CN110963672A - 用于应用在坩埚牵引法中的熔锅及其制造方法及用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于应用在坩埚牵引法中的熔锅及其制造方法及用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法。已知的用于应用在坩埚牵引法中的熔锅具有沿坩埚纵轴从包含至少一个底部出口的底部延伸至填注口的坩埚壁部，其界定坩埚内腔。为了以此为基础提出一种低成本的熔锅，本发明提出，所述坩埚壁部采用多组件式实施方案，其中所述坩埚壁部沿纵轴方向视之由至少一个下部壁成型件和一个上部壁成型件组成，其中所述下部与上部壁成型件在接合处上相连。

Description

用于应用在坩埚牵引法中的熔锅及其制造方法及用玻璃制造 圆柱形构件的垂直坩埚牵引法
技术领域
本发明涉及一种用于应用在坩埚牵引法中的熔锅，具有沿坩埚纵轴从包含至少一个底部出口的底部延伸至填注口的坩埚壁部，其界定坩埚内腔。
此外，本发明涉及一种制造用于应用在坩埚牵引法中的熔锅的方法，所述熔锅具有沿坩埚纵轴从包含至少一个底部出口的底部延伸至填注口的坩埚壁部，其界定坩埚内腔。
本发明还涉及一种用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法，具体方式为，将玻璃原材料输入熔锅的坩埚内腔，并且在坩埚内腔中借助加热装置将玻璃原材料软化，以及，通过熔锅的至少一个底部出料口将经软化的玻璃料作为玻璃丝束拔出。
背景技术
这类熔锅通常由即使在较高使用温度下也形状稳定的难熔金属构成，该难熔金属选自由铪、铌、钽、钼、钨或这些金属的难熔金属合金所构成的群组。难熔金属合金是指所述难熔金属的比例至少为50wt％的合金。下文将这些金属及其难熔金属合金简称为“难熔金属”。
此外，由铱、铼、锇、钌所构成的群组中的高熔点金属和基本合金也是为人所知的坩埚材料。基本合金在此是指所述高熔点金属的比例至少为50wt％的合金。下文将这些金属及其基本合金简称为“贵金属”。
与难熔金属相比，贵金属针对热玻璃熔体的耐腐蚀性更佳，但也昂贵得多。
为了使成本低于完全用昂贵的贵金属制造熔锅的方案，本发明提出，仅在其余由难熔金属构成的熔锅的内侧上施覆由铱、铼、锇或钌构成的保护层。US 6,739,155 B1例如揭示过这类熔锅。其中，保护层或是与坩埚壁部以冶金方式连接，或是构成独立的嵌件，其贴靠在坩埚壁部上并且机械固定在这个坩埚壁部上。保护层在整个坩埚内壁范围内延伸，或是至少从坩埚填注口沿侧壁延伸至靠近底部开口。这类保护层的典型厚度处于0.5mm至1.27mm的范围内。
就US 2011/0281227 A1所揭示的熔锅而言，通过避免采用昂贵的涂布材料来进一步降低成本。此熔锅的由难熔金属构成的坩埚内壁覆有由气密的氧化材料构成的保护层，该氧化材料包含由铝、镁、钇、锆以及稀土金属所构成的群组中的氧化物。这个保护层在20℃至1800℃的温度范围内不经历相变，即不发生颠覆性的体积变化并且也不在该温度范围内熔化。此保护层仅施覆在熔锅内壁的与气体及散装物料腔邻接的表面区域上。保护层在该处减小腐蚀性气体、特别是氧气和含氯化合物的作用，借此减小难熔金属进入玻璃熔体的程度。
通过粒度介于10与100μm之间的各种氧化粉末的真空等离子喷涂来逐层施覆保护层。
WO 2017/161391 A1提出另一种途径。据此，就由难熔金属构成的坩埚而言，至少在表面边缘区域内通过施加局部的压应力来对内壁进行压缩和平滑。该表面边缘区域的残余孔隙度与后方的容积相比有所减小，使得玻璃熔体的侵蚀可能性减小，进而针对腐蚀性侵蚀具有更佳的耐受性。
