Тигель для выработки труб и стержней из кварцевых и высококремнеземистых стекол

 

ТИГЕЛЬ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ТРУБ И СТЕРЖНЕЙ ИЗ КВАРЦЕВЫХ И ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМИСШХ СТЕКОЛ, включакяций корпус , дюзу с горизонтальной кольцевой поверхностью, пуансон, калибр и съемный чехол, отличайщийся тем, что, с целью улучшейия качества вырабатываемых изделий, дюза выполнена с расположенной на боковой поверхности кольцевой канавкой, а iKOpnyc - с расположенными в зоне, кольцевой канавки отверстиями, причем горизонтальная кольцевая поверхность дюзы составляет 1/6-1/3 радиуса внутренней цилиндрической поверхности корпуса, ширина кольцевой канавки 0 ,02-0,08 толщины стенки корпуса, глубина ее -1/6-3/4 высоты дюзы, диаметр отверстий - 1/15-2/15 толщины стенки корпуса. СП С

„„SU„„1031921 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

0 IWI lilt %

РЕСПУБЛИК

Зцр С 03 В 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА34 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " " "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3384427/29-33 (22) 21. 01.82 (46) 30.07.83..Бюл. Р 28 (72) Б.С.Иостовщиков, С.A.Hîâèêîa и Н.Н.Максимов (71) Государственный научно-исследовательский институт кварцевого стекла .{53) 666.1.031.29.6(088.8) (56) 1 » Авторское свидетельство СССР

9 360322, кл.. С 03 В 5/08., 1973 °

2. Авторскбе .свидетельство СССР .9 374234,<кл. С 03 В 5/08, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

9 755756, кл. С 03 В 5/00, 1978. (54}(57) ТИРЕЛЬ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ТРУБ . И СТЕРЖНЕЙ ИЗ KBAPGEBb3X И ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕИИСТЫХ СТЕКОЛ, включающий корпус, дюзу с горизонтальной кольцевой поверхностью, пуансон, калибр и съем-. ный чехол, о т л и ч а Ю шийся тем, что, с целью улучшения качества вырабатываемых изделий,. дюза выполнена с расположенной на боковой поверхности кольцевой канавкой, а корпус — с расположенными в зоне. кольцевой канавки отверстиями, причем горизонтальная кольцевая поверхность дюзы составляет 1/6-1/3 радиуса внутренней цилиндрической поверхности корпуса, ширина кольцевой канавки0,02-0,08 толщины стенки корпуса, глубина ее -1/6-3/4 высоты дюзы, диаметр отверстий — 1/15-2/15 толщи62 ны стенки корпуса. ф

10319.21 или двуокись циркония. В указанном устройстве используется рабочая камера, внутренняя рабочая поверхность которой контактирующая с наплавляемой круйкой и расплавом стекла, выполнена из,двуокиси циркония, причем в нижней части бассейна установлена молибденовая дюза. В результате постепенного химического разрушения огнеупорного материала иэ двуокиси циркония.в расплав переходят нерастворимые частицы, которые в значительной мере снижают качество стекла вытягиваемых труб;

Плоская рабочая поверхность дюзы позволяет существенно замедлить поступление к выработочному отверстию выкрашивающихся иэ стенок бассейна нерастворимых в расплаве частиц двуокиси циркония.. Эагрязненные этими частицами слои стекломассы, вследствие смачивания последней стенок бассейна, лишь весьма медленно стекломассы> принудительно вытягиваемыми через выработочное отверстие. Дюэа с наклонной конической поверхностью способствует ускорению движения к выработочному отверстию загрязненных пристенных слоев расплава стекла.

Блоки из двуокиси циркония используются в качестве материала бассейна печи только в процессах, происхо-; дящих при постоянных температурах.

Малая термостойкость не позволяет применить их для футеровки печей периодического действия, в частности печей вытягивания кварцевых труб двухстадийным способом, т.е. иэ предварительно направленных в другой печи блоков стекла. Традиционным огнеупорным материалом в этом случае является графит, характеризующийся высокой термостойкостью (нагрев блока стекла осуществляется в течение

25-50 мин). Однако характер взаимодействия графита с расплавом кварцевого стекла при вытягивании труб весьма специфичен и резко отличается от характера взаимодействия стекломассы с двуокисью циркония. Интенсивность его резко повышается при замедлении движения стекломассы вдоль:.поверхности формующих элементов.

Пель изобретения - улучшение качества вырабатываемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что тигель для выработки труб и стержней из кварцевых и высококремнеэемистых стекол, включающий корпус дюэу с горизонтальной кольцевой поверхностью, пуансон, калибр и съемный чехол, дюза выполнена с расположенной на боковой поверхности кольцевой канавкой, а корпус - с расположенными в зоне кольцевой канавки отверстиями, Изобретение относится к строительным материалам, в частности к технологии производства кварцевого стекла.

