시형 유리 잉고트를 꺼내어 절단하거나 가공하거나 또는 요구하는 형태로 성형한다.
도1의 방법은 원통형(예를 들면, 원통형)의 잉고트를 생산하는데 이용할 수 있다. 이 잉고트는 필요에 따라서, 예를 들면 렌즈나 거울 같은 원통형 단면으로 전환하는데 적당한 크기로 될 수 있는바, 추가의 열처리에 의하여 봉이나 관상 제품으로 전환할 수 있다. 그러나 일부의 용도에서는 원통형이 부적절한 출발물질일 수 있다. 따라서 정사각형이나 직사각형이 요구되는 일부의 용도, 예를 들면 포토마스크 용도에서는 너무 큰 잉고트를 가공하여야 하므로 자투리 폐기물이 생기게 되고, 그 결과 원통형 잉고트를 적당한 내부 크기를 갖는 흑연 금형에서 연화온도로 가열하고 성형 금형 내로 자체 중량으로 떨어지게 하거나 또는 압력을 가하여 용융된 실리카가 금형의 형태에 맞는 제품으로 성형되도록 재성형하여야 한다. 냉각후 재성형된 잉고트는 요구하는 크기로 절단할 수 있다. 이 두 번째 작업은 비용이 비싸게 들고 재료의 손실을 가져온다.
전술한 사각 단면 형태의 물품을 도2의 도가니 방법에 의하여 제조된 대형의 디스크형 잉고트로부터 절단하는 경우에는 비싼 절단작업을 수행하여야 하고 폐기물도 많이 발생하게 된다. 또한 도가니 방법으로 제조된 실리카 잉고트를 사용하는 경우에는 불만족스러운 특성을 갖는 물질, 예를 들면 도가니 지붕으로부터의 불순물과 도가니 자체에서 나오는 불순물을 제거하여야 한다. 따라서 특정한 형태의 물품, 특히 정사각 단면의 물품을 성형하기 위하여는, 전술한 두 주요방법 중의 어느 방법으로도 직접 사용할 수 있으면서 높은 원자재 효율성을 갖는 잉고트를 얻을 수 없다. 특히 전술한 두 방법은 모두 뱃치 공정이므로 경제성에서 요구되는 연속작업이 불가능하다.
따라서, 연속작업이 가능하면서 예정된 단면 형태, 예를 들면 원형, 정사각형, 직사각형 또는 기타 형태의 예정된 단면 형태를 갖는 잉고트를 생산할 수 있는 합성 유리질 실리카 유리의 직접 증착공정이 요구되고 있다.
정제된 천연 석영 결정 분말의 용융에 의하여 제조된 용융 석영 유리는 그들의 광학적 특성, 내화학성, 열안정성 또는 기타의 특성에 의하여 광학공업, 광학섬유 공업 및 반도체공업에 광범위하게 이용되고 있다.
본 발명의 목적은 합성 유리질 실리카 유리의 성형체를 성형하는 개선된 방법과 전술한 성형체의 제조에 사용하는 개선된 노를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 합성 유리질 실리카 유리의 성형체를 형성하는 방법은 주벽에 성형공을 갖는 내화 용기 내에서 다량의 용융 합성 실리카 덩어리를 생성하는 단계와 용기로부터 성형공을 통하여 생성된 합성 실리카를 성형 잉고트로서 배출하는 단계를 포함한다.
[발명의 개요]
내화 용기(예를 들면 도가니)는 내화 노 외피 내에 설치되는 것이 바람직하다. 용기 내의 실리카는 하나 또는 그 이상의 버어너에 의하여 소결온도 이상으로 유지될 수 있다. 전술한 버어너는 화염이 용기 쪽으로 직접 하향 분사되도록 노 외피의 지붕으로 지지하는 것이 간편하다. 합성 실리카는 증기 증착에 의하여 직접 생성할 수 있는바, 이 경우 최소한 하나의 버어너는 합성 버어너이다. 또한, 합성 실리카는 미리 합성된 실리카를 분말, 결정 또는 무정형 입자의 형태로 도가니 내에 공급할 수도 있다.