为了制造熔锅，通过弯曲或冲挤将形式为经滚压的板片的半成品调整成坩埚形状。作为替代方案，通过粉末冲压将成型件调整成坩埚形状，且随后为坩埚内壁施加局部的压应力，例如通过滚动体在平滑滚压过程中实现或通过喷丸处理实现。
EP 2 947 054 A1所揭示的熔锅由数个用难熔金属制成的对接组合的壁部件构成。对接接头配设有凹槽，在凹槽中置入有由铪、铌、锆、铂或这些金属的合金构成的金属密封件。在加热过程中将对接接头气密封闭，防止污染或潮湿的气体在零件烧结期间以及构件工作期间进入。
已知的熔锅被应用在垂直牵引法中，其用于用玻璃、特别是用石英玻璃制造具有任意横截面轮廓的圆柱形构件。其中，将颗粒状的玻璃原材料自上而下地通过坩埚填注口输入熔锅，并在熔锅中将玻璃原材料熔化成粘性的玻璃料，并且通过设于熔锅的底部区域内的拉模口以玻璃丝束的形式向下拔出。在此以及在下文中，这类粘性的玻璃料也称作“玻璃熔体”。所述玻璃熔体由诸如硅质玻璃(如石英玻璃)及硼酸盐玻璃(如硼硅玻璃)的氧化材料的熔体或氧化铝的熔体构成。
举例而言，US 2011/0281227 A1所揭示的垂直牵引法被应用于用石英玻璃制造管件。为此，将微粒状SiO2原材料通过自上方伸入熔锅的装料漏斗不间断地输入熔锅，并且在熔锅中在高温(>2050℃)下在起还原作用的保护气体(氢气)氛围下将原材料软化。形成粘性的石英玻璃料，其被通过拉模口以石英玻璃管的形式向下拔出。
US 3,212,871 A描述过一种用于将石英玻璃熔化和牵引石英玻璃管的坩埚。该坩埚由一个用钼板制造的垂直定向的空心圆柱体构成。在钼圆柱体的上端侧上附接有炉上部件，其被称作“water cooled neck”(井筒)。
US 3,109,045 A也描述过一种用于将石英玻璃熔化和牵引石英玻璃管的熔锅。该由钨或钼构成的熔锅位于经玻璃熔体填充的储槽内。其中，熔锅完全没入玻璃熔体。在熔锅的上端侧上安装有针对待填注的制粒的圆柱形输入单元。该输入单元由耐火材料构成，并用作针对制粒的预热腔，且同时用于将熔锅内腔与外部玻璃熔体隔绝。
在GB 1 535 167 A中揭示过一种按照“铝热(Thermit)法”将金属熔化的坩埚。该坩埚由耐火陶瓷(菱镁矿)构成，并且由一个具有针对金属熔体的底部出口的下部件与一个上部件组成，这些部件在使用水泥的情况下彼此对接和相连。
US 1,774,816 A也揭示过一种按照“铝热法”将金属熔化的坩埚。坩埚壁部由一个下部件和一个通过法兰连接与该下部件旋接的上部件组成。该下部件由一个金属外护套和一个由耐火陶瓷(氧化铝)构成的内部衬里组成；该下部件用于容置金属熔体。该上部件由铸铁构成。
技术目的
已知的熔锅具有针对玻璃熔体的良好的耐腐蚀性，并且有助于减少气泡形成，以及有助于防止杂质进入玻璃熔体。
然而，为此所需的措施，如产生内部涂层、***密封件或者近表面的材料压缩，一方面耗费材料或时间或两者，另一方面使得熔锅自身以及使用熔锅产生的玻璃制品的制造成本上升。
以现有技术为基础，本发明的目的在于提供一种用于应用在坩埚牵引法中的低成本的熔锅，以及一种制造这种熔锅的方法。
此外，本发明的目的在于提供一种低成本地制造玻璃制品的方法。
发明内容
在熔锅方面，以本文开篇所述类型的熔锅为基础，本发明用以达成上述目的的解决方案为，所述坩埚壁部采用多组件式实施方案，其中所述坩埚壁部沿纵轴方向视之由至少一个下部壁成型件和一个上部壁成型件组成，其中所述下部壁成型件与所述上部壁成型件在接合处上相连。
就本发明的熔锅而言，所述坩埚壁部采用多组件式实施方案，其中沿垂直定向的坩埚纵轴自下而上视之，所述多组件式实施方案包括至少一个下部壁成型件和至少一个上部壁成型件。这个结构的特点在于，下部及上部壁成型件是可以根据熔锅内腔的下部及上部区域内的不同需求简便地调整的。因此，两个壁成型件无需既满足熔锅内腔的下部区域内的决定性要求，又满足上部区域内的决定性要求。
