УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ МЕТОДОМ ЛИСТОВОГО КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ИЗ КВАРЦСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к области производства листовых изделий из кварцевого стекла, используемых в оптике, теплотехнике, машиностроении, радиотехнике, в солнечной энергетике, космической технике для создания конструкций облегченных астрозеркал.
Листовое кварцевое стекло получают методом непрерывной формовки стекломассы из плавильного тигля через дюзу.
Известно устройство для получения непрерывным методом листового кварцевого стекла из кварцсодержащего сырья, включающее плавильно-формующий тигель с прямоугольным поперечным сечением полости из тугоплавкого материала (RU 74383 U1, опуб., 27.06.2008).
В рабочей камере расположено плавильно-формующее устройство в виде плоского тигля из тугоплавких материалов. Недостатком конструкции плоского тигля для получения непрерывным методом ленты из кварцевого стекла с большой шириной, является то, что при плавлении кварцсодержащего сырья происходят фазовые превращения, т.е. α-кварц переходит в кристобалит с резким увеличением объема, что приводит к раздутию стенок тигля, т.к при Т > 1800°С тугоплавкий материал снижает свою прочность.
Расширяясь, стенки тигля касаются (замыкают) токопроводящие электроды, что приводит к остановке процесса плавления и выработки изделий.
Технической проблемой является устранение отмеченного недостатка.
Технический результат заключается в повышении жесткости и отсутствии деформирования стенок тигля при температурах плавления исходного сырья и формовки изделий из кварцевого стекла при температурах выше 2000°С.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что устройство для получения непрерывным методом листового кварцевого стекла из кварцсодержащего сырья включает плавильно-формующий тигель из тугоплавкого материала с прямоугольным поперечным сечением внутренней полости, ограниченной стенками, при этом, согласно полезной модели, в полости тигля установлен элемент из тугоплавкого материала, выполненный в виде ряда трубчатых цилиндрических ячеек, жестко соединенных последовательно между собой и со стенками тигля, при этом высота элемента не превышает ¾ высоты полости тигля, а диаметр трубчатой ячейки находится в пределах 150-220 мм.
Полезная модель поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показан поперечный разрез тигля;
На фиг. 2 - продольный разрез тигля.
Описываемое устройство содержит плавильно-формующий тигель 1 из тугоплавкого материала с прямоугольным поперечным сечением внутренней полости, ограниченной стенками 2. В полости тигля 1 установлен элемент из тугоплавкого материала, выполненный в виде ряда трубчатых цилиндрических ячеек 3, жестко соединенных последовательно между собой и со стенками 2 тигля 1. При этом высота указанного элемента не превышает 3/4 высоты полости тигля 1, а диаметр трубчатой ячейки 3 находится в пределах 150-220 мм. На выходе из тигля 1 расположены формующее устройство 4 (дюза) для формирования ленты из расплавленного материала. На фиг. 2 показана формируемая лента 5 из кварцевого стекла, а плавящаяся стекломасса обозначена на чертежах позицией 6.
Для изготовления трубчатых ячеек 3 используют молибден или вольфрам марки ХЧ.
Наличие внутри тигля 1 элемента, выполненного из трубных ячеек 3 из тугоплавких материалов, препятствует изменению линейных размеров стенок 2 тигля 1 под действием расширяющих усилий от фазовых превращений исходного кварцсодержащего сырья.
Внутренний элемент жестко связан со стенками 2 тигля 1 посредством болтового соединения и не препятствует протоку стекломассы в процессе выработки через формующее устройство 4 тигля 1.
Устройство работает непрерывно в процессе плавления кварцсодержащего сырья и формировании ленты 5 кварцевого стекла из расплава.
Высокообогащенная крупка минерального и/или синтетического кварца непрерывно поступает в плавильный тигель 1 через питатель (на чертежах не показан). Нагревательные элементы (на чертежах не показаны) расположены на небольшом расстоянии от стенок 2 тигля 1 (25-30мм), обеспечивая нагрев стенок 2 тигля 1 и сырья до температуры плавления больше 1800°С. Расплавленная стекломасса через формующее устройство 4 (дюзу) непрерывно вырабатывается в виде ленты. При этом ячеистая конструкция элемента (ячейки 3) в полости тигля 1 расположена в зоне максимальных фазовых переходов α-кварца в кристобалит не по всей высоте плавильного тигля 1, что исключает образование возможных дефектов в вырабатываемой стекломассе. Полученная лента 5 кварцевого стекла без посторонних включений характеризуется шириной 3-50 мм и длиной 1000 мм.
Таким образом, использование описываемой полезной модели позволяет значительно повысить жесткость плавильного тигля и предотвратить деформирование его стенок при температурах плавления исходного сырья и формовки изделий из кварцевого стекла при температурах выше 2000°С. Повышенные требования к жесткости тигля предъявляются именно при выплавке таких вязких веществ, как стекло. Выполнение ячейки в предлагаемых пределах позволяет обеспечить заданную жесткость и прочность при оптимальном объеме внутренней полости тигля без ухудшения равномерности прогрева расплавляемой массы при обеспечении непрерывности процесса.