CS269482B1

CS269482B1 - Electric resistance furnace for contactless drawing of quartz rods and tubes for the production of optical fibers

Info

Publication number: CS269482B1
Application number: CS887516A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Ing Csc Sulc; Karel Ing Treml; Josef Novy
Original assignee: Jindrich Ing Csc Sulc; Karel Ing Treml; Josef Novy
Priority date: 1988-11-16
Filing date: 1988-11-16
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS751688A1

Abstract

Podstatnou ěásti elektrické odporové pece je grafitová topná sestava z technologických důvodů tažení tyčí 2i trubic vertikálně orientovaná, sestávající ee z topného Slánku a dvou grafitových přívodů. Topný článek i grafitové přívody jsou na styčných koncích opatřeny osazením, a to Širším osazením topného článku, zmenšujícím elektrický přechodový odpor, a užším osazením grafitových přívodů, zasahujícím do pracovního prostoru a stabilizujícím topnou zónu, vymezenou vnitřním průměrem topného článku. Grafitová topná sestava je odizolována od kovové konstrukce pece v nejnamáhanéjší oblasti topného článku a užšího osazení grafitových přívodů tepelnou izolací ze žáruvzdorných, zejména grafitových vláken, zajištěných keramickou mezistěnou, za níž je s výhodou uložena tepelná izolace z korundových dutých granulí, oddělená keramickým válcem od tepelné izolace ze sklokeramických vláken.The essential part of the electric resistance furnace is the graphite heating assembly, which is vertically oriented for technological reasons of drawing rods and tubes, consisting of a heating rod and two graphite leads. The heating element and the graphite leads are provided with a shoulder at the connecting ends, namely a wider shoulder of the heating element, reducing the electrical contact resistance, and a narrower shoulder of the graphite leads, extending into the working space and stabilizing the heating zone, defined by the inner diameter of the heating element. The graphite heating assembly is insulated from the metal structure of the furnace in the most stressed area of the heating element and the narrower shoulder of the graphite leads by thermal insulation made of refractory, especially graphite fibers, secured by a ceramic partition, behind which thermal insulation made of corundum hollow granules is preferably placed, separated by a ceramic cylinder from thermal insulation made of glass-ceramic fibers.

Description

Vť Vynález ee týká¹ elektrické odporové pece pro bezkontaktní tažení křemenných tyčí a trubic, určených k výrobě optických vláken. Pec zahrnuje kovovou konstrukci, která je tvořena vnějSím a vnitřním pláštěm a víky a uvnitř konstrukce uloženou sviele orientovanou dělenou grafitovou topnou sestavou, která je od kovové konstrukce pece oddélena tepelnou izolací. Vnitřní plocha topné sestavy vytváří pracovní prostor e přívody inertního plynu. Topná sestava je tvořena grafitovým topným článkem a dvčma protilehlými grafitovými přívody. Grafitové přívody topné eeatavy jsou napojeny na vodou chlazená kovová víka, která jsou připojena na přívod elektrického proudu.The invention relates to ^an electric resistance furnace for contactless drawing of quartz rods and tubes intended for the production of optical fibers. The furnace includes a metal structure, which is formed by an outer and inner shell and covers, and inside the structure, a vertically oriented divided graphite heating assembly is placed, which is separated from the metal structure of the furnace by thermal insulation. The inner surface of the heating assembly creates a working space and inert gas inlets. The heating assembly is formed by a graphite heating element and two opposing graphite inlets. The graphite inlets of the heating assembly are connected to water-cooled metal covers, which are connected to an electric current supply.

Při třístupňové technologii výroby optických vláken ee v první fázi zhotoví křemenný ;ingot, který může být získán zupraveného horského křiStálu, vyskytujícího se v přírodě, nebo z těkavých sloučenin křemíku, např. chloridu křemičitého, depozicí v plazmovém hořáku. Získaný křemenný ingot se obrousí na požadované geometrické rozměry a k odstranění povrchových nečistot ee dále louží ve zředěné kyselině fluorovodíkové. Ve druhé fázi třístupňové výroby optických vláken se křemenný ingot požadovaných geometrických rozměrů a vysoké chemické čistoty zahřívá na teplotu cca 1 900 *C v inertní atmosféře. Po natavení ingotu ee z něj prostřednictvím tažného zařízení táhnou křemenné tyčinky. Ve třetí fázi třístupňové výroby se z křemenných tyčinek táhnou optická vlákna.In the three-stage technology of optical fiber production, in the first phase, a quartz ingot is made, which can be obtained from processed rock crystal occurring in nature or from volatile silicon compounds, e.g. silicon tetrachloride, by deposition in a plasma torch. The obtained quartz ingot is ground to the required geometric dimensions and is further leached in dilute hydrofluoric acid to remove surface impurities. In the second phase of the three-stage production of optical fibers, a quartz ingot of the required geometric dimensions and high chemical purity is heated to a temperature of approximately 1,900 *C in an inert atmosphere. After the ingot is melted, quartz rods are drawn from it using a drawing device. In the third phase of the three-stage production, optical fibers are drawn from the quartz rods.