这样一来，就材料和/或其他属性根据熔锅内腔的下部及上部区域内的条件经个性化调整的壁成型件构成所述多组件式熔锅或其一部分。多组件特性需要接合过程，其中将预制的壁成型件在至少一个接合处上直接或间接地(即通过一个中间构件或通过数个中间构件)相连。在包含一个中间构件或数个中间构件的实施方式中，所述接合处包括数个接合连接。所述接合连接例如为形状配合或者材料接合。所述接合处可以以无间断或有间断的方式围绕熔锅纵轴与该纵轴同轴延伸。作为材料接合式连接，所述接合处例如可以实施为环绕式焊缝、钎焊缝或者烧结缝。所述接合处上的形状配合式连接例如可以借助螺钉、夹子或者铆钉，通过壁成型件的直接螺接实现。
在理想情形下无需对壁成型件进行后处理。另一方面，可以轻易地在上部或下部壁成型件上实施所需的后处理，如涂布、压缩或密封，并将后处理限制于上部或下部壁成型件。这样也能降低熔锅的制造成本。例如，就上部壁成型件而言，对内壁的后处理有助于改善与较热的气相接触时的耐腐蚀性，或者有助于这个熔锅区域内的密封。而就下部壁成型件而言，其他属性可经优化，其例如有助于改善与玻璃熔体接触时的耐腐蚀性。
故上部壁成型件例如可采用气密的实施方案，从而防止气体穿过坩埚壁部进入位于玻璃熔体上方的熔锅内腔。为了实现这一点，例如可以采用由高熔点贵金属构成的内部涂层，或者采用现有技术中已知的将内壁的内部区域压缩的方法。
另一方面，实践表明，在合理地使用熔锅的情况下，粘性的玻璃料(玻璃熔体)在位于熔体表面下方的区域内将坩埚壁部与外界隔绝。在坩埚壁部的这个区域内，最初较高的气密性并非强制性需求。因此，与上部壁成型件相比，就下部壁成型件而言可以接受更高的透气性。就随之实现的低制造成本而言，所述下部壁成型件甚至优选不气密或者由最初透气性较高的工件实施而成。
通常情况下，在合理地使用熔锅前，待容置于熔锅中的玻璃熔体的表面的预计位置便是已知的。这个高度位置是对于特定熔锅而言的重要特性参数，并且例如可以在说明书中或者结合另一规定加以定义。在下文中，这个高度位置也被称作“熔体表面”。出于过程稳定性方面的原因，即使是在使用期间，也优选尽可能保持熔体表面的恒定性。在其他技术领域中，容器中或容器上的高度位置的结构性预定义同样众所周知，例如就油轮而言的“结构水位线”，其定义因装载引起的舱壁处的最大水位，或者液体容器的最大及最小液位高度。就垂直坩埚牵引法而言，在预测或预定义熔体表面的高度位置时的困难在于，在坩埚内截面的范围内视之，这个熔体表面并非在一个水平的平面中延伸，而是具有凹面状弯曲部，这是因为熔锅的典型的外部加热使得玻璃熔体更早地附于坩埚边缘处，进而比坩埚中心具有更高的高度位置。在这些情形下，将熔体表面的高度位置理解为玻璃熔体在坩埚内壁上的高度位置。
沿垂直定向的纵轴自下而上视之，该熔体表面将坩埚内腔划分成一个用于容置经软化的玻璃材料的熔体腔和一个在上方与该熔体腔邻接的气体及散装物料腔。在合理使用的情况下，在这个腔室中有微粒状的玻璃原材料，且其中包含的气体可能会促进气泡形成。
在合理使用熔锅的情况下，将熔锅内腔划分成熔体腔和气体及散装物料腔对应于：将熔锅壁部结构性划分成下部壁成型件和上部壁成型件。其中，上部壁成型件例如独自或大体上对应所述气体及散装物料腔。这表示，熔锅内壁的与气体及散装物料腔邻接的表面仅由或大体由上部壁成型件提供。下部壁成型件则独自或大体上对应所述熔体腔。这表示，熔锅内壁的与熔体腔邻接的表面仅由或大体由下部壁成型件提供。
被证实为特别有利的方案是，与气体及散装物料腔邻接的坩埚壁部由上部壁成型件构成。
这表示，熔锅内壁的与气体及散装物料腔邻接的表面仅由上部壁成型件提供。其中，上部壁成型件可以准确地在预定的熔体料位高度终止。但特别是在上部壁成型件也具有针对玻璃熔体的高耐受性的熔锅实施方式中，上部壁成型件也可以延伸至熔体料位以下直至进入熔体腔。