성형공은 도가니 내의 실리카 덩어리의 최하방에 위치하는 것이 좋으며, 합성 실리카의 배출은 합성 실리카가 실리카 덩어리에 추가되는 속도로 하방에서 잉고트로서 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
바람직한 것은 버어너가 합성 실리카를 생성하는 역할을 함과 동시에 실리카가 덩어리 중에서 직접 유리로 소결되도록 하는 역할을 하는 것이다. 경우에 따라서는 추가의 가열 수단에 의하여 추가로 가열될 수도 있다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 본 발명은 합성 유리질 실리카의 용융물을 수용하는 내화 용기를 둘러싸는 노 외피, 노 외피에 설치되어 용기 내의 유리질 실리카를 소결온도 이상으로 유지하도록 가열하는 하나 또는 그 이상의 버어너, 전술한 용기의 벽에 설치되고 유리 잉고트가 압출되는 성형공을 포함하는 금형 및 압출되는 잉고트를 지지하도록 용기의 하류에 설치된 이동성 클램프를 포함하는 합성유리질 실리카 잉고트 제조용 노를 제공한다.
바람직한 것은 최소한 하나의 버어너가 합성 유리질 실리카를 내화 용기(예를 들면, 도가니) 속에 증착되도록 함과 동시에 전술한 실리카를 그 소결온도 이상으로 유지하도록 하는 것이다. 이러한 구성에서는 장치가 산소, 연료 및 실리콘-함유 전구물질을 각개 합성 버어너로 공급하는 수단을 포함한다.
경우에 따라서는 향상된 균질의 증착된 유리가 얻어지도록 하기 위하여 금형을 갖는 도가니, 잉고트 및 클램프가 동시에 회전되도록 할 수도 있다.
또한 하나 또는 그 이상의 버어너로부터 실리카가 분산되면서 증착되도록 하기 위하여 금형을 갖는 용기, 잉고트 및 클램프가 수평에서 X-방향으로 이동할 수도 있고 직각으로 위치하는 X- 및 Y-방향으로 이동할 수도 있다.
증착되는 실리카의 분산은 버어너 배열 및 노 외피의 이동에 의하여 달성될 수도 있다.
이하 본발명을 도3 및 4에 의하여 실시예를 구체적으로 설명한다.
[도면의 간단한 설명]
도 1과 2는 종래의 합성 유리질 실리카 잉고트의 제조에 사용되는 장치의 단면 개략도이고,
도3는 본 말명에 의한 합성 유리질 실리카 성형체의 제조장치를 보여주는 단면도이며,
도4는 본 발명에 의한 합성 유리질 실리카 성형체를 제조하는 다른 형태의 장치를 보여 준다.
[도면에 의한 구체적인 설명]
도3에 따르면, 합성 실리카로부터 유리 잉고트를 제조하는 장치는 내화벽돌로 내장된 노 외피(31)를 포함하는바, 이 노 외피(31)는 내화물질로 제조된 지붕(32)을 갖고 있다. 하나 또는 그 이상의 버어어(33)가 전술한 지붕으로부터 돌출되게 설치되었다. 이러한 버어너들은 금속 또는 석영으로 제조되며, 연료 가스(예를 들면, 수소 및/또는 천연 가스등)와 산소 및 적당한 실리콘 화합물의 증기를 공급받는다. 전술한 실리콘 화합물의 증기는 산화 및/또는 가수분해되어 실리카 연무의 미세 입자의 흐름을 생성하며, 이 실리카 연무의 미세 입자의 흐름은 도가니와 같은 내화 용기(35)에 수용된 유리 용융물의 매스(34)의 표면으로 향하여 이동한다.
전구물질은 사염화규소나 기타의 할로실란일 수 있는바, 이 경우 생성물 가스는 독성과 부식성이 있는 부산물인 염산과 염소를 포함한다. 이러한 부산물 가스들은 취급에 주의하여야 하며 대기로 방출하기 전에 적당한 가스 세정장치를 통과시켜 제거하여야 한다. 또한 전구물질은 실록산이나 알콕시실란과 같은 무염소 실리콘 화합물일 수도 있는바, 이 경우 생성물 가스는 이산화탄소, 수증기 및 미수집 실리카 연무 만을 포함한다. 따라서 배출되는 가스의 처리가 극히 단순화된다.
