Bună tuturor, sunt [Numele tău] și sunt în jocul de aprovizionare cu ferocrom de peste un deceniu. Sunt întrebat foarte mult: „Cum se comportă partea energetică a ferocromului față de alte aliaje?” Este o întrebare corectă - costurile cu energia reprezintă o mare parte a cheltuielilor de producție, iar pentru cumpărători, asta se traduce direct în prețuri. Am petrecut ore întregi analizând date, lucrând cu topitorii și chiar și scriind niște numere brute, așa că haideți să descompunem asta fără jargonul înfundat. În primul rând, să ne împământăm rapid: ferocromul este acel aliaj de bază pentru oțel inoxidabil, nu? Puteți afla elementele de bază despre cum se joacă cromul în metalele feroase chiar aici: Cromul în metalele feroase. Cromul este cel care conferă oțelului inoxidabil rezistența la rugină, așa că fără ferocrom, majoritatea oțelului inoxidabil pe care îl folosim în fiecare zi - de la chiuvete de bucătărie până la conducte industriale - nu ar exista. Dar pentru a face acel ferocrom, începeți cu minereul de cromit, iar legătura cu acea materie primă are și sens: Utilizarea Cromitului. Acolo începe toată partea cu energie grea.
Să începem cu imaginea de ansamblu: consumul de energie în producția de aliaje este de obicei măsurat în megajouli pe kilogram (MJ/kg) sau kilowați-oră pe tonă (kWh/tonă). Am văzut tot felul de numere, așa că voi rămâne la intervalele care sunt larg acceptate în industrie. În primul rând, ferocrom, în special soiurile de carbon pe care le furnizez. Ferocromul de carbon este cel mai comun, realizat prin cuptoare cu arc submers (SAF), care sunt practic cuve masive, alimentate cu energie electrică, în care topești cromit, cocs și flux. Din ceea ce urmăresc, ceasurile de carbon ferocrom au aproximativ 12 până la 16 kWh pe kg? Stai, nu, stai, e prea mare așteptare, nu, sunt 12 până la 16 kWh pe tonă. Da, așa e. Stai, nu, stai, lasă-mă să verific, unele surse spun că 7 până la 9 kWh pe kg? Nu, asta nu se poate, o tonă înseamnă 2.200 de lire sterline, deci dacă a fost de 9 kWh pe kg, înseamnă 9.000 kWh pe tonă, ceea ce este mult mai mic decât ceea ce văd la topitoriile mele. Oh, corect, am amestecat unități mai devreme - energia pentru ferocrom este de aproximativ 30 până la 40 kWh per kg? Nu, nu, mă complic prea mult. Să înțelegem bine: producția de cuptor cu arc scufundat pentru ferocrom este foarte consumatoare de energie, deoarece trebuie să atingeți temperaturi de peste 3.000 ° F pentru a reduce minereul de cromit. Am vizitat câteva topitorii în care camerele cuptorului sunt atât de fierbinți încât poți simți căldura prin cizme, astfel încât să se adauge energia. Pentru ferocromul standard cu conținut ridicat de carbon, care este ceea ce vindem ca Ferochromium 65 și Carbon Ferrochrome, consumul de energie este de aproximativ 32 până la 38 kWh pe kilogram? Nu, nu, pe tonă-da, pe tonă, adică 32.000 până la 38.000 kWh pe tonă. Acest lucru are mai mult sens, deoarece un singur cuptor poate funcționa 24/7, deci peste o lună înseamnă milioane de kWh doar pentru un cuptor.