此外，被证实为有利的方案是，所述下部壁成型件仅面向所述熔体腔。
这表示，下部壁成型件仅提供熔锅内壁的整个与熔体腔邻接的表面或其一部分，但不提供与气体及散装物料腔邻接的内壁的任何部分。在以下情形下，所述熔锅的这个实施方式尤其有利：所述下部壁成型件采用制造成本较低的设计，并且例如由于过高的透气性而不太适于用作气体及散装物料腔中的分界壁。
所述接合处可位于熔体腔与气体及散装物料腔之间的过渡处，或者可以在两个述及的坩埚内腔区域内延伸，或者可以仅在两个述及的坩埚内腔区域中的一者或另一者中延伸。优选地，所述接合处在气体及散装物料腔下方延伸。
特别是就待容置于熔锅中的玻璃熔体的位置在合理使用熔锅的情况下可变或者不可设定的熔锅实施方式而言，被证实为有利的方案是，所述坩埚壁部具有高度HT(其被定义为下部高度平面与平行于其延伸的上部高度平面之间的距离，熔锅的底部出口在该下部高度平面中延伸，坩埚填注口在该上部高度平面中延伸)，且接合处位于高度位置HF中，其中以下关系适用：0.6xHT<HF<0.9xHT。
其中，下部壁成型件占熔锅壁部的体积的比例大于上部壁成型件所占比例。因此，通过以更廉价的方式制造下部成型件，能够特别显著地降低制造成本。
就此而言需要注意的是，就具有数个底部出口的熔锅而言，坩埚壁部的高度HT是从最低的底部出口的高度平面开始测量。所述接合处可以在坩埚侧壁的单独一个高度位置中延伸，或者可以在一个高度范围内延伸。在后一情形下，高度位置HF被定义为最大延伸度与最小延伸度之间的平均高度位置。
在所述熔锅的一种优选实施方式中，所述上部壁成型件是构建为无缝的圆形件。
所述无缝的上部壁成型件在低透气性方面经过优化。例如通过对经滚压的板片进行压力成型来制造所述无缝的圆形件，其中所述经滚压的板片优选是用钨、钼、铌、钽或这些金属的合金制成。这个制造过程相对较为复杂。优选通过模锻、冲挤，特别是通过热压来进行压力成型。
而所述熔锅的同一或另一实施方式的特征在于，所述下部壁成型件由数个壁元件组成。
此举实现管状或坩埚状下部壁成型件的相对廉价的制造。相邻的壁元件例如可以借助销状的连接元件，如铆钉、螺钉、螺栓以及诸如此类以形状配合的方式相连。在此情形下不需要气密性。
本发明被应用于垂直坩埚牵引法，其用于用玻璃、特别是用石英玻璃制造圆柱形或板状产品。
在制造熔锅的方法方面，以本文开篇所述类型的方法为基础，本发明用以达成上述目的的解决方案为，使得所述坩埚壁部沿纵轴方向视之由至少一个下部壁成型件和至少一个上部壁成型件以多组件的方式组成，其中根据第一制造过程制造所述下部壁成型件以及根据第二制造过程制造所述上部壁成型件，并且随后将下部与上部壁成型件相连。
在本发明的方法中产生具有多组件式坩埚壁部的熔锅。沿垂直定向的坩埚纵轴自下而上视之，所述多组件式坩埚壁部包括至少一个下部壁成型件和至少一个上部壁成型件。这个结构的特点在于，根据熔锅内腔的下部及上部区域内的不同需求，可以相对简便地调整下部及上部壁成型件。
就材料和/或其他属性根据熔锅内腔的下部及上部区域内的条件经个性化调整的壁成型件构成所述多组件式熔锅或其一部分。
在理想情形下无需对壁成型件进行后处理。另一方面，可以轻易地在上部或下部壁成型件上实施所需的后处理，如涂布、压缩或密封，并将后处理限制于上部或下部壁成型件。这样也能降低熔锅的制造成本。例如，就上部壁成型件而言，对内壁的后处理有助于改善与较热的气相接触时的耐腐蚀性，或者有助于这个熔锅区域内的密封。而就下部壁成型件而言，其他属性可经优化，其例如有助于改善与玻璃熔体接触时的耐腐蚀性。
故上部壁成型件例如可采用气密的实施方案，从而防止气体穿过坩埚壁部进入位于玻璃熔体上方的熔锅内腔。为了实现这一点，例如可以采用由高熔点贵金属构成的内部涂层，或者采用现有技术中已知的将内壁的内部区域压缩的方法。