버어너(33)에는 다양한 종류의 실록산 증기가 공급될 수 있는바, 바람직한 실록산은 헥사메틸디실록산 같은 선형 폴리메틸실록산 및 옥타메틸사이클로테트라실록산(OMCTS)과 데카메틸사이클로펜타실록산(DMCPS)같은 사이클릭 폴리메틸실록산을 포함하는 폴리메틸실록산이 있다. 각종의 알콕시실록산도 사용할 수 있는바,대표적인 전구물질의 하나로는 메틸트리메톡시실란(MTMS)이 있다.
경우에 따라서는 합성 유리질 실리카가 합성 버어너에 의하여 도가니 내에서 형성되지 않고 외부에서 제조된 합성 유리질 실리카(예를 들면, 전술한 전구물질의 어떠한 것으로부터 제조된 것)를 분말, 결정 또는 무정형 입자의 형태로 직접 도가니 내로 공급할 수도 있다.
생성물 가스는 배기 닥트(36),(37)을 통하여 대기 중으로 배출하는바, 배출되는 가스는 밸브(38),(39)에 의하여 제어된다.
전술한 바와 같이 내화 용기(35)는 유리 용융물을 수영하는 도가니로서의 역할을 하는데, 이 용기(35)의 바닥에는 금형 벽돌이나 기타의 금형 어셈블리(40a)에 의하여 형성된 성형공(40)을 갖고 있다. 이 성형공(40)은 용융 유리가 가공 단계로 배출되는 연속 주조 노즐로 제공하는 입구를 형성하는 역할을 한다. 전술한 금형 어셈블리(40a)는 용기(35)의 내면을 형성하는데 사용되는 것과 유사한 내화물질로 제조될 수도 있고 개선된 내식성을 위하여 선택된 다른 내화물질로 제조될 수도 있으며, 세라믹 코팅층으로 피복된 내화물질(예를 들면, 몰리브덴 디실리사이드로 피복된 몰리브덴)로 제조될 수도 있다. 만약 내화금속 금형 성형공이 사용되는 경우에는 외부로 노출된 성형공 부근의 금속(예를 들면, 금형의 밑 부분)을 수소-질소 가스 혼합물 같은 환원가스로 둘러싸이게 하는 것이 좋다.
용기(35)는 적당한 단열 벽돌(41)에 의하여 고정된 기판(42)에 지지된다.
유리 잉고트(43)가 배출되는 성형공(40)의 하방에는 정상 가동시 용융 유리가 선택된 속도로 서서히 강제적으로 하향 배출되도록 단계적으로 하향 이동하는가동성 클램프(44)가 설치되었다. 예를 들면, 전술한 용융 유리의 배출속도는 합성 실리카 유리가 일련의 버어너에 의하여 상부에 유리 용융물의 상면에 증착되는 속도에 상응한다. 전술한 각개 클램프들은 간헐적으로 잉고트에 대한 지지를 풀고 내려오는 잉고트를 또다시 지지하도록 조정되기 전에 상부 이동 한계점까지 독립적으로 상향 이동될 수 있다. 이러한 방법에서는 클램프들이 재빨리 상승하고 서서히 하강하는 운동을 반복하게 되고, 유리 잉고트는 완만하게 하향 이동상태를 유지하게 된다. 잉고트가 최소한 2개 이상의 클램프에 의하여 지지되도록 하면, 잉고트는 전체적으로 직선상태를 유지하게 된다.
간헐적으로 유리 잉고트(43)는 중간판(46)의 높이에 있는 위치(45)에서 절단하여 바닥(47)으로 하강시킨 다음 꺼내어 추가의 가공을 위하여 배출시킨다.
