Способ получения кварцевого стекла

Союз Советских Соцналнсткческнх Республик(о 1) М,Кл, С 03 Государственный комнте 23) Приорите делам нзобретенн н открытий(43) Опубликовано 07.10,82, Бюллетень Хе 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.82 53) УДК 666.1.03.(71) Заявители Государственный научно-исследовательский институт . кварцевого стекла и Гусевский завод особо чистого кварцевого стекла(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ ЕВОГО СТЕК Изобретение относится к технологии изготовления кварцевого стекла 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 й= -" с, где Л - внутренний диаметр тигля, см, дальнейший разогрев ведут от 1400 до 1800 С при остаточном давлении 0,6 -0,8 мм рт, ст. 21Недостаток такого способа заключается в том, что большая часть времени (30 - 50) затрачивается на процесс разогрева кварцевой крупки до 1100 в 14 С и температурную стабилизацию при этой температуре. Цель изобретения - повышение производительности,Цель достигается тем, что при осуществлении способа, включающего нагрев сырьяв графитовых тиглях до 1100 - 1400 С, стабилизацию в графитовых тиглях при этойтемпературе, дальнейший нагрев до 1800 Св вакууме и охлаждение, нагрев и стабилизацию ведут при атмосферном давлении,0 причем радиальный температурный градиент нагрева составляет 1 - 1400 С см - ,а стабилизацию ведут в течение10 й в "в с, где й - внутренний диаметр тигля см 15Когда процесс проводят в защитной газовой среде при атмосферном давлении, прогрев сырья и выравнивание температуры в толще сырья идут в 2 - 3 раза быст 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 - 25 1400 С), и разогревать сырье с максимальным температурным градиентом (1 - 140 С С с. г). Разогрев крупки при этом идет в 1,5 - 2 раза быстрее, чем в вакууме и на стабилизацию требуется в 2 - 3 раза з 0 меньше времени.963963 хрусталя и жильного кварца стабилизацию осуществляют при 1300 - 1400 С в течение минимального времени 10 015 - " с; для жильного кварца с большим количеством 5 газожидких включений необходимы соответственно меньшая температура (1100 - 1200 С) и больше времени (10 .0 з -с) Время с; псратуриой стабпг 1 изаиии, с (мии) Лиамстр тигля, Во скознко раз бозыис ио изнсстиомт сиосооу 10 1) 2 - 2,4(30 - 110) 3,8 Граничные условия радиального температурного градиента в период разогрева сырья от комнатной температ)уры до 1100 - 10 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 15 значения - 1400 С. По мере разогрева температурный градиент уменьшается и при достижении 5 -С см -пра 1 ктически считают, что разогрев сырья за 1 кончен и начинается температурная стабили зация.П р и м е р 1, Засыпанную в графитовый тигель диаметром 260 мм кварцевую крупку горного хрусталя помещают в электропечь СЭВпри температуре в печи 1400 С (сраз)у после разгрузки предыдущей плавки), стабилизируют температуру в печи в течение 30 мин, после чего создают вакуум в печи и дальнейц 1 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 01 з с.П р и м е р 2. Кварцевую крупку жиль- ного кварца Кыштымского месторождения 35 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 ,ки длится 10 ч против 12 по известному способу. Время температурной стабилизации составляет 10 0- с.П 1 ри мер 3. Кварцевую к 1 рупку в графитовом тигле диаметром 260 мм помещаСоставители О.Р;дакзор 3. Бородкина Техрсд А, Ка Корректор С Файн мышникова Заказ 981/725 Изд.231 Тираж 507 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыТий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фнл, пред, Патент В таблице приведены сравнительные данные по времени стабилизации по известному и предлагаемому способам. Граничные условия температуры и времени температурной стабилизации обусловлены особенностью сырья. Для горного ют в печь при 1100 С, нагревают и стаби лизируют в течение 110 мин, затем в вакууме нагревают до 1800 С. Время тем. пературной стабилизации составляет 10 01 зз с.Применение предлагаемого способа позволяет сократить цикл плавки и повысить производительность оборудования на 10 - 20 о , сократить удельный расход электроэнергии на 12 - 25 о ,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 1 ксимального использования составит 500 - 1000 тыс. руб. Формула изобретенияСпособ получения кварцевого стекла, включающий нагрев сырья в графитовых ткглях 1100 в 14 С, спабидизацию при: этой температуре, дальнейший нагрев до 1800 С в вакууме и охлаждение, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, нагрев и ста 1 билизацию ведут при атмосферном давлении, причем радиальный температурный градиент нагрева составляет 1 - 1400 С см - , а стабилизацию ведут в течение 10 01 -9 с, где 0 - внутренний диаметр тигля, см. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Ботвинкин О, К. и Запорожский А.И,Кварцевое стекло, М., Строй 1 издат,1965, с. 44.2. Авторское свидетельство СССР:Лга 716995, кл, С 03 С 3/06, 1977.С а 1 йоиина