El rectificador es el equipo principal de la planta de aluminio electrolítico. Una vez puesto en funcionamiento ya no se permite el apagado. Este artículo se centra en la aplicación de fusibles rápidos en equipos rectificadores de alta potencia en la industria del aluminio electrolítico.
1 Introducción
El fusible rápido de alto parámetro se utiliza principalmente para la protección de equipos semiconductores de alta potencia. Un dispositivo semiconductor típico de este tipo es un rectificador de alta potencia que utiliza diodos o tiristores para convertir la energía de CA en CC. Existen muchas aplicaciones industriales de la rectificación de alta potencia y este artículo menciona solo algunas de ellas.
2. Aplicaciones de rectificadores de alta potencia
Electrólisis del aluminio El aluminio metálico se produce principalmente por electrólisis. Muchas fábricas de aluminio en el mundo están ampliando su escala de producción para mejorar la eficiencia y satisfacer la demanda de aluminio del mercado. El proceso de electrólisis del aluminio consiste en que el óxido de aluminio (Al2O3) sufre una reacción electrolítica en la celda electrolítica para generar aluminio y oxígeno: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
La celda electrolítica es un tanque de acero grande y poco profundo con una capa de carbón en el interior. Diferentes celdas electrolíticas están conectadas eléctricamente en serie. En cada celda electrolítica, la corriente continua fluye hacia el electrolito de alúmina fundida a través del ánodo de grafito y luego sale a través del cátodo de carbono que recubre la celda electrolítica y entra en el ánodo de la siguiente celda electrolítica, y así sucesivamente. Bajo la acción de la corriente eléctrica, el elemento oxígeno de la alúmina se separa y se combina con el carbono en la parte superior de la celda electrolítica para formar dióxido de carbono, y el aluminio líquido se deposita en el fondo de la celda electrolítica.
Electrólisis de cloro Normalmente el cloro se obtiene de la electrólisis de salmuera y al mismo tiempo se producen hidrógeno y sosa cáustica. Se necesitan alrededor de 4000 grados de electricidad para producir una tonelada de cloro. La corriente de proceso de CC requerida para el proceso de electrólisis de cloro está entre 300-350kA y el voltaje de CC requerido puede llegar a 1000 VCC.
Horno de arco eléctrico de CC Muchas grandes plantas siderúrgicas modernas utilizan hornos de arco eléctrico de CC para fundir chatarra de acero reciclado. Las ventajas de utilizar un horno de arco eléctrico de CC son una gran capacidad de producción, una alta eficiencia de producción y un bajo nivel de ruido. La corriente de proceso del horno de arco eléctrico para fundición de hierro y acero es de aproximadamente 100 kA y el voltaje generalmente es superior a 1000 V CC. El proceso de electrólisis es generalmente limpio y la corriente de carga continua fluye de manera constante a través del semiconductor y el fusible. La aplicación de los hornos de arco eléctrico es diferente. Las características de su proceso de producción hacen que la corriente de carga tenga a menudo componentes de pulso importantes, por lo que se requieren cálculos y comprobaciones muy cuidadosos a la hora de seleccionar semiconductores y fusibles.
Horno de grafito La producción de muchos productos de grafito, como electrodos, también utiliza un horno de corriente continua. Los parámetros típicos del proceso son: el voltaje generalmente no supera los 300 V y la corriente puede llegar hasta 160 kA. Fundición de otros metales Las corrientes de proceso en la producción de metales como cobre, zinc, plomo, níquel y cadmio también deben generarse mediante un proceso de rectificación de alta potencia.