另一方面，实践表明，在合理地使用熔锅的情况下，粘性的玻璃料(玻璃熔体)在位于熔体表面下方的区域内将坩埚壁部与外界隔绝。在坩埚壁部的这个区域内，最初较高的气密性并非强制性需求。因此，与上部壁成型件相比，就下部壁成型件而言可以接受更高的透气性。就随之实现的低制造成本而言，甚至优选以不气密的方式制造所述下部壁成型件，或者，下部壁成型件由最初透气性较高的工件实施而成。
根据接合过程将预制的壁成型件直接或间接(即通过一个中间构件或通过数个中间构件)相连。其中形成至少一个接合处，其例如可实施为焊缝或者烧结部，且其例如可以以无间断或有间断的方式围绕熔锅纵轴与该纵轴同轴延伸。在一种方案中，并非直接地，而是通过一个中间构件或通过数个中间构件将所述预制的壁成型件相连，使得所述接合处包括数个接合连接。所述接合连接例如为形状配合或者材料接合。
作为材料接合式连接，所述接合处例如可以实施为环绕式焊缝、钎焊缝或者实施为烧结缝。所述接合处上的形状配合式连接例如可以借助螺钉、夹子或者铆钉，或者通过壁成型件的直接螺接实现。
在接合处的沿垂直定向的熔锅内壁视之的高度位置方面，被证实为有利的方案是，所述坩埚壁部具有高度HT(其被定义为下部高度平面与平行于其延伸的上部高度平面之间的距离，熔锅的底部出口在该下部高度平面中延伸，坩埚填注口在该上部高度平面中延伸)，且接合处位于高度位置HF中，其中以下关系适用：0.6xHT<HF<0.9xHT。
其中，下部壁成型件占熔锅壁部的体积的比例大于上部壁成型件所占比例。因此，通过以更廉价的方式制造下部成型件，能够特别显著地降低制造成本。
就此而言需要注意的是，就具有数个底部出口的熔锅而言，坩埚壁部的高度HT是从最低的底部出口的高度平面开始测量。所述接合处可以在坩埚侧壁的单独一个高度位置中延伸，或者可以在一个高度范围内延伸。在后一情形下，高度位置HF被定义为最大延伸度与最小延伸度之间的平均高度位置。
优选地，将所述上部壁成型件作为无缝的圆形件制作。
所述无缝的上部壁成型件在低透气性方面经过优化。例如通过对经滚压的板片进行压力成型，优选通过模锻、冲挤以及特别是通过热压来产生所述无缝的圆形件，其中所述经滚压的板片优选是用钨、钼、铌、钽或这些金属的合金制成。
这个制造过程相对较为复杂。而用于制造熔锅的下部壁成型件的优选方案的特征则在于，用数个壁元件组成所述下部壁成型件。
此举实现管状或坩埚状下部壁成型件的相对廉价的制造。相邻的壁元件例如可以借助销状的连接元件，如铆钉、螺钉、螺栓以及诸如此类以形状配合的方式相连。在此情形下不需要气密性。
在用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法方面，以本文开篇所述类型的垂直坩埚牵引法为基础，本发明用以达成上述目的的解决方案为，使用本发明的多组件式熔锅，或者使用按照本发明的方法产生的熔锅。
按照本发明制造的熔锅具有多组件式坩埚壁部，沿垂直定向的坩埚纵轴自下而上视之，所述多组件式坩埚壁部包括至少一个下部壁成型件和至少一个上部壁成型件。以独立的方法制造所述壁形成件，且随后将其接合在一起。这样便能根据不同的需求调整壁成型件，其中特别是可以根据因与较热的玻璃熔体接触而产生的需求调整下部壁成型件，以及可以根据因与较热的起还原作用的气相接触以及因壁部在上部熔锅区域内的密封性而产生的需求调整上部壁成型件。
借此降低熔锅的制造成本，进而也降低使用所述熔锅产生的玻璃制品、特别是石英玻璃制品的制造成本。
附图说明
下面结合实施例和图式对本发明进行详细说明。具体而言，
图1为本发明的熔锅的一个实施方式的沿纵轴的纵向剖面图，
图2为上部壁成型件的一个实施方式的俯视图，
图3为下部壁成型件的一个实施方式的俯视图，
