一種光敏石英管的處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及石英管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光敏石英管的處理工藝。包括裝盤、升溫、冷卻、熱處理和退火五個步驟；本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中石英管在后續(xù)加工過程中羥基回升量過大，且氧原子釋放時會氧化電極并造成石英管析晶失透，光通量降低而縮短產(chǎn)品使用壽命的不足，提供了一種可以有效降低石英管中的羥基含量和回升量，從而延長了光敏石英管的使用壽命光敏石英管的脫羥工藝。
【專利說明】
一種光敏石英管的處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石英管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光敏石英管的處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]石英管玻璃由純透明二氧化硅所組成，具有熱脹系數(shù)小、耐高溫、電絕緣性能好以及透輻射性能優(yōu)越等一系列優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，是電光源工業(yè)的一種非常優(yōu)良的耐高溫?zé)粲没A(chǔ)材料。目前國內(nèi)石英玻璃行業(yè)發(fā)展很快，主要采用電爐連熔法生產(chǎn)石英管，這種方法為了防止鎢網(wǎng)發(fā)熱體在高溫下氧化，采用氫氣作為保護氣體，同時利用氫分子直徑小、滲透力強的特點，將原料高純石英砂熔化時所產(chǎn)生的氣泡帶出體外，從而提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。但引進的氫氣極易與二氧化硅中的氧起反應(yīng)生成羥基，羥基含量的多少直接關(guān)系著鹵鎢燈等燈管的使用壽命和質(zhì)量。這是因為燈在點燃時，高溫使得羥基從管壁中逸出到燈內(nèi)和燈泡中的鹵素循環(huán)劑起化學(xué)反應(yīng)，生成水，水在高溫下迅速分解成氫氣和氧氣，氧氣繼而與鎢反應(yīng)生成氧化鎢，在高溫下立即蒸發(fā)，并在較冷的泡壁上沉積下來，使泡壁發(fā)黑，縮短燈泡的使用壽命。這一現(xiàn)象在高溫型的氣體放電燈中尤為普遍存在，又是影響放電燈啟動性能的關(guān)鍵因素之一，對金鹵燈影響更甚。因羥基中有氫，放電管中氫多，其再啟動電壓尖峰高，燈易熄弧。因此，在石英管的加工工藝中，必需對石英玻璃進行脫羥處理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，中國發(fā)明專利授權(quán)公開號CN103771692B公開了一種大口徑石英管脫羥方法，通過設(shè)置了一定的升溫曲線和保溫時間來達到脫羥的作用，但其參數(shù)設(shè)置的不盡合理，導(dǎo)致石英管材中的羥基含量即使會下降，但在后續(xù)的熱加工處理過程中，羥基回升量大，縮短了石英管及成品的使用壽命。
[0004]此外，現(xiàn)有的熱加工工藝使用的多數(shù)為單一的煤氧焰或者是氫氧焰，在加工過程中石英管因脫羥斷裂的C-H鍵會重新結(jié)合-OH鍵，造成石英管羥基的回升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中石英管在后續(xù)加工過程中羥基回升量過大，造成氧原子釋放時會氧化電極并造成石英管析晶失透，光通量降低而縮短產(chǎn)品使用壽命的不足，本發(fā)明提供了一種光敏石英管的脫羥工藝，有效的降低了石英管中的羥基含量和回升量，從而延長了光敏石英管的使用壽命。
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種光敏石英管的處理工藝，包括如下步驟:
51.裝盤:將石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為8-12層；
52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，勻速升溫至600V，升溫速度為4-6°(:/1^11，保溫20-501^11;然后按3-5°(:/1^11的升溫速度升溫至800°(:，保溫20-50分鐘；再按2-4°C/min的升溫速度升溫至1050°C，保溫210-250min;
53.冷卻:自然降溫至650V，然后通入氮氣，降溫至300 V ;再風(fēng)冷至60°C以下，出爐； S4.熱處理:用煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理；
S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。
[0007]進一步的，所述的光敏石英管的處理工藝，包括如下步驟:
51.裝盤:將石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為10層；
52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，勻速升溫至600V，升溫速度為5°C/min，保溫30min;然后按4°C/min的升溫速度升溫至800°C，保溫30分鐘；再按3°C/min的升溫速度升溫至1050 °C，保溫240min;