Известен тигель для вытягивания труб иэ расплава кварцевого стекла, содер>кащий корпус, дюэу, формующий пуансон, калибр и съемный чехол |.1 3.

Однако при использовании тигля для выработки труб из кварцевых, стекол значительным оказывается процент брака изделий по содержанию, в них 10 закрытых и особенно открытых капилляров, посечек, .повышенной ребристости поверхности.

Известен тигель для выработки труб из кварцевых стекол, включающий корпус, дюэу, формующий пуансон, калибр и съемный чехол f:2 1.

Применение этого тигля для изготовления кварцевых труб также не обеспечивает достаточно высокого выхода годных труб по содержанию . эакрытых и открытых капилляров, посечем, по ребристости поверхности .иэ -эа хи-;." смешиваются со срединными слоями мического взаимодействия вытягиваемого расплава с графитовыми формуюЭ 25 щими элементами и вследствие вредного влияния шероховатости поверхности последних, которая в значительной степени зависит от размеров зерен кокса-наполнителя.

Наиболее интенсивное химическое

;взаимодействие с расплавом стекла при вытягивании иэ .него труб имеет место обычно на периферийной части рабочей поверхности дюэы, примыкающей к боковой стенке тигля, В результате этого взаимодействия расплав загрязняется газообразными и твердыми включениями, продукты взаимодействия распространяются вниз по конусной поверхности в сторону 49 выработочного отверстия и здесь оказывают наиболее вредное влияние не только на качество стекла, труб, но и на их геометрические характеристики. 45

Особенно значительным оказывается ухудшение качества вытягиваемых труб при использовании графитированных материалов пониженного качества.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тигель для выработки труб и стержней из кварцевых .и высококремнеэемистых стекол, включающий корпус,дюзу.с горизонтальной поверхностью, пуансон, калибр и съемный чехол (3 3.

В данном устройстве, предназначенном для изготовления труб, непрерывно в течение нескольких недель расплавлением с помощью газовых горе-60 лок засыпаемой сверху кварцевой круп-. ки и одновременным вытягиванием из полученного расплава труб вертикально вниз, в качестве огнеупорных материалов используются молибден 65

1031921 причем гаризонтальная кольцевая поверхность дюэы составляет 1/б-1/3 радйуса внутренней цилиндрической поверхности корпуса, ширина кольцевой канавки — 0,02-0,08 толщины стенки корпуса, глубина ее — 1/6-3/4 высоты дюзы, диаметр отверстий — 1/15-2/15 толщины стенки корпуса.

Горизонтальная кольцевая часть поверхности дюзы в указанном тигле способствует локализации продуктов взаимодействия расплава с графитом на поверхности формующих элементов, примыкающей к стенке корпуса тигля, и поддержанию газовой прослойки. на всей границе раздела графит-рас- . 15 плав, не замедляет движения самой стекломассы, так как последняя при наличии укаэанной газовой прослойки не смачивает .графитовые формующие. элементы. Устойчивость газовой про- слойки, в свою очередь, повышается с увеличением скорости вытягивания трубы. Скорость вытягивания быстро увеличивается с увеличением угла наклона конусной рабочей поверхности дюэы, э основном с увеличением угла наклбна прилегающей.к выработочному отверстию конусной поверхности. Образование газовой прослойки поэтому невозможно при использовании дюзы.

:вся рабочая поверхность которой на-. ходится в горизонтальной плоскости.

Эффективная локализация твердых

B жидких продуктов взаимодействия графита. с расплаэом стекла на,горизонтальной кольцевой части йоверхности дюзы имеет место в случае, если ширина этой части оказывается в определенных пределах. Ширина указанной кольцевой части дюзы, меньшая, чем 1/б радиуса внутренней цилиндри- 4Q ческой поверхности корпуса, оказывается недостаточной для удержания на ней продуктов взаимодействия гра- . фита с расплавом, и эти продукты распространяются по остальной, кони- 45 ческой поверхности дюзы к выработочному отверстию, загрязняя вытягиваемые трубы. Применение большей, чем

1/3 радиуса внутренней цилиндрической поверхности корпуса, ширины горизонтальной кольцевой части дюзы уже заметно снижает устойчивость газовой прослойки между дюзой и расплавом. .стекла, уменьшает скорость движения стекломассы вдоль поверхности формую щих элементов и скорость вытягивания.55

Предельные значения ширины жольцевой канавки между боковой .поверхностью дюэы и стенкой корпуса.обуслов:лены с одной стороны тем, что меньшая, чем 0,02 толщины стенки корпуса, . 60 ширина канавки уже плохо обеспечива.— ет свободный проход газообразных продуктов с поверхности раздела формую щих элементов с расплавом в жаровое пространство печи ерез канал в . б5 стенке корпуса, а с другой стороны, тем, что в канавку, ширина которой превышает 0,08 толщины стенки корпуса, проникает стекломасса и препятст-. вует отводу газообразных продуктов через отверстия в стенке, корпуса.