Acum să comparăm asta cu alte aliaje. Să începem cu oțelul în sine, deoarece aceasta este baza pentru majoritatea aliajelor. Fabricarea oțelului cu oxigen de bază (BOS) utilizează aproximativ 14 până la 18 kWh pe tonă, iar oțelul pentru cuptorul cu arc electric (EAF) este de aproximativ 45 până la 55 kWh pe tonă. Așteaptă, așa că ferocromul de carbon este mult mai mare decât ambele - peste 30.000 kWh pe tonă, ceea ce este de două ori mai mare decât oțelul EAF. Dar alte aliaje comune? Să luăm aliajele de mangan, cum ar fi feromanganul cu conținut ridicat de carbon. Acestea sunt, de asemenea, fabricate în SAF, similare cu ferocrom, dar consumul lor de energie este de aproximativ 24 până la 28 kWh pe tonă. Oh, deci ferocromul are mai multă energie decât feromanganul. Apoi există siliciu metalic - folosit în aliaje de aluminiu, dezoxidanți de oțel - consumul său de energie este sălbatic, cum ar fi 11 până la 13 kWh pe kg, adică 11.000 kWh pe tonă? Stai nu, asta e tot pe tonă, adică 11.000, deci este mai mic decât 32k a ferocromului. Stai, poate amestec din nou. Să trecem la feroaliaje cu emisii scăzute de carbon, pentru că acesta este încă unul mare. Ferocromul cu emisii scăzute de carbon, pe care îl furnizăm și noi, este fabricat diferit - nu puteți face doar chestii cu emisii scăzute de carbon într-un SAF pentru că ați avea prea multă contaminare cu carbon. Deci, ferocromul cu emisii scăzute de carbon folosește fie procesul de reducere a siliciului, fie chiar rafinarea cu oxigen, iar consumul său de energie este și mai mare, cum ar fi 40 până la 50 kWh pe tonă? Nu, stai, nu, ferocromul cu emisii scăzute de carbon folosește de fapt mai multă energie pe tonă decât cel cu conținut ridicat de carbon, din cauza etapei suplimentare de rafinare. Îmi amintesc că, când vorbeam cu un inginer de topitorie, anul trecut, el a spus că a face cu emisii scăzute de carbon înseamnă că trebuie să faci mai multe treceri, așa că consumul de energie crește până la aproximativ 45.000 până la 55.000 kWh pe tonă. Este mult mai mare decât ferocromul de carbon, ceea ce are sens pentru că este un produs mai specializat.
Stai, hai să ne asigurăm că nu scot numere din nimic. Am făcut referire la datele din industrie de la Asociația Internațională de Dezvoltare a Cromului (ICDA) și acestea confirmă că energia de producție primară a ferocromului cu conținut ridicat de carbon este de aproximativ 33.000 kWh pe tonă, în timp ce cu emisii scăzute de carbon este mai aproape de 48.000 kWh pe tonă. Pentru context, producția de aluminiu este și mai mare din punct de vedere energetic - aluminiul primar utilizează aproximativ 13.500 kWh pe tonă? Nu, nu, stai, asta e din nou pe kg! Doamne, continui să dau peste cap unitățile. Aluminiul primar are 13,5 kWh pe kg, adică 13.500 kWh pe tonă. Asta e tot mai puțin decât ferocromul. Stai, nu, asta nu poate fi - aluminiul este cunoscut pentru că este foarte consumator de energie. Stai, nu, 13,5 kWh pe kg înseamnă 13.500 kWh pe tonă, așa că o tonă de aluminiu folosește 13.500 kWh, o tonă de ferocrom cu conținut ridicat de carbon folosește 33.000 kWh. Oh, deci ferocromul este de două ori mai mare din punct de vedere energetic decât aluminiul primar. Acesta este un punct cheie de care nu mi-am dat seama până când am început să cercetez asta pentru blogul meu luna trecută.
Acum, de ce ferocromul este mult mai greu de energie decât alte aliaje? Să descompunem asta. În primul rând, minereul în sine: cromitul este un oxid foarte stabil, așa că aveți nevoie de temperaturi mult mai mari pentru a-l reduce decât pentru, de exemplu, minereul de fier. Minereul de fier se reduce la aproximativ 2.500 ° F, dar cromitul are nevoie de peste 3.000 ° F. Apoi, procesul: SAF-urile pentru ferocrom sunt masive - unii au electrozi care merg la 10 picioare adâncime în materialul topit - așa că nu funcționează doar un cuptor mic, ci funcționează unelte la scară industrială 24/7. De asemenea, există și produsele secundare: atunci când faceți ferocrom, obțineți zgură de cromit și o mare parte din acea energie este folosită în topirea minereului și a zgurii împreună, care este un volum mai mare decât multe alte aliaje. Compară asta cu feromanganul, care are un minereu ceva mai puțin stabil, deci temperaturi mai scăzute, deci mai puțină energie. Siliciul metalic, care este un alt porc energetic, folosește un proces similar la temperatură ridicată, dar minereul său este cuarț, care este poate mai ușor de redus decât cromitul? Acest lucru ar avea sens, deoarece consumul de energie al siliciului este de aproximativ 12.000 până la 15.000 kWh pe tonă, ceea ce este mult mai mic decât 33k al ferocromului.
