SU1066943A1 - Тигель дл получени труб из кварцевых и высококремнеземистых стекол - Google Patents

Abstract

ТИГЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ КВАРЦЕВЫХ И ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМИСТЫХ -СТЕКОЛ, включающий корпус с трубчатым элементом и формующим пуансоном из графита, дюзу, калибр и съемный чехол, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью улучшени  качества труб за счет снижени  интенсивности взаимодействи  . стекломассы с графитовыми формующими элементами, нижн   часть трубчатого элемента выполнена ступенчатой и с каналами -под каждым выступом , причем высота ступенек .составл ет 0,4-0,8 диаметра трубчатого .элемента, диаметр каждой нижерасположенной ступеньки - 0,7-0,9 диаметра вышерасположенной ступеньки, диаметр-каналов - 0,02-0,05 диаметра трубчатого элемента. D

Description

о а:

35

:р 4

со Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов в частности к технологии производств труб из кварцевых и высококремнеземистых стекбл. Известен тигель дл  выт гивани  труб из расплавов кварцевых стекол, содержаЕций корпус, формующий пуансон калибр и съемный чехол tlj . Недостаток тигл  известной конструкции заключаетс  в том, что при его Использовании дл  выработки труб из кварцевых стекол часто оказываетс  значительна процент брака издели по содер:жанию в них капилл ров инородных примесей, по ребристости их поверхности. Наиболее близким к изобретении;по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  тигель дл  получени  труб из кварцевых и высоко кремнеземистых стекол, включающий корпус с трубчатым элементом, дюзу, формующий пуансйн, калибр и съемный чехол 2. Однако применение этого тигл  дл  изго1овлени  труб из кварцевых и особенно высококремнеземистых стекол, содержащих окислы элементов переменной валентности, не обеспечивает достаточно высокого выхода годных труб из-за интенсивного химического взаимодействи  выт гиваемо ,го расплава с графитовыми формующими элемента. Наиболее значительным оказываетс  ухутленне качества выт гиваемых труб при использовании графитированнык материалов пониженного качества,. . 1 Целью изобретени   вл етс  йие качества труб за счет снижеНИЛ интенсивности взаимодействи  сте ломассы с графитовыми формующими эле ментами. Поставленна  цель достигаетс  тем что в тигле дл  получени  труб из кварцевых и высококремнеземистых сте кол, включающем корпус с трубчатым элементом и формующим пуансоном из графита,дюзу, калибр и съемный чехол нижн   часть трубчатого элемента выполнена ступенчатой и с каналами под каждым выступом, причем высота ступе нек составл ет 0,4-0,8 диаметра труб чатого элемента, диаметр каждой ниже расположенной ступеньки - 0,7-0,9 диаметра вышерасположенной ступеньки диаметр каналов - 0,02-0,05 диаметра трубчатого элемента. На чертеже схематически изобра сен тигель, разрез Тигель содержит корпус 1, дюзу 2, 5)Ормующий пуансон 3, трубчатОй элеieHT 4 со ступеньками 5 и каналами ., калИбр 7 и съемный чехол 8. По окончании процесса расплавлени пока кварцевого стекла, наход щегос  в тигле, стекломасса вытекает . через зазор в дне тигл  между дюзо 2 и пуансоном 3. Взаимодействие расплавов кварцевых или высококремнеземистых стекол с графитовыми формующими элементами может протекать в зависимости от условий проведени  процесса выт гивани  труб по целому р ду реакций. При этом На поверхности формующих элементов после плавки могут быть обнаружены карбид кремни  в виде равномерной по толщине корки зеленоватожелтого цвета, элементарный кремний в виде застывших капель диаметром до 3 мм, порошкообразный кремнезем в виде белого налета, с.вободный углерод в виде черного, легко удал ющегос  налета. Образование карбида кремни  и элементарного кремни  характерно дл  случа  замкнутой атмосферы на границе раздела графитрасплав при выт гивании труб. При этом образование элементарного жидкого кремни  имеет место в наиболее глухих участках поверхности формующих элементов, обычно на некотором удалении от выработочного отверсти , и сопровождаетс  дальнейшей интенсификацией процесса взаимодействи  графита с расплавом кремнезема, вследствие практически полного смачивани  графита жидким элементарным кремнием. Наиболее неблагопри тным исходом оказываетс , таким образом, образование элементарного крем,ни . Торможение реакций, идущих с обра- . зованием последнего, как и карбида куемни , способствовало бы насыщению зоны реакции окислами углерода , что возможно, пока процесс взаимодействи  протекает в газовой фазе Известные конструкции тиглей не обеспечивают возможности поддержа-г ни  в течение процесса выт гивани  труб, газовой прослойки между расплавом стекла и рабочей по- верхностью формующего элемента.Наиболее трудной задачей  вл етс  организаци  газовой прослойки продуктов взаимодействи  графита с расплавом стекла на границе раздела последнего с .формующим пуансоном и трубчатым элементом корпуса. , Стека  со ступеньки на трубчатом элементе указанного тигл , стекломасса выходит из непосредственного контакта и его поверхностью и отде етс  ОТ нее после этого газовой прослойкой, котора  сохран етс  и на всем дальнейшем пути-течени  стекломассы к выработочному отверстию , благодар , с одной стороны, некоторому подсосу в эту прослойку воздуха снизу через внутреннйю полость трубчатого элемента и каналы , имеющиес  в нем, а также

через кольцевую щель между формующим пуансоном и движущимс  распларом стекла,и, с другой стороны, вследствие удалени  из зоны реакции через указанные каналы газообразных продуктов окислени  графита кислородом и расплавом стекла. Подобна  циркул ци  газов на границе раздела трубчатого, элемента и формующего пуансона со стекломассой преп тствует их непосредственному .соприкосновению и образованию карбида кремни  и элементарного кремни .

