專利名稱：高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽的制備方法及連續熔融爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽及連續熔融爐，屬于結構陶瓷制備技術領域。
背景技術：
目前石英熔融采用筒狀間歇式熔融爐進行熔制，其缺點是能耗大產量低，并且由于靠近筒壁和發熱體使得熔融石英熔制不良或雜質含量較高，需要人工揀選，生產效率和品質均較低。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、實現高純石英連續熔融爐及陶瓷內膽的制備方法。其技術方案為
高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽的制備方法及連續熔融爐，高純石英連續熔融爐是由冷卻水套爐殼I、碳纖維隔熱材料2、陶瓷內膽座3、石墨發熱體4、陶瓷內膽5、投料嘴6、爐體上蓋7、上冷卻腔8、爐膛9、下冷卻腔10、爐體下蓋11組成，其中，冷卻水套爐殼采用冷卻水套，陶瓷內膽及投料嘴均采用硼化鉿或硼化鋯復合材料，使用溫度為160(T220(rC，氣氛為氬氣氣氛。高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽是由硅氧鋁氮結合硼化鋯制成的，其形狀為壁厚為5 20mm的圓筒漏斗狀，上部圓筒外直徑為050 200臟，高為50 500臟，下部圓筒外直徑為022 30mm，高為3(Tl00mm，其中，高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽的配料組成為二硼化鋯78^95%，硅氧鋁氮結合劑為5 22%，其硅氧鋁氮結合劑的組成為氮化硅80、5%，三氧化二鋁2 8%，氮化鋁3 12%，將上述組分均勻混合后等靜壓成型成高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽坯體，在160(Tl80(rC的溫度下氮氣氣氛燒成2 3小時制成。本發明與現有技術相比，其優點為
1、本發明生產高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽顯微結構均勻，強度高，整體可靠性
聞;
2、該高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽能夠在氧化氣氛下經受石英熔體的侵蝕，保持高純石英熔體不被污染；
3、該方法采用連續熔融，連續熔融爐結構簡單，操作方便，生產出來的熔融石英純度高均勻，無需人工揀選，使生產效率得到大幅度提高。
圖I為高純石英連續熔融爐結構示意圖，其中，I冷卻水套爐殼、2碳纖維隔熱材料、3陶瓷內膽座、4石墨發熱體、5陶瓷內膽、6投料嘴、7爐體上蓋、8上冷卻腔、9爐膛、10下冷卻腔、11爐體下蓋。圖2為高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽實施例的結構示意圖。
具體實施例方式 在圖1-2所示的實施例中，高純石英連續熔融爐在使用時先將爐體上蓋7和爐體下蓋11蓋嚴，將高純石英連續熔融爐抽真空，當上冷卻腔8、爐膛9和下冷卻腔10排空空氣后充入氬氣，氣壓略大于I個大氣壓，上冷卻腔8、爐膛9和下冷卻腔10均有各自的氬氣充氣口，確保在使用過程中不會有空氣進入。當沖氣結束后接通電源給爐膛加熱，同時打開爐體上蓋7通過投料嘴6加入適量高純石英，當溫度達到1650°C時打開爐體下蓋11，準備高純石英熔融體流出。實施例I
將粒度為小于2 u m的二硼化鋯粉體95%和硅氧鋁氮結合劑為5%，其中硅氧鋁氮結合劑的組成為氮化硅80%，三氧化二鋁8%，氮化鋁12%，將上述組分均勻混合后，與酒精含量為50%的酚醛樹脂溶液以100 10的比例混合均勻，在80°C的溫度下干燥并制成100 u m制成 造粒粉體，在壓力為150Mpa.的壓力下等靜壓成型并保壓30分壓制成高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽素坯，然后脫模在1800°C X2小時燒成制成壁厚為5mm、上部圓筒外直徑為0200mm、高為500mm、下部圓筒外直徑為030mm，高為50mm的高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽。實驗所用的配料原料的純度均為工業純。實施例2