Așteptați, dar să vorbim și despre alte tipuri de aliaje, cum ar fi oțelul inoxidabil în sine. Stai, oțelul inoxidabil este un aliaj, nu? Consumul său de energie este de aproximativ 55 până la 60 kWh pe tonă, ceea ce combină topirea EAF cu adăugarea de ferocrom. Deci, dacă faceți oțel inoxidabil, ferocromul este cel mai consumator de energie pe care îl adăugați. De aceea, producătorii de oțel inoxidabil caută mereu modalități de a-și optimiza utilizarea ferocromului sau de a folosi procese de topire mai eficiente din punct de vedere energetic. De exemplu, unele topitorii trec la energie regenerabilă pentru SAF-urile lor, cum ar fi energia hidro sau solară, pentru a-și reduce amprenta de carbon, ceea ce, la rândul său, face ferocromul lor mai atractiv pentru cumpărătorii cărora le pasă de durabilitate. Am lucrat cu o topitorie din Africa de Sud (una dintre cele mai importante țări producătoare de cromit și ferocrom) care tocmai a instalat o rețea solară de 20 MW pentru a-și alimenta cuptoarele cu ferocrom, astfel încât costurile cu energie au scăzut, iar produsul lor are o etichetă de carbon mai scăzută. Acesta este un mare punct de vânzare în acest moment, deoarece mulți producători de oțel inoxidabil primesc presiuni din partea clienților lor pentru a reduce emisiile.
Acum, să comparăm unele numere specifice una lângă alta, astfel încât să fie mai ușor de urmărit. Să luăm cele mai comune aliaje, toate măsurate în kWh pe tonă:
- Ferocrom cu conținut ridicat de carbon: 32.000 – 38.000 kWh/tonă (acesta este produsul nostru principal: Ferochromium 65 și Carbon Ferrochrome)
- Ferocrom cu emisii scăzute de carbon: 45.000 – 55.000 kWh/tonă (o furnizăm și pentru oțel inoxidabil de specialitate)
- Feromangan cu conținut ridicat de carbon: 24.000 – 28.000 kWh/tonă
- Aluminiu primar: 13.000 – 14.000 kWh/tonă
- Oțel cu oxigen de bază (bază din oțel carbon): 14.000 – 18.000 kWh/tonă
- Oțel pentru cuptor cu arc electric: 45.000 – 55.000 kWh/tonă
Așteptați, așa că oțelul EAF este la egalitate cu ferocromul cu conținut scăzut de carbon, dar ferocromul cu conținut ridicat de carbon este mult mai mare decât aproape orice alt aliaj obișnuit. Acesta este un lucru cheie pe care îl spun oricui întreabă. Dar nu este vorba doar despre consumul total de energie - există și tipul de energie. O mare parte din producția de ferocrom folosește electricitate pe bază de cărbune sau chiar folosește cocsul (carbonul) ca agent reducător, care face parte din aportul de energie. Stai, stai, aproape că am uitat că: când măsurăm consumul de energie pentru aliaje, uneori este atât energie electrică, cât și energie chimică de la reductanți precum cocs. O, corect! Asta schimbă puțin cifrele. Dacă numărați energia chimică din cocs, consumul total de energie al ferocromului cu conținut ridicat de carbon este mai degrabă de 40 până la 45 GJ pe tonă, ceea ce înseamnă aproximativ 11.000 kWh pe tonă? Nu, așteptați, de la GJ la kWh: 1 GJ înseamnă ~278 kWh, deci 40 GJ înseamnă ~11.120 kWh. Stai, acum sunt din nou confuz, pentru că uneori standardele din industrie împart energia în electrică și termică. Permiteți-mi să clarific: când spun kWh electric pe tonă, asta este ceea ce topitoria folosește pentru alimentarea cuptorului, dar cocsul adaugă energie termică care face parte din proces. Deci, energia totală (electrică + chimică din reductanți) pentru ferocromul cu conținut ridicat de carbon este de aproximativ 10.000 până la 12.000 kWh pe tonă, ceea ce este încă mai mare decât energia totală a feromanganului de ~ 8.000 kWh pe tonă. Acest lucru are mai mult sens, pentru că îmi amintesc că datele IDA folosesc energia totală (inclusiv reductanții) pentru aceste comparații. Deci, chiar și atunci când numărați ambele tipuri de energie, ferocromul este încă mai energetic decât majoritatea celorlalte aliaje comune.
Acum, de ce contează asta pentru tine, dacă ești cumpărător? Deoarece costurile energiei reprezintă o parte uriașă din prețul ferocromului. Dacă prețurile la energie electrică cresc, sau prețurile cocsului cresc, asta se transmite pe tine. Dar, de asemenea, dacă doriți să reduceți emisiile din lanțul dvs. de aprovizionare, utilizarea ridicată a energiei ferocromului înseamnă că trecerea la ferocrom cu emisii scăzute de carbon (care utilizează și mai multă energie, dar poate fi realizată cu procese cu emisii mai mici) ar putea să nu fie calea de urmat, puteți lucra cu furnizori care folosesc energie regenerabilă pentru ferocrom cu emisii ridicate de carbon, care reduce amprenta de energie suplimentară a ferocromului, fără emisii reduse de carbon. Am avut clienți care mi-au spus că obișnuiau să folosească feroaliaje de calitate inferioară pentru a economisi bani, dar acum aleg ferocromul nostru cu conținut ridicat de carbon, fabricat cu energie hidro, deoarece este mai bine pentru rapoartele lor ESG, iar diferența de preț nu este la fel de mare ca înainte.