Видимым признаком существовани  указанной газовой прослойки во вре м  процесса -выт гивани  труб служит , с одной стороны, отсутствие заметных следов локальной коррозии трубчатого элемента и формующего пуансона, и, с другой стороны, наличие на их поверхности после плавки напета элементарного углерода} который может возникать, например, по реакции окислени  кислородом частичек карбида кремни , образующихс  в сравнительно небольшом ко-, личестве в хоДе указанного искус-ственно тормоз щегос  взаимодействи .

Приведенное соотношение диаметров соседних ступенек в пределах Оi7-0,9 надежно обеспечивает, с одной стороны, при величине этого, отношени , меньшей 0,9, отделение стекающей с вышерасположенной ступеньки стекломассы от поверхности графитового трубчатого элемента и, с. другой стороны, при величине отношени , большей 0,7, существенно не измен ет направлени  движени  расплава к выработочному отверст.ию.

Выбор высоты ступенек вдоль образук цей трубчатого элемента в пределах О,4-0,8 диаметра последнего обусловлен необходимостью создани  благопри тных условий дл  распространени  и сохранени  газовой прослойки между графитом и стекломассой после.стекани  ее с выступа ступенбки . При величине этого отнесени . меньше 0,4 направление .движени  расплава стекла к выработочному отверстию измен етс  слишком резко, что увеличивает сопротивление этому движению. При большой 0,Ь величине этого -отношени  существенно затрудн етс  распространение и сохрнение указанной газовой прослойки во врем  процесса выт гивани  трубы

Увеличение скорости выт гивани  трубы облегчает задачу образовани  и сохранени  этой газовой прослой;ки .

Лиаметр каналов в трубчатом элементе под выступом ступеньки в пределах 0,02-0,05 диаметра трубчатого

элемента обеспечивает непрерывную циркул цию газов на границе раздела его cci стекломассой. При диаметре каналов, меньшем чем 0,02 диаметра трубчатого элемента существенно

затрудн етс  равномерный подсос воздуха к рабочей поверхности последнего и отвод газообразных продуктов в хсаровое пространство печи. При диаметре каналов большем, чем 0,05

0 диаметра трубчатого элемента,

подсос воздуха к рабочей поверхности трубчатого элемента и отвод из зоны реакции продуктов взаимодействи  станов тс  более интенсивными,

5 чем необходимо дл  подцержан.и  устойчивости газовой прослойки.

Применение предлагаемого тигл  дл  выт гивани  труб из расплавов кварцевых и высококремнеаемистых

0 стекол, как показали результаты серии опытных плавок, позвол ет в 2-4 раза снизить в стекдоиздели х количество капилл ров, преимуг щественно капилл ров длиной менее

5 20 мм, возникающих за счет взаимодействи  расплава с графитовым формирующими элементами и существрнно снизить ребристость поверхности этих стеклоизделий, а дл  некоторых стекол, содержащих

0

несколько процентов, окислов титана или железа, вообще сделать возможным использование графита.

В насто щее врем  специалистами в-различных област х науки и техники , использующими кварцевое стекло, предъ вл ютс  весьма высокие требовани  к качеству изделий из него, значительно превышающие требовани , соответствующие техническим услови м, прин тым в отрасли производств кварцевого стекла , например ТУ 21-РСФСР-560-77. Последние не нормируют содержание в- трубах капилл ров длиной до 20 мм и допускают их в количестве не. большем , чем в утверждённых изготови телем и заказчиком контрольных об1 азцах . В указанной серии опытных плавок отработан процесс получени 

из блоков стекла, наплавленных электротермическим способом, труб ди аг 1етром 10 - 2 О мм, . сод ержащи х лишь небольшое количество капилл ров диаметром ;;о. О Л мм и длиной не более

1-1,5 Ш1 предназначенных дл :проведени  экспериментов по выращиванию кристаллов.

Результаты испытаний данного тигл  показали, что его использование

дл  выт гивани  труб дкамет ом 5300 Мм позвол етповысить выход годных труб, соответствующих требовани м ТУ 21-РСФСР-560-77 по содержанию к;апилл ров длиной до 20 мм .и

более 20 мм, а также по ребристости

Claims (1)

1. ТИГЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ КВАРЦЕВЫХ И ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМИСТЫХ -СТЕКОЛ, включающий корпус с трубчатым элементом и формующим пуансоном из графита, дюзу, калибр· и съемный чехол, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества труб за счет снижения интенсивности взаимодействия . стекломассы с графитовыми формующими элементами, нижняя часть трубчатого элемента выполнена ступенчатой и с каналами -под каждым выступом, причем высота ступенек составляет 0,4-0,8 диаметра трубчатого элемента, диаметр каждой нижерасположенной ступеньки - 0,7-0,9 диаметра вышерасположенной ступеньки, диаметр каналов - 0,02-0,05 диаметра трубчатого элемента.