Способ получения кварцевого стекла

Способ получения кварцевого стекла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

IG П И С А Н И Е >963963

ИЗОБРЕТЕНИЯ,::+ "°

АВЪ i

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.04.81 (21) 3280227/29-38 (51) М.Кл. С 03 С 3/06 с присоединением заявки— (23) Приоритет— Государственный комитет по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.10.82. Бюллетень Хе 37 (53) УДК 666.1.031 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10.82 (72) Авто ры изобретения В. Н. Шубин, В. К. Леко, Т. И. Киселева и 1О. А. Опыхтин

Государственный научно-исследовательский институт . кварцевого стекла и Гусевский завод особо чистого кварцевого стекла.(71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА

Изобретение относится к технологии изготовления кварцевого стекл а в вакуумных электропечах и может быть широко использовано в стекольной технологии.

Известен способ получения кварцевого стекла в электрических печах, включающий нагрев сырья, выдержку при максимальной температуре и охлаждение 11). В результате этого получают непрозрачное стекло.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ тигельного наплава прозрачного кварцевого стекла в вакуумных электропечах. Способ заключается в том, что разогревают сырье в вакууме от комнатной температуры до 1100 С при остаточном давлении 0,4 — 0,5 мм рт. ст,. стабилизируют при 1100 — 1400 С и давлении 0,1 — 0,3 мм рт. ст,, причем стабилизацию осуществляют в течение 10. D - -" с, где D — внутренний диаметр тигля, см, дальнейший разогрев ведут от 1400 до

1800 С при остаточном давлении 0,6—

0,8 мм рт. ст. 12).

Недостаток такого способа заключается в том, что большая часть времени (30—

50 ) затрачивается на процесс разогрева кварцевой крупки до 1100 †14 С и температурную стабилизацию при этой температуре.

Цель изобретения — повышение производительности.

Цель достигается тем, что при осуществлении способа, включающего нагрев сырья в графитовых тиглях до 1100 — 1400 С, стабилизацию в графитовых тиглях при этой температуре, дальнейший нагрев до 1800 С в вакууме и охлаждение, нагрев и стабилизацию ведут при атмосферном давлении, 10 причем радиальный температурный градиент нагрева составляет 1 †14 С см-, а стабилизацию ведут в течение

10 D †с с, где D — внутренний диаметр тигля, см.

Когда процесс проводят в защитной газовой среде при атмосферном давлении,. прогрев сырья и выравнивание температуры в толще сырья идут в 2 — 3 раза быст20 рее, чем в вакууме. По предлагаемому способу можно помещать тигель с сырьем в печь с высокой температурой, чтобы температура на наружных слоях сырья не превышала температуру стабилизации (1100—

1400 С), и разогревать сырье с максимальным температурным градиентом (1—

140С С см — ). Разогрев крупки при этом идет в 15 — 2 раза быстрее, чем в вакууме и на стабилизацию требуется в 2 — 3 раза з0 меньше времени.

963963

Время смпературпой стабилизации, с (мпп),Ъ а метр тигля, см

Во скознко раз бозыис по пзнсстпому способу!

О П2 — 24 по предлагаемом способу 10 DI 5 — 1,ва

4840- -!6700 (8! †2) 22

1069 †45 (17 — 75) 3,7

6700 †249 (112 †4) .

1800 — 6600 (30 — 110) 3,8

Корректор С. Файн мышникова

Заказ 981/725 Изд. № 231 Тираж 507 Подписное

H1l0 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыТий

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

Тип. Харьк. фнл. пред. Патент»

B таблице приведены сравнительные данные по времени стабилизации по известному и предлагаемому способам.

Граничные условия температуры и времени температурной стабилизации обусловлены особенностью сырья. Для горного

Граничные условия радиального температурного градиента в период разогрева сырья от комнатной температ)уры до 1100—

1400 С обусловлены тем, что в начале разогрева тигель с сырьем можно сразу помещать в зону с температурной стабилизацией, т. е. 1400 С. При этом в периферийных слоях градиент достигает максимального значения — 1400 С. По мере разогрева температурный градиент уменьшается и при достижении 5 — С см — практически считают, что разогрев сырья за кончен и начинается температурная стабилизация.

Пример 1. Засыпанную в графитовый тигель диаметром 260 мм кварцевую крупку горного хрусталя помещают в электропечь СЭВ-3 при температуре в печи

1400 С (сразу после разгрузки предыдущей плавки), стабилизируют температуру в печи в течение 30 мин, после чего создают вакуум в печи и дальнейц!ий разогрев до 1800 С ведут в вакууме. Плавка длится 30

6 — 8 ч против 7 — 9 по известному. При этом время температурной стабилизации составляет 10 - D . c.

Пример 2. Кварцевую крупку жильного кварца Кыштымского месторождения в графитовом тигле диаметром 260 мм помещают в печь при 1200 С и стабилизируют при атмосферном давлении при этой температуре в течение 90 мин, после чего нагревают до 1800 С в вакууме. Цикл плав- 40 ,ки длится 10 ч против 12 по известному способу. Время температурной стабилизации составляет 10 D c.

Пример 3. Кварцевую юрупку в графитовом тигле диаметром 260 мм помеща- 45

Составите|и О.

Р;дав-ор 3. Бородкина Техред A. Ka хрусталя и жильного кварца стабилизацию осуществляют при 1300 — 1400 С в течение минимального времени 10 D —" с; для жильного кварца с большим количеством газожидких включений необходимы соответственно меньшая температура (1100—

1200 С) и:больше времени (10 D з — "" с) .. ют в печь при 1100 С, нагревают и стаби-лизируют в течение 110 мин, затем в вакууме нагревают до 1800 С. Время температурной стабилизации составляет

D " с.

Применение предлагаемого способа позволяет сократить цикл плавки и повысить производительность оборудования на

10 — 20%, сократить удельный расход электроэнергии на 12 — 25 .

Ожидаемый экономический эффект от использования такого способа составит 1—

2 руб. на 1 кг стекла. При годовом выпуске 500 т ожидаемый годовой эффект от ма ксимального использования составит

500 — 1000 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ получения кварцевого стекла,. включающий нагрев сырья в графитовых ткглях 1100 †14 С, спабидизацию при: этой температуре, дальнейший нагрев до 1800 C в вакууме и охлаждение, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, нагрев и ста билизацию ведут при атмосферном давлении, причем радиальный температурный градиент нагрева составляет 1 †14 С . см вЂ, а стабилизацию ведут в течение 10 - D — 9 с, где D — внутренний диаметр тигля, см. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ботвинкин О. К. и Запорожский А.И.

Кварцевое стекло, М., «Стройиздат», 1965, с. 44.

2. Авторское свидетельство СССР: № 716995, кл. С 03 С 3/06, 1977.

С ай оиина