將粒度為小于2 u m的二硼化鋯粉體87%和硅氧鋁氮結合劑為13%，其中硅氧鋁氮結合劑的組成為氮化硅88%，三氧化二鋁5%，氮化鋁7%，將上述組分均勻混合后，與酒精含量為50%的酚醛樹脂溶液以100 10的比例混合均勻，在80°C的溫度下干燥并制成200 u m制成造粒粉體，在壓力為150Mpa.的壓力下等靜壓成型并保壓30分鐘壓制成高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽素坯，然后脫模在1700°C X2. 5小時燒成制成壁厚為15_、上部圓筒外直徑為0150mm、高為300mm、下部圓筒外直徑為025mm，高為40mm的高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽。實驗所用的配料原料的純度均為工業純。實施例3
將粒度為小于2 u m的二硼化鋯粉體80%和硅氧鋁氮結合劑為20%，其中硅氧鋁氮結合劑的組成為氮化硅95%，三氧化二鋁2%，氮化鋁3%，將上述組分均勻混合后，與酒精含量為50%的酚醛樹脂溶液以100 10的比例混合均勻，在80°C的溫度下干燥并制成300 u m制成造粒粉體，在壓力為150Mpa.的壓力下等靜壓成型并保壓30分鐘壓制成高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽素坯，然后脫模在1600°C X3小時燒成制成壁厚為20mm、上部圓筒外直徑為050mm、高為50mm、下部圓筒外直徑為022mm，高為30mm的高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽。實驗所用的配料原料的純度均為工業純。
權利要求
1.一種高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽的制備方法及連續熔融爐，其特征在于，高純石英連續熔融爐是由冷卻水套爐殼I、碳纖維隔熱材料2、陶瓷內膽座3、石墨發熱體4、陶瓷內膽5、投料嘴6、爐體上蓋7、上冷卻腔8、爐膛9、下冷卻腔10、爐體下蓋11組成，其中，冷卻水套爐殼采用冷卻水套，陶瓷內膽及投料嘴均采用硼化鉿或硼化鋯復合材料，使用溫度為160(T2200°C，氣氛為氬氣氣氛。
2.根據權利要求I所述的高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽的制備方法及連續熔融爐，其特征在于，高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽是由硅氧鋁氮結合硼化鋯制成的，其形狀為壁厚為5 20mm的圓筒漏斗狀，上部圓筒外直徑為050 200臟，高為50 500臟，下部圓筒外直徑為022 30mm，高為3(Tl00mm，其中，高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽的配料組成為二硼化鋯78、5%，硅氧鋁氮結合劑為5 22%，其硅氧鋁氮結合劑的組成為氮化硅80、5%，三氧化二鋁2 8%，氮化鋁3 12%，將上述組分均勻混合后等靜壓成型成高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽坯體，在160(Tl80(rC的溫度下氮氣氣氛燒成2 3小時制成。
全文摘要
一種高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽制備方法及連續熔融爐，其特征在于，高純石英連續熔融爐是由冷卻水套爐殼1、碳纖維隔熱材料2、陶瓷內膽座3、石墨發熱體4、陶瓷內膽5、投料嘴6、爐體上蓋7、上冷卻腔8、爐膛9、下冷卻腔10、爐體下蓋11組成，其中，冷卻水套爐殼采用冷卻水套，高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽是由反應燒結氮化鋁結合硼化鉿制成的復合材料，使用溫度為1600~2200℃，氣氛為氬氣氣氛。本發明制備的高純石英連續熔融爐用陶瓷內膽及連續熔融爐具有顯微結構均勻，強度高，整體可靠性高，抗氧化性強，不污染高純石英熔體，可在2200℃的溫度可以長時間使用，連續生產，生產效率高等特點。
文檔編號C03B5/43GK102701568SQ20121018884
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者周倩, 唐竹興, 譚會會 申請人:山東理工大學