Výchozím polotovarem pro tažení optických vláken je vždy preforms, cež je tyčinka, jejíž chemická čistota a optické vlastnosti, jako je homogenita, index lemu, světelná propustnost apod., musí být shodné s vlastnostmi výsledného optického vlákna. Mimo požadavků na vysokou optickou čistotu jsou na tuto preformu kladeny i značné nároky na přesnost požadovaných geometrických rozměrů a neporuSenost povrchu. Navrhované řeěení se vztahuje k výrobě tyčinek nebo trubic z křemenných ingotů pro účely výroby optických vláken.The starting semi-finished product for drawing optical fibers is always a preform, that is, a rod, the chemical purity of which and optical properties, such as homogeneity, edge index, light transmission, etc., must be identical to the properties of the resulting optical fiber. In addition to the requirements for high optical purity, this preform is also subject to significant demands on the accuracy of the required geometric dimensions and surface integrity. The proposed solution relates to the production of rods or tubes from quartz ingots for the purpose of producing optical fibers.

Je známa výroba křemenných trubic, případně i tyčinek v indukční peci. Nejprve se křemenný ingot roztaví v grafitovém kelímku a vnějěí povrch trubic nebo tyčinek se během tažení tvaruje grafitovým kroužkem, který se vSak při vysokých teplotách tažení kolem 1 800 až 1 900 °C opaluje, jehe povrch hrubne a kopíruje se na povrch trubic, či tyčinek. Při styku křemenného skla a grafitu za vysokých teplot dochází ke kontaminaci skla, což je pro účely zpracování na optické vlákno nepřípustné. Indukční pec má topný článek vytvořen z grafitových kroužků, které jsou izolovány sazemi od nosného válce z opakního křemene, který je ovinut vodou chlazeným induktorem. Nevýhoda řeěení spočívá v kontaminaci okolí sazemi z izolační vrstvy. DalSí nevýhodou je poměrně složité elektrické zařízení.The production of quartz tubes, or possibly rods, in an induction furnace is known. First, the quartz ingot is melted in a graphite crucible and the outer surface of the tubes or rods is shaped during drawing with a graphite ring, which, however, is annealed at high drawing temperatures of around 1,800 to 1,900 °C, its surface roughens and is copied onto the surface of the tubes or rods. When quartz glass and graphite come into contact at high temperatures, the glass is contaminated, which is unacceptable for the purposes of processing into optical fiber. The induction furnace has a heating element made of graphite rings, which are insulated with soot from a supporting cylinder made of opaque quartz, which is wrapped with a water-cooled inductor. The disadvantage of this solution lies in the contamination of the surroundings with soot from the insulating layer. Another disadvantage is the relatively complex electrical equipment.

Z těchto poznatků vyplynul požadavek vyvinout·technologii bezkontaktního tažení preferem, při němž křemenné sklo ingotu nepřijde v průběhu ohřevu a tažení, až do stuhnutí, do styku s žádným materiálem. Proto byla zvolena k výrobě preferem elektrická adporová pec.This knowledge led to the need to develop a technology for non-contact drawing of preforms, in which the quartz glass ingot does not come into contact with any material during heating and drawing until solidification. Therefore, an electric adpor furnace was chosen for the production of preforms.