전술한 방법에 의하면 성형공(40)의 크기를 조절하므로서 예정된 단면과 크기를 갖는 합성 유리질 실리카 잉고트를 연속적으로 생산할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 원통형 잉고트나 정사각형 또는 직사각형 단면의 잉고트를 생산할 수 있음은 물론이고 높은 종횡비의 사각형, 예를 들면 판상으로 압출할 수도 있다. 도3에 도시된 용기(35)의 바닥은 설명의 편의상 평평하게 도시하였으나, 일부의 용도, 예를 들면 성형공(40)을 통한 잉고트의 배출을 촉진하기 위하여 바닥을 절두원추형으로 형성할 수도 있다. 그리고 용기를 압출되는 잉고트의 크기에 나쁜 영향을 미치는 요소들을 제거하기 위하여 용기의 측벽의 온도가 균일하게 되도록 하거나 또는 용기 측벽에서의 불투명성을 최소화할 수 있는 형태로 형성할 수도 있다.
도3에 도시된 공정은 다음과 같이 시작된다. 기판(42)위에 단열 벽돌(41)로 금형 어셈블리(40a)를 삽입시켜 용기(35)를 조립한다. 미리 제조된 유리 잉고트는 클램프(44)를 이용하여 성형공(40)속으로 상승시킨다. 이 잉고트는 필요한 경우 성형공(40)에 꼭 끼워지도록 가공할 수도 있다. 이 잉고트는 미끼-조각의 역할을 함과 동시에 마개로서의 역할을 한다. 용기 바닥을 미리 제조한 합성 유리질 실리카(예를 들면, 유리 조각 형태의 것)로 덮는다. 노를 버어너로 가열하여 최초 용기 내에 들어있는 실리카가 용융되고 성형공(40)을 통하여 노내로 돌출된 삽입된 잉고트의 상단부가 용해되도록 한다. 이어서 전구물질을 버어너에 공급하면 유리의 증착이 진행되면서 용기(35) 내의 용융물 레벨이 상승하게 된다. 용기 내의 용융물이 요구하는 깊이로 되었을 때 클램프(42)의 단계적인 하향운동이 시작되면서 잉고트의 수축이 개시된다. 잉고트는 최소한 유리 증착속도에 맞추어 배출되는 정상적인 연속 작업으로 배출되며, 필요에 따라 일정한 시간마다 (예를 들면, 정상적인 간격)으로 제거된다.
도3에 도시된 공정은 제어된 크기를 갖는 고순도의 잉고트를 요구하는 대부분의 용도에 편리하게 이용된다. 그러나, 도시된 바와 같이 용기(35)는 고정되었고, 버어너(33)는 용융물 표면의 특정 부위를 향하도록 되었다. 이 부위에 증착된 유리는 다른 부위, 예를 들면 더 온도가 낮은 부위에 비교할 때 약간 다른 하이드록실 함량을 갖는다. 염소-함유 전구물질이 사용된 경우에는 각개 버어너의 화염이 충돌하는 부위에 생성되는 유리에 더 높은 염소함량이 나타난다. 이러한 염소함량 차이는 유리 잉고트의 화학적 특성과 굴절율에 미세한 불균일성을 가져온다.이러한 이유 때문에 용기(35)와 잉고트(43)를 회전시키는 것이 필요하며, 이러한 개량은 도4에 도시된 공정에 의하여 달성된다.
도4에 따르면, 잉고트 제조장치는 내화 벽돌로 내장된 노 외피(51)와 적당한 내화물질로 제조된 지붕(52)을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 버어너(53)가 전술한 지붕에서 돌출되었다. 이 버어너들은 금속이나 석영 유리로 제작되었으며, 도3에서와 같이 연료 가스, 산소 및 전구물질 증기를 공급받는다.
가스상 생성물은 배기 닥트(56),(57)을 통하여 배출되며, 가스상 생성물의 배출은 밸브(58),(59)에 의하여 제어된다.
유리 생성물은 바닥에 성형공(60)을 갖는 도가니 어셈블리와 같은 내화 용기(55)에 수집된다. 이 성형공(60)은 전술한 바와 같이 하나 또는 그 이상의 벽돌로 제조되거나 또는 내화 금속판으로 제조된 내화 금형(60a)에 의하여 형성된다. 용기(55)는 기판(62)위에 단열 벽돌(61)에 의하여 지지되었다. 도4에서는 전술한 기판(62)이 턴테이블을 포함하며, 기판은 일정한 높이로 유지되면서 수직축 주위를 회전할 수 있게 되었다.
