Il raddrizzatore è l'apparecchiatura principale dell'impianto elettrolitico di alluminio. Una volta messo in funzione non è più consentito lo spegnimento. Questo articolo si concentra sull'applicazione dei fusibili rapidi nei raddrizzatori ad alta potenza nell'industria dell'alluminio elettrolitico.
1 Introduzione
Il fusibile rapido ad alti parametri viene utilizzato principalmente per la protezione di apparecchiature a semiconduttore ad alta potenza. Un tipico dispositivo a semiconduttore di questo tipo è un raddrizzatore ad alta potenza che utilizza diodi o tiristori per convertire l'alimentazione CA in CC. Esistono molte applicazioni industriali della rettifica ad alta potenza e questo articolo ne menziona solo alcune.
2. Applicazioni di raddrizzatori ad alta potenza
Elettrolisi dell'alluminio L'alluminio metallico viene prodotto principalmente mediante elettrolisi. Molte fabbriche di alluminio nel mondo stanno espandendo la propria scala di produzione per migliorare l’efficienza e soddisfare la domanda di alluminio del mercato. Il processo di elettrolisi dell'alluminio prevede che l'ossido di alluminio (Al2O3) subisca una reazione elettrolitica nella cella elettrolitica per generare alluminio e ossigeno: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
La cella elettrolitica è un serbatoio di acciaio ampio e poco profondo con uno strato di carbonio all'interno. Diverse celle elettrolitiche sono collegate elettricamente in serie. In ciascuna cella elettrolitica, la corrente continua fluisce nell'elettrolita di allumina fusa attraverso l'anodo di grafite, quindi fuoriesce attraverso il catodo di carbonio che riveste la cella elettrolitica ed entra nell'anodo della cella elettrolitica successiva e così via. Sotto l'azione della corrente elettrica, l'elemento ossigeno nell'allumina viene separato e combinato con il carbonio nella parte superiore della cella elettrolitica per formare anidride carbonica, e l'alluminio liquido si deposita sul fondo della cella elettrolitica.
Elettrolisi del cloro Di solito il cloro si ottiene dall'elettrolisi della salamoia e contemporaneamente vengono prodotti idrogeno e soda caustica. Sono necessari circa 4000 gradi di elettricità per produrre una tonnellata di cloro. La corrente di processo CC richiesta per il processo di elettrolisi del cloro è compresa tra 300-350kA e la tensione CC richiesta può arrivare fino a 1000 V CC.
Forno ad arco elettrico CC Molte grandi acciaierie moderne utilizzano forni ad arco elettrico CC per fondere rottami di acciaio riciclato. I vantaggi dell'utilizzo del forno ad arco elettrico CC sono la grande capacità produttiva, l'elevata efficienza produttiva e la bassa rumorosità. La corrente di processo del forno elettrico ad arco per la fusione di ferro e acciaio è di circa 100 kA e la tensione è generalmente superiore a 1000 V CC. Il processo di elettrolisi è generalmente pulito e la corrente di carico continua scorre costantemente attraverso il semiconduttore e il fusibile. Diversa è l'applicazione dei forni elettrici ad arco. Le caratteristiche del loro processo di produzione fanno sì che la corrente di carico presenti spesso componenti impulsivi, quindi sono necessari calcoli e verifiche molto accurati quando si selezionano semiconduttori e fusibili.
Forno di grafite Anche la produzione di molti prodotti in grafite, come gli elettrodi, utilizza un forno a corrente continua. I parametri di processo tipici sono: la tensione generalmente non è superiore a 300 V e la corrente può arrivare fino a 160 kA. Fusione di altri metalli Anche le correnti di processo nella produzione di metalli come rame, zinco, piombo, nichel e cadmio devono essere generate da un processo di rettifica ad alta potenza.