Ο ανορθωτής είναι ο βασικός εξοπλισμός της μονάδας ηλεκτρολυτικού αλουμινίου. Μόλις τεθεί σε λειτουργία, δεν επιτρέπεται πλέον η διακοπή λειτουργίας. Αυτό το άρθρο εστιάζει στην εφαρμογή γρήγορων ασφαλειών σε εξοπλισμό ανορθωτών υψηλής ισχύος στη βιομηχανία ηλεκτρολυτικού αλουμινίου.
1 Εισαγωγή
Η γρήγορη ασφάλεια υψηλής παραμέτρου χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία εξοπλισμού ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Μια τυπική συσκευή ημιαγωγών αυτού του τύπου είναι ένας ανορθωτής υψηλής ισχύος που χρησιμοποιεί διόδους ή θυρίστορ για να μετατρέψει την ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Υπάρχουν πολλές βιομηχανικές εφαρμογές διόρθωσης υψηλής ισχύος και αυτό το άρθρο αναφέρει μόνο μερικές από αυτές.
2. Εφαρμογές ανορθωτών υψηλής ισχύος
Ηλεκτρόλυση αλουμινίου Το μεταλλικό αλουμίνιο παράγεται κυρίως με ηλεκτρόλυση. Πολλά εργοστάσια αλουμινίου στον κόσμο επεκτείνουν την κλίμακα παραγωγής τους για να βελτιώσουν την απόδοση και να καλύψουν τη ζήτηση της αγοράς για αλουμίνιο. Η διαδικασία της ηλεκτρόλυσης αλουμινίου είναι ότι το οξείδιο του αλουμινίου (Al2O3) υφίσταται ηλεκτρολυτική αντίδραση στο ηλεκτρολυτικό στοιχείο για να δημιουργήσει αλουμίνιο και οξυγόνο: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Το ηλεκτρολυτικό στοιχείο είναι μια μεγάλη και ρηχή δεξαμενή από χάλυβα με στρώμα άνθρακα στο εσωτερικό. Διαφορετικά ηλεκτρολυτικά στοιχεία συνδέονται ηλεκτρικά σε σειρά. Σε κάθε ηλεκτρολυτικό στοιχείο, το συνεχές ρεύμα ρέει στον τετηγμένο ηλεκτρολύτη αλουμίνας μέσω της ανόδου γραφίτη, και στη συνέχεια ρέει έξω μέσω της καθόδου άνθρακα που επενδύει το ηλεκτρολυτικό στοιχείο, και εισέρχεται στην άνοδο του επόμενου ηλεκτρολυτικού στοιχείου, και ούτω καθεξής. Υπό τη δράση του ηλεκτρικού ρεύματος, το στοιχείο οξυγόνου στην αλουμίνα διαχωρίζεται και συνδυάζεται με άνθρακα στο πάνω μέρος του ηλεκτρολυτικού στοιχείου για να σχηματίσει διοξείδιο του άνθρακα και υγρό αλουμίνιο εναποτίθεται στον πυθμένα του ηλεκτρολυτικού στοιχείου.
Ηλεκτρόλυση χλωρίου Συνήθως το χλώριο λαμβάνεται από την ηλεκτρόλυση της άλμης και παράγονται ταυτόχρονα υδρογόνο και καυστική σόδα. Χρειάζονται περίπου 4000 βαθμοί ηλεκτρικής ενέργειας για να παραχθεί ένας τόνος χλωρίου. Το ρεύμα διεργασίας συνεχούς ρεύματος που απαιτείται για τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης χλωρίου είναι μεταξύ 300-350kA και η απαιτούμενη τάση συνεχούς ρεύματος μπορεί να είναι έως και 1000 Vdc.
Φούρνος ηλεκτρικού τόξου συνεχούς ρεύματος Πολλές μεγάλες σύγχρονες μονάδες χάλυβα χρησιμοποιούν φούρνους ηλεκτρικού τόξου συνεχούς ρεύματος για την τήξη ανακυκλωμένου σκραπ χάλυβα. Τα πλεονεκτήματα της χρήσης του κλιβάνου ηλεκτρικού τόξου συνεχούς ρεύματος είναι η μεγάλη παραγωγική ικανότητα, η υψηλή απόδοση παραγωγής και ο χαμηλός θόρυβος. Το ρεύμα διεργασίας του κλιβάνου ηλεκτρικού τόξου για την τήξη σιδήρου και χάλυβα είναι περίπου 100 kA και η τάση είναι γενικά υψηλότερη από 1000 Vdc. Η διαδικασία ηλεκτρόλυσης είναι γενικά καθαρή και το συνεχές ρεύμα φορτίου ρέει σταθερά μέσω του ημιαγωγού και της ασφάλειας. Η εφαρμογή των κλιβάνων ηλεκτρικού τόξου είναι διαφορετική. Τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας παραγωγής τους κάνουν το ρεύμα φορτίου να έχει συχνά σοβαρά στοιχεία παλμού, επομένως απαιτείται πολύ προσεκτικός υπολογισμός και επαλήθευση κατά την επιλογή ημιαγωγών και ασφαλειών.
Κλίβανος γραφίτη Η παραγωγή πολλών προϊόντων γραφίτη, όπως τα ηλεκτρόδια, χρησιμοποιεί επίσης έναν κλίβανο συνεχούς ρεύματος. Οι τυπικές παράμετροι της διαδικασίας είναι: η τάση γενικά δεν είναι μεγαλύτερη από 300 V και το ρεύμα μπορεί να είναι τόσο υψηλό όσο 160 kA. Άλλη τήξη μετάλλων Τα ρεύματα διεργασίας στην παραγωγή μετάλλων όπως ο χαλκός, ο ψευδάργυρος, ο μόλυβδος, το νικέλιο και το κάδμιο πρέπει επίσης να δημιουργηθούν μέσω μιας διαδικασίας ανόρθωσης υψηλής ισχύος.