Elektrická odporová pec, sloužící k bezkontaktnímu svařování silnostěných trubic, případně tyčí z křemenného skla vysoké čistoty, je popsána v československém autorském osvědčení č. 255 210. Elektrická odporová pec, popsaná v tomto vynálezu, je součástí zařízení, které dále zahrnuje zasouvací a centrovací mechanismy k posuvu a vystředění křemenných tyčí či trubic do středu pracovního prostoru uvnitř elektrické odporové pece, ve které se provádí řízený ohřev čelních ploch tyčí či trubic, jejich svařování i ochlazení. K zahřátí čelních plech trubic či tyčí slouží elektrická odporová pec · válcovitým topným elementem z nekovového vodivého materiálu, např. grafitu vysoké čistoty. Topný válcovitý svisle orientovaný element, jehož průřez je -v oblasti žádaných vysokých teplot zúžen, je na čelních plochách připojen na elektrody. Vnitřní válcovitá plocha topného elementu vytváří pracovní prostor, do kterého je přiváděn inertní plyn, který je rovněž přiváděn i k vnějŠímu povrchu topného elementu. Topný článek je uložen v kovové konstrukci pece, skládající se z vnitřního a vnějSího pláStě, které jsou navzájem odděleny tepelnou izolací. Trubkovitý topný element zajiStuje rozdělení teplotního gradientu podél pracovního prostoru. Konstrukce pece a odporového topného článku i tepelná izolace pece jsou určeny pro natavení a svařování křemenných tyčí a trubic,An electric resistance furnace used for contactless welding of thick-walled tubes or rods made of high-purity quartz glass is described in the Czechoslovak patent No. 255 210. The electric resistance furnace described in this invention is part of a device which further includes insertion and centering mechanisms for moving and centering quartz rods or tubes into the center of the working space inside the electric resistance furnace, in which controlled heating of the end faces of the rods or tubes, their welding and cooling are performed. The electric resistance furnace is used to heat the end faces of the tubes or rods by means of a cylindrical heating element made of a non-metallic conductive material, e.g. high-purity graphite. The cylindrical, vertically oriented heating element, the cross-section of which is narrowed in the region of the desired high temperatures, is connected to electrodes on the end faces. The inner cylindrical surface of the heating element creates a working space into which inert gas is supplied, which is also supplied to the outer surface of the heating element. The heating element is placed in a metal furnace structure consisting of an inner and outer shell, which are separated from each other by thermal insulation. The tubular heating element ensures the distribution of the temperature gradient along the working space. The furnace structure and the resistance heating element as well as the thermal insulation of the furnace are designed for melting and welding quartz rods and tubes,

CS 269 482 Bl ve velmi úzkém teplotním pásmu, ale nejsou uzpůsobeny pro tažení křemenných tyčí a trubic z křemenného ingotu. .CS 269 482 Bl in a very narrow temperature range, but are not adapted for drawing quartz rods and tubes from quartz ingots. .

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatné omezí u elektrické odporové pece pro bezkontaktní tažení křemenných tyčí a trubic, určených pro výrobu optických vláken, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že topný Slánek i oba grafitové přívody topné sestavy jsou na styčných koncích opatřeny osazením, a to topný Slánek vně situovaným širším osazením a grafitové přívody užším osazením, které zasahuje do pracovního prostoru, jenž je ve spodní Sásti opatřen na Sele horizontálně suvnými uzavíracími destiSkami. Vně topného Slánku a užšího osazení grafitových přívodů je uložena tepelná izolace ze žáruvzdorných nekovových vláken, zejména grafitových, v žáruvzdorné keramické mezistěně, která je s výhodou zhotovena z materiálu o vysokém obsahu oxidu hlinitého. Vně mezistěny a grafitových přívodů je uložena tepelná izolace, vytvořená z materiálů, obsahujících oxid hlinitý.The above disadvantages are eliminated or significantly reduced in an electric resistance furnace for contactless drawing of quartz rods and tubes intended for the production of optical fibers, according to the invention. The essence of the invention lies in the fact that the heating block and both graphite leads of the heating assembly are provided with a shoulder at the abutting ends, namely the heating block with a wider shoulder located outside and the graphite leads with a narrower shoulder that extends into the working space, which is provided in the lower part with horizontally sliding closing plates. Outside the heating block and the narrower shoulder of the graphite leads, thermal insulation made of refractory non-metallic fibers, especially graphite, is placed in a refractory ceramic partition, which is preferably made of a material with a high content of aluminum oxide. Outside the partition and the graphite leads, thermal insulation made of materials containing aluminum oxide is placed.