유리 잉고트(63)가 배출되는 성형공(60)의 하방에는 회전하는 척(64)이 설치되었다. 이 척(64)은 용기(55) 및 턴테이블(62)과 함께 동시에 회전하고 서서히 하향 이동할 수 있게 되었다. 모든 척(64)들은 동일한 속도로 이동하면서 선택된 속도(합성 실리카 유리가 상부의 일련의 버어너에 의하여 증착되는 속도에 해당하는 일정한 속도)로 용기(55)로부터 용융 유리를 배출할 수 있게 되었다.
전술한 바와 같이 각개 척(64)들은 간헐적으로 잉고트(63)에 대한 지지를 풀고 내려오는 잉고트를 또다시 지지하도록 조정되기 전에 상부 이동 한계점까지 독립적으로 상향 이동될 수 있다. 이러한 방법에서는 척(64)들이 회전하면서 재빨리 상승하고 서서히 하강하는 운동을 반복하게 되고, 유리 잉고트는 일정한 속도로 회전하면서 완만하게 하향 이동하게 된다. 잉고트가 최소한 2개 이상의 척에 의하여 지지되도록 하면, 잉고트는 전체적으로 직선상태를 유지하게 된다.
간헐적으로 유리 잉고트는 중간판(66)의 높이에 있는 위치(65)에서 절단하여 바닥(67)으로 하강시킨 다음 꺼내어 추가의 가공을 위하여 배출시킨다.
전술한 방법에 의하면 성형공(60)의 크기를 조절하므로서 예정된 단면과 크기를 갖는 합성 유리질 실리카 잉고트를 연속적으로 생산할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 원통형 잉고트나 정사각형 또는 직사각형 단면의 잉고트를 생산할 수 있음은 물론이고 높은 종횡비의 사각형, 예를 들면 판상으로 압출할 수도 있다. 도4에 도시된 용기(55)의 바닥은 설명의 편의상 평평하게 도시하였으나, 일부의 용도, 예를 들면 성형공(60)을 통한 잉고트의 배출을 촉진하기 위하여 바닥을 절두원추형으로 형성할 수도 있다. 그리고 용기를 압출되는 잉고트의 크기에 나쁜 영향을 미치는 요소를 제거하기 위하여 용기 측벽의 온도가 균일하게 되도록 하거나 또는 용기 측벽이나 성형공(60)에서의 불투명성을 최소화할 수 있는 형태로 형성할 수도 있다.
본 발명에 의하면 용기(55)가 회전하기 때문에 버어너(53)는 실리카 연무를 연속적으로 이동하는 표면에 증착시키게 되어 유리 표면의 특정 부분이 과열되는 것을 방지하게 되고 증착 효율을 향상시켜 용기 내부에 증착되는 유리의 균질성을향상시킬 수 있게 된다. 더구나, 용기 바닥에서 잉고트가 배출되면서 나타나는 용기(55) 내부에서 성형공(60)까지의 유리의 점진적인 이동은 용기 내의 유리가 혼합되고 확산되게 하여 유리 제품의 균질성을 향상시키게 된다.
턴테이블(62)과 가동성 척(64)을 포함하는 본 발명에 의한 유리 잉고트 제조장치는 지지대(68)을 포함하는 대형 수직 선반으로 구성하는 것이 바람직하다. 잉고트의 균질성을 달성하기 위하여는 지지대(68)가 X-방향으로 수평으로 전후진하거나 또는 잉고트의 배출방향(Z)에 대하여 수직으로 되는 X- 및/또는 Y-방향으로 이동하게 할 수도 있다. 그러나 유리 잉고트의 대부분의 용도에서는 전술한 지지대(68)의 이동이 불필요하다. 또한 동일한 균질 작용을 나타내도록 하기 위하여는 노 지붕/버어너 어셈블리가 X-방향이나 X- 및 Y-방향으로 서서히 진동되게 할 수도 있다.