53.冷卻:自然降溫至6500C，然后通入氮氣，降溫至300°C;再開循環(huán)風(fēng)機降溫至60°C以下，出爐；
S4.熱處理:用煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理；
S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。
[0008]進一步的，在所述步驟S3結(jié)束后對石英管進行切割、封底、卷邊、異型彎管和封口工序。
[0009]進一步的，所述步驟S4中煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體的使用比例為:煤氣:甲烷:氧氣=2:1:5。
[0010]進一步的，所述光敏石英管采用的原料為S12含量在99.98%以上的石英石、氧化鋁和硅酸鉍。
[0011]進一步的，所述光敏石英管在脫羥爐中時，保持脫羥爐內(nèi)相對壓力為9X10-5MPao
[0012]進一步的，所述光敏石英管經(jīng)脫羥及熱處理后，管體中羥基含量<lppm。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、采用多層石墨料盤堆置石英管，提高了產(chǎn)量和工作效率；
2、通過優(yōu)化脫羥工藝的各項升溫保溫參數(shù)，使得光敏石英管在脫羥后羥基含量<I ppm;輕基回升量< 20ppm；
3、提升了產(chǎn)品的使用壽命，光敏石英管的使用壽命可延長至15000小時；
4、使用煤氣、甲烷和氧氣的混合氣體作為熱處理時的熱源，降低了石英管的羥基回升率，且提高了發(fā)熱效率，能有效降低20%的能耗。
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]實施例1:
一種光敏石英管的處理工藝，包括如下步驟:
S1.裝盤:將由S12含量2 99.98%的石英石、氧化鋁和硅酸鉍組成的石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為8層； 52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，保持脫羥爐內(nèi)相對壓力為9X 10一5MPa，勻速升溫至6000C，升溫速度為4°C/min，保溫20min;然后按3°C/min的升溫速度升溫至800°C，保溫20分鐘;再按2°C/min的升溫速度升溫至1050°C，保溫210min;
53.冷卻:自然降溫至6500C，然后通入氮氣，降溫至300°C;再開循環(huán)風(fēng)機降溫至60°C以下，出爐冷卻，對石英管進行切割、封底、卷邊、異型彎管和封口工序；
54.熱處理:用體積比例為2:1:5的煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理；
55.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。
[0016]實施例2:
一種光敏石英管的處理工藝，包括如下步驟:
51.裝盤:將由S12含量299.98%的石英石、氧化鋁和硅酸鉍組成的石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為10層；
52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，保持脫羥爐內(nèi)相對壓力為9X 10一5MPa，勻速升溫至6000C，升溫速度為5°C/min，保溫30min;然后按4°C/min的升溫速度升溫至800°C，保溫30分鐘;再按3°C/min的升溫速度升溫至1050°C，保溫240min;
53.冷卻:自然降溫至6500C，然后通入氮氣，降溫至300°C;再開循環(huán)風(fēng)機降溫至60°C以下，出爐冷卻，對石英管進行切割、封底、卷邊、異型彎管和封口工序；
54.熱處理:用使用比例為2:1:5的煤氣、甲烷氣和氧氣混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理。
[0017]S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。
[0018]實施例3:
一種光敏石英管的處理工藝，包括如下步驟:
51.裝盤:將由S12含量299.98%的石英石、氧化鋁和硅酸鉍組成的石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為11層；
52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，保持脫羥爐內(nèi)相對壓力為9X 10一5MPa，勻速升溫至6000C，升溫速度為5°C/min，保溫40min;然后按4°C/min的升溫速度升溫至800°C，保溫40分鐘;再按3°C/min的升溫速度升溫至1050°C，保溫220min;
53.冷卻:自然降溫至6500C，然后通入氮氣，降溫至300°C;再開循環(huán)風(fēng)機降溫至60°C以下，出爐冷卻，對石英管進行切割、封底、卷邊、異型彎管和封口工序；
54.熱處理:用使用比例為2:1:5的煤氣、甲烷氣和氧氣混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理。