Z hlediska centrování při sestavování jednotlivých grafitových dílů topné sestavy, tj. topného Slánku a grafitových přívodů, je podle vynálezu výhodné, když širší osazení topného Slánku je opatřeno středícími výstupky, zapadajícími do centrovacích výstupků užěího osazení grafitových přívodů.From the point of view of centering when assembling individual graphite parts of the heating assembly, i.e. the heating block and graphite leads, it is advantageous according to the invention if the wider seat of the heating block is provided with centering protrusions that fit into the centering protrusions of the narrower seat of the graphite leads.

Aby se tepelné ztráty dolním otvorem pracovního prostoru při tažení křemenných tySÍ Si trubic minimalizovaly, jsou s výhodou podle vynálezu grafitové destiSky zhotoveny z grafitu, případně ze žáruvzdorného keramického materiálu, a jsou opatřeny půlkruhovými výřezy, tvořícími kruhový otvor v ose pracovního prostoru.In order to minimize heat losses through the lower opening of the working space when drawing quartz Si tubes, the graphite plates are preferably made of graphite or a refractory ceramic material according to the invention, and are provided with semicircular cutouts forming a circular opening in the axis of the working space.

K zamezení tepelných ztrát povrchu pece 1 ke zvýšení životnosti grafitové topné sestavy slouží tepelná izolace, umístěná vně mezistěny a vně grafitových přívodů, která je vytvořena ve výhodném provedení podle vynálezu z korundových dutých granulí, a tato izolace je oddělena žáruvzdorným keramickým válcem, zhotoveným z materiálu na bázi oxidu hlinitého, který se opírá o obě Sela kovové konstrukce pece a za nímž je umístěna další tepelná izolace ze sklokeramických vláken na bázi oxidu křemiSitého, hlinitého, případně zirkoničitého, která je uložena mezi tímto válcem, vnitřním pláštěm pece a oběma Sely kovové konstrukce pece.To prevent heat losses from the surface of the furnace 1 and to increase the service life of the graphite heating assembly, thermal insulation is used, located outside the partition wall and outside the graphite inlets, which is made in a preferred embodiment according to the invention from corundum hollow granules, and this insulation is separated by a refractory ceramic cylinder made of aluminum oxide-based material, which rests on both sides of the metal structure of the furnace and behind which is placed another thermal insulation made of glass-ceramic fibers based on silica, aluminum, or zirconium oxide, which is placed between this cylinder, the inner shell of the furnace and both sides of the metal structure of the furnace.

Konstrukce elektrické odporové pece je poměrně nenáročná na výrobu a umožňuje jednoduché sestavení i demontáž při výměně opotřebované topné sestavy. Širší osazení topného Slánku topné sestavy zmenšuje elektrický přechodový odpor mezi topným elementem a grafitovými přívody. Užší osazení grafitových přívodů zasahuje do pracovního prostoru a stabilizuje gradient teplot v topné zóně topného Slánku. Užší osazení grafitových přívodů je provedeno z konstrukčních důvodů, aby byle možno zajistit bezpeSnou tepelnou izolaci nejnamáhanějších Sásti topné sestavy. Jelikož v prabovnám prostoru a zejména v topné zóně topného Slánku jsou velmi vysoké teploty, je nutno dobře tepelně izolovat grafitovou sestavu od kovové konstrůkce pece. Tepelná izolace je volena v tzv. sendvičovém uspořádání a různé typy jednotlivých tepelných izolací mají odstupňovanou tepelnou odolnost, která klesá v radiálním směru od topné sestavy a podle níž se volí i tlouštka jednotlivých tepelných izolací.The design of the electric resistance furnace is relatively easy to manufacture and allows for simple assembly and disassembly when replacing a worn-out heating assembly. The wider fit of the heating element of the heating assembly reduces the electrical contact resistance between the heating element and the graphite leads. The narrower fit of the graphite leads extends into the working space and stabilizes the temperature gradient in the heating zone of the heating element. The narrower fit of the graphite leads is made for design reasons in order to ensure safe thermal insulation of the most stressed parts of the heating assembly. Since the temperatures in the furnace space and especially in the heating zone of the heating element are very high, it is necessary to thermally insulate the graphite assembly well from the metal structure of the furnace. Thermal insulation is selected in a so-called sandwich arrangement and different types of individual thermal insulation have graded thermal resistance, which decreases in the radial direction from the heating assembly and according to which the thickness of the individual thermal insulation is also selected.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je znázorněno schematicky na připojených výkresech, z nichž obr.l značí svislý osový řez elektrickou odporovou pecí a obr. 2 svislý osový řez topnou sestavou.An exemplary embodiment of the invention is described below and is schematically illustrated in the accompanying drawings, of which Fig. 1 shows a vertical axial section through an electric resistance furnace and Fig. 2 shows a vertical axial section through a heating assembly.