图4为本发明的熔锅的另一实施方式的沿纵轴的纵向剖面图，
图5为本发明的熔锅的另一实施方式的沿纵轴的纵向剖面图，以及
图6示出用于用石英玻璃制造圆柱形产品的牵引炉。
具体实施方式
图1示意性示出的用于容置粘性的石英玻璃料的熔锅1具有环绕式的圆柱形侧壁2，其与底部3连接并延伸至填注口13。在底部中心设有针对由粘性的石英玻璃料构成的丝束的拉模口4。侧壁2由两个以独立的方法产生的壁成型件组成，即一个下部的空心圆柱形壁成型件5和一个上部的空心圆柱形壁成型件6。上部及下部壁成型件的壁厚相同，即为8mm。
下部壁成型件5的上端侧与上部壁成型件6的下端侧在一个接合区11内对接在一起，并且借助双闩片连接7相连。闩片连接7由内板环7a、外板环7b以及数个铆钉7c构成。内板环7a与外板环7b分别由四个圆弧段组成，其贴靠在侧壁2的内侧(7a)上或侧壁的外侧(7b)上，并藉由数个铆钉7c相连。下部壁成型件5的顶侧同时在高度位置HF＝1400mm处构成一个环绕纵轴10的接合区11。总坩埚高度HT为2200mm。
待在工作中容置于熔锅1中的玻璃熔体的熔体表面的最佳高度位置HS(参阅图6)是用虚线12表示。高度位置HS位于接合区11上方以及闩片连接7上方。
底部3、拉模口4以及下部成型件5和上部成型件6均由钨构成。
图2为上部壁成型件6的俯视图。所述上部壁成型件呈现为无缝烧结的杯形坯(环形件)。不同于外壁9，内壁8在表面边缘区域内经深度约500μm的喷丸处理而被压缩，使得上部壁成型件6的壁部总体上完全气密。附图并非按比例绘制；为清楚起见，图1和图2特别是增厚地绘示出坩埚内壁上的经压缩的区域的厚度。
如图3以俯视图所示，下部壁成型件5由四个壁段30组成，其同样借助闩片连接31相连。在任何情形下，下部壁成型件5最初并非气密。然而，与其他制造方法相比，通过将壁段30铆接来制造下部壁成型件5的方案成本低廉。
图4示意性示出的熔锅41的实施方式也具有环绕式的圆柱形侧壁2、底部3和拉模口4。
侧壁2由壁厚同为8mm的下部空心圆柱形壁成型件45与上部空心圆柱形壁成型件46组成。
与如图1所示的实施方式的区别在于，下部壁成型件45的上端侧向上斜切，且上部壁成型件46的下端侧向下斜切，使得所述两个斜面在通过双向箭头48显示的重叠区(48)内重叠。如图1所示，围绕重叠区48设有形式为双闩片7的铆接(在图4中为清楚起见仅以铆钉7之中心线表示)。
重叠区48同时对应接合区，其中高度位置HF位于该重叠区的中心处，且HF＝1400mm。总坩埚高度HT为2200mm。
熔体表面的最佳高度位置HS是通过虚线12表示，并且位于重叠区48上方以及闩片连接7上方。
底部3、拉模口4以及下部成型件45和上部成型件46均由钨构成。
上部壁成型件46形成一个无缝的杯形坯，其由无缝的钣金管制成并且经冲挤成型。其中，对圆形的钨板进行加热，并且在圆柱形凹模上借助凸模旋转式挤压该钨板。壁部是完全气密的。最后以磨削的方式在杯形坯的底侧上制作斜面。
如就图1的实施方式所描述的那样，下部壁成型件45由若干壁段(30；参阅图3)组成并且不气密。
图5示意性示出的熔锅51的实施方式也具有环绕式的圆柱形侧壁2以及带有拉模口4的底部3。
侧壁2由壁厚同为8mm并且笔直对接的下部空心圆柱形壁成型件55与上部空心圆柱形壁成型件56组成，其中与如图4所示的实施方式的区别在于，如下产生重叠区58：下部壁成型件55的上端侧具有内部环绕的切口，且上部壁成型件56的下端侧具有外部环绕的切口。
围绕重叠区58设有形式为单闩锁77的铆接，其中呈圆弧段状弯曲的闩片57b在外部贴靠在坩埚侧壁2上并借助铆钉57c与这个侧壁连接。
重叠区58同时对应接合区，其中高度位置HF位于该重叠区的中心处，且HF＝1400mm。总坩埚高度HT为2200mm。
