熔融石英（熔融石英砂生产工艺）熔融应时(熔融石英砂生产工艺)

等离子熔凝工艺是目前世界上生产高纯熔融应时玻璃圆筒最先进的工艺之一。它在低羟基浓度、低缺陷浓度、产量、生产效率、节能环保等方面具有突出的优势。本文针对应时玻璃等离子熔制工艺成型设备，设计并提出了一种真空工艺的实现方案，可以在等离子加热过程中实时控制和监测炉内真空度(气压)，以满足高纯熔融应时等离子工艺的不同需求。

1.介绍

等离子熔凝技术是目前生产透明和不透明熔融应时空芯筒毛坯最先进的技术。通过该技术，可以一次性制造出高纯度的熔融应时缸体毛坯，在成品率、生产效率、节能环保等方面具有独特的优势。

在等离子熔炼过程中，将高纯石英砂注入回转炉中，通过离心力控制成品尺寸。在熔化过程中，回转炉中的高纯保护气体可以激发电极之间的等离子弧，产生的等离子弧将结晶石英砂熔化成熔融的应时。

目前，世界上唯一采用这种独特工艺生产熔融应时空芯筒的厂家是德国Qsil公司。如图1所示，QSIL公司采用这种独特的“一步”等离子体加热和熔化工艺，生产出透明和不透明的熔融应时空芯筒(毛坯)。

图1。Qsil公司等离子熔制应时玻璃成型设备。

在熔融应时玻璃的生产过程中，熔融应时玻璃会发生极其复杂的气体交换现象。此时气体的平衡状态与加热温度、炉压、各相气体分压及其在玻璃中的溶解扩散速度有关。因此，为了获得羟基浓度小于50ppm、总缺陷(直径小于20um的气泡和夹杂物)浓度小于50块/cm3的高纯度熔融应时玻璃锭，应根据加热温度选择不同的气体和真空工艺。本文提出了一种真空工艺实现方案，可以在等离子体加热过程中实时控制和监测炉内气压，满足高纯熔融应时等离子体熔融过程中的各种需求。

2.真空度(气压)控制和监控方案

如图2所示，与等离子熔凝工艺应时玻璃成型设备配套的true 空系统框图，可实现成型设备加热筒内的true 空度(气压)精确控制在0.1 ~ 700托范围内，控制精度可达1%以内。

如图2所示，true 空系统的设计采用下游控制方式，也可以根据具体工艺条件设计为上下游同时控制方式。整个真空系统主要包括气源、入口流量控制装置、真空度检测器、出口流量控制和真空泵等。

图2。true 空系统框图

来自不同气源的气体通过可控阀门形成单一或混合气体进入歧管，然后通过一组质量流量控制器和针阀控制进入成型设备的气体流量，可以快速控制设备内的真实空度，避免较大的超调，有效节省一些昂贵的惰性气体。

成型设备中真空度的形成主要取决于真空泵的抽入，抽入的工艺气体需要经过过滤装置处理后才能由真空泵排出。

过程的真空度(气体压力)由两个不同量程的真空仪表监测，从而覆盖了全过程真空度的控制和测量。

真空度的精确控制采用一组质量流量控制器、调节阀控制器和阀门，可实现全过程对任意设定点和真空度变化斜率的精确控制。

整个true 空系统中的传感器、装置和阀门使用计算机结合PLC，根据程序设置进行数据采集和自动控制。

解释

上述真空系统方案只是初步设计框架，并不是成熟的技术实现方案。还需要结合实际工艺和参数调试，对true 空系统方案进行修改和完善。

真空度控制与其他工程参数(如温度、流量等)相同。)控制。虽然PID控制技术应用广泛，但对于真空度控制，控制器的测量精度和PID控制算法都很高，进口的匹配控制器往往达不到令人满意的要求。

另外，在真空度控制过程中，真空容器中的真空度会发生变化，系统的时间常数也会发生变化，这意味着控制参数固定的控制器只能对一个压力设定点进行最优控制。如果压力设定值改变，控制器的优化功能将不再得到保证。必须对控制参数进行新的调整，通常是手动调整。

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