Elektrická odporová pec 1, viz obr. 1, má kovovou konstrukci ze žáruvzdorné oceli, která je tvořena vnějším pláštěm 2, vnitřním pláštěm 2 ^a Sely £» spojujícími válcové svisle orientované pláště 2, 3 v čelních plochách. Uvnitř kovové konstrukce odporové pece 1 je umístěna válcovitá topná sestava 5, viz obr. 2, zhotovená z vysoce čistého grafitu, která je z technologických důvodů tažení tyčí a trubic vertikálně orientovaná. Grafitová topná sestava 5, je dělená a tvoří ji topný článek 6 situovaný v její střední části a navazující na horní a dolní grafitový přívod 7.· Topný článek 6 má na obou koncích z vnější strany širší osazení 8, které je na styčné pleše s grafitovými přívody 7_The electric resistance furnace 1, see Fig. 1, has a metal structure made of heat-resistant steel, which is formed by an outer shell 2, an inner shell 2 ^and seals £» connecting the cylindrical vertically oriented shells 2, 3 in the front surfaces. Inside the metal structure of the resistance furnace 1, a cylindrical heating assembly 5 is placed, see Fig. 2, made of high-purity graphite, which is vertically oriented for technological reasons of drawing rods and tubes. The graphite heating assembly 5 is divided and consists of a heating element 6 situated in its central part and connected to the upper and lower graphite leads 7. The heating element 6 has a wider shoulder 8 on both ends from the outside, which is on the contact surface with the graphite leads 7_

CS 269 482 Bl •patřeno středícími výstupky 9, zapadajícími do centrevacích výstupků 10 užšího osazení 11 grafitových přívodů 7. Vnitřní plocha grafitové tepné sestavy £ vytváří pracovní prostor, který má větší průměr v topné zóně vymezené pracovním prostorem topného Slánku 6 vzhledem k užšímu průměru pracovního prostoru v oblasti užšího osazení 11 grafitových přívodů 7. Užší osazení 11 grafitových přívodů 7. na vnitřní straní vždy zasahuje do pracovního prostoru a napomáhá stability svislého teplotního gradientu tapné zóny. Vnější protilehlé konce grafitových přívodů 7 navazují na měděná víka 12, chlazená chladíc! vodou 13. Obě mšdšná víka 12 jsou připojena na přívody 14 elektrického proudu. Do pracovního prostoru se zavádí přívody 15 inertní)plyn, např. dusík, nebo agron, a v . příkladném provedení procházejí oba přívody 15 inertního plynu mšdšnými víky 12 i grafitovými přívody 7. Grafitová topná sestava £ je tepelní odizolována od kovové konstrukce odporové pece 1. Tepelné odizolování je voleno v tav. sendviSovám uspořádání^ a jednotlivé vrstvy jsou voleny jb od stupňováním vzhledem ke klesající tepelné odolnosti materiálů v radiálním smíru od topné soustavy £ k.vnitřnímu plášti 3, pece 1. V oblasti nejvíce tepelní namáhané, vně topného Slánku £ a užšího osazení 11 grafitových přívodů 7, je uložena tepelná izolace 16 z žáruvzdorných vláken, např. grafitových, odolná proti teplotám do cca 2 100 °C. Uložení tepelné izolace 16 z grafitových vláken je zajištěno žáruvzdornou keramickou mezistěnou 17, zhotovenou z hmoty a vysokým obsahem oxidu hlinitého a opřenou o výstupek grafitových přívodů 7, vytvořený vnš jejich užších osazení 11. Vně této mezlstíny 17 a vní grafitových přívodů X je situována tepelná izolace 18 z dutých korundových žáruvzdorných granulí, odolávajícím teplotám do cca 1 800 °CCS 269 482 Bl • provided with centering projections 9, fitting into centering projections 10 of the narrower seat 11 of the graphite leads 7. The inner surface of the graphite heating assembly £ creates a working space that has a larger diameter in the heating zone defined by the working space of the heating element 6 relative to the narrower diameter of the working space in the area of the narrower seat 11 of the graphite leads 7. The narrower seat 11 of the graphite leads 7. on the inner side always extends into the working space and helps to stabilize the vertical temperature gradient of the heating zone. The outer opposite ends of the graphite leads 7 are connected to copper covers 12, cooled by cooling water 13. Both copper covers 12 are connected to the electric current leads 14. Inert gas, e.g. nitrogen or argon, is introduced into the working space through the inlets 15, and in the exemplary embodiment, both inert gas inlets 15 pass through the middle covers 12 and the graphite inlets 7. The graphite heating assembly £ is thermally insulated from the metal structure of the resistance furnace 1. The thermal insulation is selected in a melt sandwich arrangement^ and the individual layers are selected in a gradation with respect to the decreasing thermal resistance of the materials in the radial direction from the heating system £ to the inner shell 3 of the furnace 1. In the area most thermally stressed, outside the heating element £ and the narrower seating 11 of the graphite inlets 7, thermal insulation 16 made of refractory fibers, e.g. graphite, resistant to temperatures up to approximately 2,100 °C is placed. The thermal insulation 16 made of graphite fibers is supported by a refractory ceramic partition 17 made of a material with a high alumina content and supported by the protrusion of the graphite leads 7, formed outside their narrower seats 11. Outside this partition 17 and outside the graphite leads X, thermal insulation 18 made of hollow corundum refractory granules, resistant to temperatures up to approximately 1,800 °C, is located.