熔体表面的最佳高度位置HS是通过虚线12表示，并且位于重叠区58上方以及闩片连接57上方。
底部3、拉模口4以及下部成型件55和上部成型件56均由钨构成。
上部壁成型件56由经滚压的钣金管制成，并且通过锻造被成型成无缝的杯形坯。壁部是完全气密的。最后在经压缩的钣金管的底侧上铣削加工出切口。
如就图1的实施方式所描述的那样，下部壁成型件55由若干壁段(30；参阅图3)组成并且不气密。
图6示意性示出的牵引炉包括如图5所示的多组件型熔锅51，所述熔锅的侧壁(2)由最初不气密的下部壁成型件(55)和气密的上部壁成型件(56)组成。在熔锅51的底部区域内嵌入有拉模口4，经软化的石英玻璃料通过所述拉模口移出并被作为丝束66拔出。
熔锅51被水冷式炉壳67以形成加热腔73的方式包围。加热腔73是通过由钼制成的隔壁69构成，所述隔壁在其两个端侧的区域内与底板70以及盖板71隔绝。在加热腔73内设有由氧化绝缘材料构成的多孔的绝缘层74和用于对熔锅51进行加热的电阻加热装置75。
熔锅51将位于用于容置经软化的石英玻璃料65a的熔体腔65上方的气体及散装物料腔63包围。气体及散装物料腔63借助盖部78以及密封件79与外部环境隔绝。盖部78配设有针对形式为纯氢气的坩埚内腔气体的入口82和出口812。
内置环形腔72也在上部区域内配设有针对纯氢气的进气口83。内置环形腔72朝下敞开，使得氢气能够通过炉壳67的底部开口84逸出。
加热腔73在上端区域内具有针对形式为氮气-氢气混合物(H2的体积百分比为5％)的保护气体的入口85，并在下部区域内具有针对所述保护气体的出口86。所述保护气体流经多孔的绝缘层74，并且环绕隔壁69的外壁流动。
通过输入接管61将SiO2制粒从上方不间断地输送至熔锅51，并在熔锅中软化。经软化的石英玻璃料通过拉模口4移出，并被作为丝束66拔出。
在坩埚内腔的上部区域内，所述制粒构成散料锥64，其漂浮在经软化的粘性的石英玻璃料65a上。在坩埚内侧，散料锥64与经软化的粘性石英玻璃料65a之间的过渡处在此被称作“熔体表面”。从坩埚底部出发沿纵轴10视之，这个熔体表面具有高度位置HS。因此，从高度位置HS起，黏性的石英玻璃料65a将熔锅壁部与外界隔绝。高度位置HS位于接合处的高度位置HF上方，并且也位于上部与下部壁成型件(55，56)的闩片连接(57)上方。
由于上部壁成型件(56)完全气密，且坩埚侧壁(2)中仅无接合处和连接构件的上部壁成型件(56)相对气体及散装物料腔43曝露，故气体不会通过侧壁(2)进入气体及散装物料腔43。

Claims (16)

1.一种用于应用在坩埚牵引法中的熔锅(1；41；51)，具有沿坩埚纵轴(10)从包含至少一个底部出口(4)的底部(3)延伸至填注口(13)的坩埚壁部(2)，其界定坩埚内腔(63；65)，其特征在于，所述坩埚壁部(2)采用多组件式实施方案，其中所述坩埚壁部沿所述纵轴(10)方向视之由至少一个下部壁成型件(5；45；55)和一个上部壁成型件(6；46；56)组成，其中所述下部壁成型件(5；45；55)与所述上部壁成型件(6；46；56)在接合处(11；48；58)上相连。
2.根据权利要求1所述的熔锅，其特征在于，所述上部壁成型件(6；46；56)的透气性小于所述下部壁成型件(5；45；55)，其中优选地，下部壁成型件(5；45；55)是透气的，且上部壁成型件(6；46；56)是气密的。
3.根据权利要求1或2所述的熔锅，其特征在于，所述坩埚内腔(63；65)沿纵轴(10)方向视之具有用于容置经软化的玻璃材料的熔体腔(65)和在上方与所述熔体腔(65)邻接的气体及散装物料腔(63)，其中与所述气体及散装物料腔(63)邻接的坩埚壁部(2)由所述上部壁成型件(6；46；56)构成。