본 발명의 방법을 성공적으로 수행하기 위하여는 내화물질의 선택이 대단히 중요하다. 일반적으로 고품질의 지르콘 내화재가 적당하지만, 무염소 전구물질을 사용하는 경우에는 오염을 최소화하기 위하여 고순도의 내화물질을 사용하는 것이 필요하다. 높은 부식성은 이트리아 안정 지르코니아 내화물을 사용하였을 때 얻어진다. 이러한 내화재의 사용에 따른 추가 비용은 노 부품의 수명 연장 및 요구하는 단면과 크기를 갖는 잉고트를 연속적으로 생산할 수 있다는 점에서 보상될 수 있다.
Claims (9)
- 합성 유리질 실리카의 용융물을 수용하는 내화 용기를 둘러싸는 노 외피; 전술한 용기의 내부에 설치되고 유리 잉고트가 배출되는 성형공을 갖고 있는 금형; 성형공의 하류에 설치되고 배출되는 잉고트를 지지하고 배출을 촉진하도록 된 가동성 잉고트 지지수단 및 유리질 실리카를 그 소결온도 이상으로 유지하도록 작동하는 하나 또는 그 이상의 버어너를 포함하는 합성 유리질 실리카 잉고트 제조용 노에 있어서, 최소한 하나 또는 그 이상의 버어너가 실리카 전구물질을 공급하는 관련 수단을 갖고 있고 증기 증착에 의하여 합성 유리질 실리카를 용융 실리카의 표면에 증착시키도록 되었으며, 지지 수단은 용융된 합성 유리질 실리카를 잉고트로서 실리카가 합성 버어너에 의하여 증착되는 속도에 유사한 속도로 연속하여 배출하도록 된 것임을 특징으로 하는 합성 유리질 실리카 잉고트 제조용 노.
- 제1항에서, 가동성 잉고트 지지수단이 일련의 가동성 클램프와 척 중의 하나를 포함함을 특징으로 하는 노.
- 제2항에서, 내화 용기가 개선된 균질성을 갖는 증착된 유리를 제공하기 위하여 금형, 합성 실리카 잉고트 및 지지수단과 함께 동기 회전하게 되었음을 특징으로 하는 노.
- 제2항 또는 3항에서, 내화 용기가 버어너로부터 공급되는 증착된 유리의 분산이 이루어지도록 금형, 잉고트 및 지지수단과 함께 수평으로 전 후진할수 있게 되었음을 특징으로 하는 노.
- 제2항 또는 3항에서, 내화 용기가 버어너로부터 공급되는 증착된 유리의 분산이 이루어지도록 금형, 잉고트 및 지지수단과 함께 직교되게 배치된 X- 및 Y-방향으로 이동할 수 있도록 되었음을 특징으로 하는 노.
- 제2항 또는 3항에서, 증착되는 시리카의 분산이 버어너 및/또는 내화 용기의 이동에 의하여 달성됨을 특징으로 하는 노.
- 주벽의 일부에 성형공이 형성된 내화 용기 내에서 용융된 유리질 실리카의 매스를 형성하는 단계, 하나 또는 그 이상의 버어너에 의하여 유리질 실리카를 용융 상태로 유지하는 단계 및 내화 용기로부터 성형공을 통하여 생성된 합성 실리카를 성형된 잉고트로서 배출시키는 단계를 포함하는 합성 유리질 실리카의 성형체를 형성하는 방법에서, 최소한 하나의 버어너가 합성 버어너이고 실리카는 합성 유리질 실리카가 잉고트로서 성형공을 통하여 배출되는 속도에 유사한 속도로 증착되도록 합성 버어너로부터 증착됨을 특징으로 하는 합성 유리질 실리카 성형체의 제조방법.
- 제7항에서, 성형공이 내화 용기 내에 있는 실리카 매스의 최하방에 위치하고, 잉고트는 성형공 하방으로 인위적으로 배출됨을 특징으로 하는 방법.
- 제7항 또는 8항에서, 합성 버어너가 증착된 실리카가 직접 유리로 소결되도록 용융 실리카의 표면을 가열하게 되었음을 특징으로 하는 방법.
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