熔融应时(熔融石英砂生产工艺)
等离子体熔融法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 。在低羟基浓度、低缺陷浓度、成品率、生产效率、节能环保方面具有突出的优势 。本文针对应时玻璃等离子体熔融工艺成型设备，设计并提出了一种true 空工艺的实现方案，可以在等离子体加热过程中实时控制和监测炉内true 空度(气压)，以满足高纯熔融应时等离子体工艺的不同需求 。
1.介绍【熔融石英砂生产工艺 熔融石英】等离子熔化技术是目前生产透明和不透明熔融应时空纤芯圆柱体毛坯的最先进技术 。通过该技术，可以一次性制造出高纯度的电熔应时缸坯料，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，高纯石英砂被注入回转炉中，成品尺寸由离心力控制 。在熔化过程中，转炉内的高纯保护气体可以在电极之间激发等离子弧，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公司利用这种独特的“一步”等离子体加热熔化工艺，生产出透明和不透明的熔融应时空纤芯圆柱体(空白) 。
图1 。Qsil公司等离子熔炼应时玻璃成型设备 。
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、气体在各相中的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且总缺陷(直径小于20um的气泡和夹杂物)浓度小于50个/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true 空工艺 。本文提出了一种true 空工艺实现方案，能够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)控制和监测方案如图2所示，等离子熔融法应时玻璃成型设备配套的true 空系统框图，可以实现成型设备加热筒内true 空度(气压)在0.1~700Torr范围内的精确控制，控制精度可以达到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、进口流量控制装置、真空度检测器、出口流量控制和真空泵等 。
图2 。真空系统框图
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，再由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空度，避免较大的超调，并可以有效节省一些昂贵的惰性气体 。
真空度在成型设备中的形成主要依靠真空泵的抽吸，而被抽吸的工艺气体需要经过过滤装置的处理后才能由真空泵排出 。
过程的真空度(气压)由两个不同量程的真空表监测，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，可以实现全程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、阀门都是采用计算机结合PLC进行数据采集，并根据程序设定自动控制 。
解释上述true 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，对控制器的测量精度和PID控制算法要求很高，进口的配套控制器往往达不到满意的要求 。
另外，在true 空度控制的过程中，true 空容器中的true 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最优控制一个压力设定点 。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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