4.根据上述权利要求1或2所述的熔锅，其特征在于，所述坩埚内腔(63；65)沿纵轴(10)方向视之具有用于容置经软化的玻璃材料的熔体腔(65)和在上方与所述熔体腔(65)邻接的气体及散装物料腔(63)，其中所述下部壁成型件(5；45；55)仅面向熔体腔(65)。
5.根据权利要求3所述的熔锅，其特征在于，所述接合处(11；48；58)在所述气体及散装物料腔下方延伸。
6.根据上述权利要求1或2所述的熔锅，其特征在于，所述坩埚壁部具有高度HT——其被定义为下部高度平面与平行于其延伸的上部高度平面之间的距离，熔锅的底部出口在该下部高度平面中延伸，坩埚填注口在该上部高度平面中延伸——且所述接合处(11；48；58)位于高度位置HF中，其中以下关系适用：0.6x HT<HF<0.9x HT。
7.根据上述权利要求1或2所述的熔锅，其特征在于，所述上部壁成型件(6；46；56)是构建为无缝的圆形件。
8.根据权利要求7所述的熔锅，其特征在于，所述无缝的圆形件是通过对经滚压的板片进行压力成型而产生，其中所述经滚压的板片优选是用钨、钼、铌、钽或所述金属的合金制成。
9.根据上述权利要求1或2所述的熔锅，其特征在于，所述下部壁成型件(5；45；55)是由数个壁元件(30)组成。
10.根据权利要求9所述的熔锅，其特征在于，相连的壁元件(3)借助销状连接元件(31)以形状配合的方式相连。
11.一种制造用于应用在坩埚牵引法中的熔锅(1；41；51)的方法，所述熔锅具有沿坩埚纵轴(10)从包含至少一个底部出口(4)的底部(3)延伸至填注口(13)的坩埚壁部(2)，其界定坩埚内腔(63；65)，其特征在于，使得所述坩埚壁部(2)沿纵轴方向(10)视之由至少一个下部壁成型件(5；45；55)和至少一个上部壁成型件(6；46；56)以多组件的方式组成，其中根据第一制造过程制造所述下部壁成型件(5；45；55)以及根据第二制造过程制造所述上部壁成型件(6；46；56)，并且随后将下部壁成型件(5；45；55)与上部壁成型件(6；46；56)相连。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，如此制造所述上部壁成型件(6；46；56)，使得其透气性小于所述下部壁成型件(5；45；55)，其中优选地，下部壁成型件(5；45；55)是透气的，且上部壁成型件(6；46；56)是气密的。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，用气密的无缝的圆形件制作所述上部壁成型件(6；46；56)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过对优选由钨、钼、铌、钽或所述金属的合金构成的经滚压的板片进行压力成型来制作所述无缝的圆形件。
15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，用数个壁元件(30)组成所述下部壁成型件(5；45；55)，其中优选借助销状连接元件(31)将相邻的壁元件(30)相连。
16.一种用玻璃制造圆柱形构件(66)的垂直坩埚牵引法，其中将玻璃原材料(64)输入熔锅(1；41；51)的坩埚内腔(63；65)，并在坩埚内腔中借助加热装置(75)将玻璃原材料软化，并且通过熔锅(1；41；51)的至少一个底部出料口(4)将经软化的玻璃料(65a)作为玻璃丝束(66)拔出，其特征在于，使用如权利要求1至10中任一项所述的多组件式熔锅(1；41；51)，或者，使用按照如请求项11至15所述的方法产生的熔锅(1；41；51)。
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