[0019]S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。
[0020]實施例4:
一種光敏石英管的處理工藝，包括如下步驟:
S1.裝盤:將由S12含量2 99.98%的石英石、氧化鋁和硅酸鉍組成的石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為12層； 52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，保持脫羥爐內(nèi)相對壓力為9X 10一5MPa，勻速升溫至6000C，升溫速度為6°C/min，保溫50min;然后按5°C/min的升溫速度升溫至800°C，保溫50分鐘;再按4°C/min的升溫速度升溫至1050°C，保溫250min;
53.冷卻:自然降溫至6500C，然后通入氮氣，降溫至300°C;再開循環(huán)風(fēng)機降溫至60°C以下，出爐冷卻，對石英管進行切割、封底、卷邊、異型彎管和封口工序；
54.熱處理:用使用比例為2:1:5的煤氣、甲烷氣和氧氣混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理。
[0021]S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，
隨爐冷卻，得產(chǎn)品。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、采用多層石墨料盤堆置石英管，提高了產(chǎn)量和工作效率；
2、通過優(yōu)化脫羥工藝的各項升溫保溫參數(shù)，使得光敏石英管在脫羥后羥基含量<I ppm;輕基回升量< 20ppm；
3、提升了產(chǎn)品的使用壽命，光敏石英管的使用壽命可延長至15000小時；
4、使用煤氣、甲烷和氧氣的混合氣體作為熱處理時的熱源，降低了石英管的羥基回升率，且提高了發(fā)熱效率，能有效降低20%的能耗。
[0023]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種光敏石英管的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟: 51.裝盤:將石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為8-12層； 52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，勻速升溫至600V，升溫速度為4-6°(:/1^11，保溫20-501^11;然后按3-5°(:/1^11的升溫速度升溫至800°(:，保溫20-50分鐘；再按2-4°C/min的升溫速度升溫至1050°C，保溫210-250min; 53.冷卻:自然降溫至650V，然后通入氮氣，降溫至300 V ;再風(fēng)冷至60°C以下，出爐； S4.熱處理:用煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理； S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求1所述的光敏石英管的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟: 51.裝盤:將石英管整齊碼放在至少兩層的石墨料盤上，每層石墨料盤上堆放的石英管層數(shù)為10層； 52.升溫:常溫下，將碼放好的石墨料盤放入脫羥爐內(nèi)，勻速升溫至600V，升溫速度為5°C/min，保溫30min;然后按4°C/min的升溫速度升溫至800°C，保溫30分鐘；再按3°C/min的升溫速度升溫至1050 °C，保溫240min; 53.冷卻:自然降溫至6500C，然后通入氮氣，降溫至3000C;再開循環(huán)風(fēng)機降溫至60°C以下，出爐； S4.熱處理:用煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體對石英管的內(nèi)外表面進行火拋處理； S5.退火:將石英管放入退火爐中，按300°C/h的速度升溫至1150°C，保溫30分鐘，隨爐冷卻，得產(chǎn)品。3.如權(quán)利要求1或2所述的光敏石英管的處理工藝，其特征在于，在所述步驟S3結(jié)束后對石英管進行切割、封底、卷邊、異型彎管和封口工序。4.如權(quán)利要求1或2所述的光敏石英管的處理工藝，其特征在于，所述步驟S4中煤氣、甲烷氣和氧氣的混合氣體的使用比例為:煤氣:甲烷:氧氣=2:1: 5。5.如權(quán)利要求1或2所述的光敏石英管的處理工藝，其特征在于，所述光敏石英管采用的原料為S12含量在99.98%以上的石英石、氧化鋁和硅酸鉍。6.如權(quán)利要求1或2所述的光敏石英管的處理工藝，其特征在于，所述光敏石英管在脫羥爐中時，保持脫羥爐內(nèi)相對壓力為9 X I O-5MPa。7.如權(quán)利要求1或2所述的光敏石英管的處理工藝，其特征在于，所述光敏石英管經(jīng)脫羥及熱處理后，管體中羥基含量< lppm。
【文檔編號】C03B32/00GK105859112SQ201610189555
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】段玉偉, 段其九, 韓凱, 蔡征海
【申請人】江蘇圣達石英制品有限公司