Пределы глубины кольцевой канавки соответствуют минимальной и.максимальной высоте дюз (от 20 до 80 мм), обычно используемых для вытягивания стеклоизделий. Глубина канавки меньшая чем 1/б высоты дюзы, не обеспечивает надежного распространения газообразных продуктов по всему ее периметру и нескольким выходным от. верстиям в стенке корпуса тигля, Ограничение глубины канавки 3/4 высоты дюзы - обусловлено необходи- мостью оставить на боковой поверхности дюзы поясок плотного закрепления ее в - корпусе тигля.

Диаметр отверстий меньше 1/15 толщины стенки корпуса не обеспечивает достатоЧной интенсиэяости отвода из зоны. реакции газообразных продуктов в жаровое пространство печи, При диаметре отэерстий более 2/15 толщины стенки корпуса оказывается значительным нежелательный в этом месте подсос воздуха, нарушающий процесс отвода газообразных продуктов из зоны реакции, что оказывается причиной ухудшения качества вытягиваемых труб.

На чертеже показан тигель, продольный разрез.

Тигель содержит корпус 1 со сквозными отверстиями 2, дюзу 3 с горизонтальной кольцевой поверхностью 4 ,рабочей поверхности, кольцевую канавку 5, формующий пуансон б, калибр .7 и съемный чехол 8.

Наличие вблизи стенок корпуса тигля, в зоне наиболее интенсивной коррозии графита, горизонтальной кольцевой поверхности дюзы приводит к резкому замедлению распространения продуктов взаимодействия расплава стекла с гравитом в сторону выработочного отверстия, а узкая кольцевая канавка между боковой поверхностью дюэы и стенкой корпуса, а также сквозные каналы в этой стенке служат для регулируемого отвода газообразных продуктов указанного взаимодействия и .мелких и твердых частиц иэ зоны реакции в жаровое пространство.. печи и для организации транспорта газов вдоль всей рабочей поверхности дюзы между выработочным отверстием в ней и каналами в стенке корпуса.

Вследствие протекания этих процессов на границе раздела графит-стекломасса во время вытягивания трубы поддерживается газовая прослойка, препятствующая непосредственному соприкосновению расплава с формующими элемен" тами.

1031921

Составитель Н.Ильиных

Редактор О.Сопко ТехредЖ. Кастелевич Корректбр н Рирняк

Заказ 5318/2б Тираж 486 .Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r,Óàãîðîä, ул.Проектная,4

Применение указанного тигля для вытягивания труб и штабиков позволяет в 3-5 раз снизить процент брака по содержанию в поверхностных слоях капилляров, особенно открытых, посе. чек, по ребристости поверхности.

Тигель для выработки труб и стержней из кварцевых и высококремнеземистых стекол Тигель для выработки труб и стержней из кварцевых и высококремнеземистых стекол Тигель для выработки труб и стержней из кварцевых и высококремнеземистых стекол Тигель для выработки труб и стержней из кварцевых и высококремнеземистых стекол 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для непрерывного формования трубок или стержней из кварцевого стекла вытягиванием с помощью вращающихся инструментов

Изобретение относится к производству чистого кварцевого стекла, используемого в оптике, электронике, солнечной энергетике и химии получения чистых и сверхчистых веществ

Горелка // 2381186
Изобретение относится к металлургической технике и предназначено для использования в качестве устройства при изготовлении тигля из кварцевого стекла

Изобретение относится к металлургической технике и предназначено для использования при изготовлении тиглей путем высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния

Реактор // 2391296
Изобретение относится к устройству для напыления диоксида кремния при изготовлении тиглей из особо чистого кварцевого стекла с малым содержанием микропримесей

Изобретение относится к технологии изготовления детали из искусственного кварца для применения в качестве оптического элемента для ArF-литографии, подлежащего облучению лазерным светом, имеющим длину волны 200 нм или короче

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, к оборудованию стекольных заводов и может быть использовано для производства заготовок из кварцевого стекла

Изобретение относится к технологии получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла, которые могут быть использованы в производстве полупроводниковых материалов
Изобретение относится к технологии получения синтетического кварцевого стекла
Наверх