Korundové granule jsou nasypány do prostoru mezi vnějšími plochami grafitových přívodů I a keramické mezistěny 16, mezi oběma Sely 4 kovové konstrukce pece 1 a válcem 19 se žáruvzdorné keramické hmoty na bázi vysoce hlinitého materiálu. Mezi tímto válcem 19, usazeným na spodním ěele pece £, a vnitřním pláětěm 3 k*v»vé konstrukce pece 1 ' je uložena tepelná izolace 20 ze žáruvzdorných sklokeramických vláken na bázi oxidu křemičitého a hlinitého, odolávající teplotám do cca 1 200 °C. Mezi oběma kovovými plášti 2, 3, vnějěím a vnitřním, je vzduchová mezera. Spodní chlazené měděné víko 12 pece 1 jevybaveno grafitovými uzavíracími destičkami 21, horizontálně suvnýml. Destičky 21 jsou opatřeny půlkruhovými výřezy 22, vytvářejícími v ose pracovníh· prostoru otvor pro tažení tyče či trubice.Corundum granules are poured into the space between the outer surfaces of the graphite inlets I and the ceramic partition 16, between the two walls 4 of the metal structure of the furnace 1 and the cylinder 19 with refractory ceramic material based on high-alumina material. Between this cylinder 19, seated on the lower surface of the furnace £, and the inner shell 3 of the metal structure of the furnace 1 ', thermal insulation 20 made of refractory glass-ceramic fibers based on silica and alumina, resistant to temperatures up to about 1,200 ° C, is placed. There is an air gap between the two metal shells 2, 3, outer and inner. The lower cooled copper lid 12 of the furnace 1 is equipped with graphite closing plates 21, horizontally sliding. The plates 21 are provided with semicircular cutouts 22, creating an opening in the axis of the working space for drawing the rod or tube.

Elektrická odporová pec 1 pracuje následovně:The electric resistance furnace 1 operates as follows:

Křemenný Ingot požadovaných rozměrů, např. délky 1 500 mm a průměru 110 mm, o vysoké chemické čistotě a požadované kvalitě povrchu ae zasune do topné zóny pracovníh· prostoru tak, že jeho epodní konec zaeahuje do spodní části topné zóny, potom ee pracovní prostor dokonale propláchne inertním plynem a do měděných vík 12 ee zavede chladicí voda 13. Přívody 14 elektrického proudu se do pece začne dodávat elektrická energie. Při posttípně se zvyšující teplotě v topné zóně dochází k natavení křemenného ingotu. V pracovním prostoru je vertikální gradient teplot. V tepné zóně jsou teploty 1 900 až 2 000 °C a směrem k chlazeným víkům 12 se teplota snižuje. Elektrický příkon odporové pece 1 ae při natavování postupně zvyšuje, po natavení ingotu se grafitové uzavírací deatičky 21 rozevřou a po odkápnutí stéká křemenné sklo vlastní vahou, pracovním prostorem. Tažená tyčinka se zavede mezi válce tažného stroje. Destičky 21 ae uzavřou a křemenná tyč o průměru např. 12 mm prochází pouze otvorem, vytvořeným výřezy 22 destiček 21. Elektrický příkon pece při tažení je cca 50 kW. Současně se zavedením křemenné tyče do tažného stroje se spustí pomalý pesun křemenného ingotu, který je zprostředkován pomocí podávacíh· zařízení. Rychlost zasunování křemennéh· ingotu do pracovního prostoru a rychlost tažení tyčinek či trubic jsou vzájemně vázány hmotnostní bilancí, tj. množstvím utaveného a odtaženého křemennéh· skla. V případě tažení křemenných trubic se použije dutý křemenný ingot, do jehož vnitřního prostoru se zavádí Inertní plyn. ,A quartz ingot of the required dimensions, e.g. 1,500 mm long and 110 mm in diameter, of high chemical purity and the required surface quality, is inserted into the heating zone of the working space so that its distal end reaches the lower part of the heating zone, then the working space is thoroughly flushed with inert gas and cooling water 13 is introduced into the copper lids 12. Electrical energy is supplied to the furnace via the electric current leads 14. As the temperature in the heating zone gradually increases, the quartz ingot melts. There is a vertical temperature gradient in the working space. In the heating zone, the temperatures are 1,900 to 2,000 °C and the temperature decreases towards the cooled lids 12. The electrical power input of the resistance furnace 1 ae increases gradually during melting, after the ingot is melted, the graphite closing plates 21 open and after dripping, the quartz glass flows down through the working space by its own weight. The drawn rod is introduced between the rollers of the drawing machine. The plates 21 ae close and the quartz rod with a diameter of e.g. 12 mm passes only through the hole formed by the cutouts 22 of the plates 21. The electrical power input of the furnace during drawing is approximately 50 kW. Simultaneously with the introduction of the quartz rod into the drawing machine, a slow movement of the quartz ingot is started, which is mediated by the feeding devices. The speed of inserting the quartz ingot into the working space and the speed of drawing the rods or tubes are mutually linked by the mass balance, i.e. by the amount of melted and drawn quartz glass. In the case of drawing quartz tubes, a hollow quartz ingot is used, into the interior of which an inert gas is introduced. ,

Claims

1 . Electric resistance furnace for non-contact drawing of quartz rods and tubes intended for the production of optical fibers, comprising a metal structure formed by an outer and inner shell with ends and metal lids, inside which is inserted a vertically oriented divided graphite assembly, the outer surface of which is separated from the inner shell by thermal insulation and the inner surface of which forms a working space provided with inert gas inlets, the heating assembly being formed by a graphite heating element connected to two opposite graphite inlets which are connected to water-cooled metal lids connected to electric current inlets, characterised in that the heating element (5) and both graphite inlets (7) are provided with a shoulder (8, 11) at the abutting ends, the heating element (6) with a wider shoulder (8) situated outside and the graphite inlets (7) with a narrower shoulder (11) extending into the working space, which provided in the lower part on the lid (12) with horizontal sealing plates (21), while outside the heating element (6) and the narrower seat (11) of the graphite leads (7) there is placed thermal insulation (16) made of refractory fibers, especially graphite, in a refractory ceramic intermediate layer (17), preferably made of a material with a high content of aluminum oxide, and outside this intermediate layer (17) and the graphite leads (7) there is placed thermal insulation (18, 20) made of materials containing aluminum oxide and silicon dioxide.

2. An electric resistance furnace according to item 1, characterized in that the wider seat (8) of the heating element (6) is provided with centering projections (9) fitting into the centering projections (10) of the narrower seat (11) of the graphite leads (7).

3. Electric resistance furnace according to item 1, characterized in that the closing plates (21) are provided with semicircular cutouts (22), forming a circular opening in the axis of the working space, and are made of graphite, or of a refractory ceramic material.

4. Electric resistance furnace according to item 1, characterized in that the thermal insulation (18, 20) containing alumina is formed by thermal insulation (18) of corundum hollow granules, which is placed outside the ceramic intermediate space (17) and the graphite leads (7) and is separated by a refractory ceramic cylinder (19), made of alumina-based material and placed on the lower face (4), from thermal insulation (20) of alkoceramic fibers based on silica and alumina, which is placed between this cylinder (19), the inner shell (3) and both faces (4).