[发明专利]高纯石英连续熔融炉用投料嘴的制备方法及连续熔融炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯石英连续熔融炉用投料嘴及连续熔融炉，属于结构陶瓷制备技术领域。

背景技术

目前石英熔融采用筒状间歇式熔融炉进行熔制，其缺点是能耗大产量低，并且由于靠近筒壁和发热体使得熔融石英熔制不良或杂质含量较高，需要人工拣选，生产效率和品质均较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、实现高纯石英连续熔融炉及投料嘴的制备方法。其技术方案为：

高纯石英连续熔融炉是由冷却水套炉壳1、碳纤维隔热材料2、陶瓷内胆座 3、石墨发热体4、陶瓷内胆5、投料嘴6、 炉体上盖7、上冷却腔8、炉膛9、下冷却腔10、炉体下盖11组成， 其中，冷却水套炉壳采用冷却水套，陶瓷内胆及投料嘴均采用硼化铪或硼化锆复合材料，使用温度为1600~2200℃，气氛为氩气气氛。

高纯石英连续熔融炉用投料嘴是由硅氧铝氮结合硼化锆制成的，其外形为高50~100mm直径为?50~200mm的圆柱体，内腔为圆筒漏斗状，圆筒漏斗上部直径为?45~180mm，高为20~50mm，圆筒漏斗下部直径为?5~10mm，其中，高纯石英连续熔融炉用投料嘴的配料组成为：二硼化锆78~95% ，硅氧铝氮结合剂为5~22%，其硅氧铝氮结合剂的组成为氮化硅80~95%，三氧化二铝2~8%，氮化铝3~12%，将上述组分均匀混合后等静压成型成高纯石英连续熔融炉用投料嘴坯体，在1600~1800℃的温度下氮气气氛烧成2~3小时制成。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1、本发明生产高纯石英连续熔融炉用投料嘴显微结构均匀，强度高，整体可靠性高；

2、该高纯石英连续熔融炉用投料嘴能够在氧化气氛下经受石英熔体的侵蚀，保持高纯石英熔体不被污染；

3、该方法采用连续熔融，连续熔融炉结构简单，操作方便，生产出来的熔融石英纯度高均匀，无需人工拣选，使生产效率得到大幅度提高。

附图说明

图1为高纯石英连续熔融炉结构示意图，其中，1冷却水套炉壳、2碳纤维隔热材料、3陶瓷内胆座、4石墨发热体、5陶瓷内胆、6投料嘴、 7炉体上盖、8上冷却腔、9炉膛、10下冷却腔、11炉体下盖。

图2为高纯石英连续熔融炉用投料嘴实施例的结构示意图。

具体实施方式

在图1-2所示的实施例中，高纯石英连续熔融炉在使用时先将炉体上盖7和炉体下盖11盖严，将高纯石英连续熔融炉抽真空，当上冷却腔8、炉膛9和下冷却腔10排空空气后充入氩气，气压略大于1个大气压，上冷却腔8、炉膛9和下冷却腔10均有各自的氩气充气口，确保在使用过程中不会有空气进入。当冲气结束后接通电源给炉膛加热，同时打开炉体上盖7通过投料嘴6连续加入适量高纯石英，当温度达到1650℃时打开炉体下盖11，准备高纯石英熔融体流出。

实施例1

将粒度为小于2μm的二硼化锆粉体95%和硅氧铝氮结合剂为5%，其中硅氧铝氮结合剂的组成为氮化硅80%，三氧化二铝8%，氮化铝12%，将上述组分均匀混合后，与酒精含量为50%的酚醛树脂溶液以100：10的比例混合均匀，在80℃的温度下干燥并制成100μm制成造粒粉体，在压力为150Mpa.的压力下等静压成型并保压30分压制成高纯石英连续熔融炉用投料嘴素坯，然后脱模在1800℃×2小时烧成制成壁厚为5mm、上部圆筒外直径为?200mm、高为500mm、下部圆筒外直径为?30mm，高为50mm的高纯石英连续熔融炉用投料嘴。

实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

实施例2

将粒度为小于2μm的二硼化锆粉体87%和硅氧铝氮结合剂为13%，其中硅氧铝氮结合剂的组成为氮化硅88%，三氧化二铝5%，氮化铝7%，将上述组分均匀混合后，与酒精含量为50%的酚醛树脂溶液以100：10的比例混合均匀，在80℃的温度下干燥并制成200μm制成造粒粉体，在压力为150Mpa.的压力下等静压成型并保压30分钟压制成高纯石英连续熔融炉用投料嘴素坯，然后脱模在1700℃×2.5小时烧成制成壁厚为15mm、上部圆筒外直径为?150mm、高为300mm、下部圆筒外直径为?25mm，高为40mm的高纯石英连续熔融炉用投料嘴。

实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

实施例3