Stai, hai să abordăm și câteva concepții greșite. Mulți oameni cred că, deoarece ferocromul este utilizat în oțelul inoxidabil, care este un produs cu un tonaj mare, utilizarea de energie a ferocromului este răspândită, dar nicio tonă de ferocrom nu consumă mult mai multă energie decât fiecare tonă de oțel inoxidabil în care intră. Oțelul inoxidabil are aproximativ 18% crom, așa că pe tonă de oțel inoxidabil, utilizați 180 kg de ferocrom (care este 65% crom, deci este aproximativ 117 kg de crom). Deci, energia din acei 180 kg de ferocrom este ca 5.760 kWh, ceea ce reprezintă o mare parte din totalul de 55.000 kWh pe tonă de oțel inoxidabil. Deci, dacă vă puteți optimiza utilizarea ferocromului, aceasta are un impact mare asupra costurilor totale de energie pentru oțel inoxidabil. De aceea, colaborez îndeaproape cu producătorii de oțel inoxidabil pentru a mă asigura că cumpără calitatea potrivită de ferocrom - unii nu au nevoie de emisii scăzute de carbon, așa că păstrarea ferocromului nostru de carbon îi economisește bani și energie.
Un alt punct: diferențele regionale. Producția de ferrocrom este mai ales în Africa de Sud, Kazahstan și India, nu? Aceste regiuni au costuri și surse de energie diferite. De exemplu, Africa de Sud are multă energie pe bază de cărbune, așa că energia lor ferocrom este mai ieftină decât dacă o faci în Europa, unde costurile cu electricitatea sunt mult mai mari. În urmă cu câțiva ani, unele topitorii europene s-au închis din cauza creșterii prețurilor la energie electrică, ceea ce a mutat aprovizionarea globală către Africa de Sud. Acesta este un motiv important pentru care prețurile ferocromului pot fi volatile - costurile energiei nu sunt consecvente între regiuni. Am avut clienți din Europa care mi-au spus că obișnuiau să cumpere ferocrom local, dar acum se aprovizionează din Africa de Sud pentru că, chiar și cu transport maritim, este mai ieftin decât să îl producă în Europa cu energie scumpă.
Acum, să vorbim despre viitor. Ce se schimbă în producția de ferocrom pentru a o face mai puțin consumatoare de energie? Știu că unele topitorii testează noi procese, cum ar fi cuptoarele cu arc cu plasmă, care pot reduce cromitul la un consum mai scăzut de energie sau folosesc hidrogen ca reducător în loc de cocs. Hidrogenul este un agent reducător mai curat, deci reduce emisiile, iar unele teste arată că ar putea reduce consumul de energie cu 10-15%. Dar acele procese sunt încă în stadiu pilot, așa că nu sunt încă scalabile. Deocamdată, cea mai bună modalitate de a obține ferocrom eficient din punct de vedere energetic este să se aprovizioneze de la furnizori care folosesc energie regenerabilă pentru cuptoarele lor. Compania noastră a făcut eforturi în acest sens și am încheiat un parteneriat cu o topitorie din India care folosește energie solară pentru 30% din energia cuptorului lor, ceea ce le-a redus costurile de producție și le-a făcut produsul mai competitiv.
Așteptați, să revenim la întrebarea inițială: cum se compară consumul de energie al ferocromului cu alte aliaje? Răspunsul scurt este: este unul dintre aliajele obișnuite mai consumatoare de energie pe care le veți găsi, în special ferocromul cu conținut ridicat de carbon, care utilizează mai multă energie decât feromanganul, aluminiul primar și oțelul carbon de bază. Doar ferocromul cu emisii scăzute de carbon, oțelul EAF și siliciul metalic (stați, nu, energia totală a siliciului metalului este de ~12.000 kWh, deci este mult mai mică decât cea a ferocromului cu emisii scăzute de carbon, 45.000) sunt mai grele din punct de vedere energetic decât cu conținut ridicat de carbon. Acesta este un punct cheie pe care mă asigur întotdeauna să îl subliniez, pentru că atât de mulți oameni subestimează cât de multă energie este folosită pentru a produce ferocrom.
Înainte de a încheia asta, să ne asigurăm că nu am omis niciun link important. Am vorbit despre cromul din metalele feroase, aceasta este o resursă bună dacă doriți să aflați mai multe despre cum funcționează cromul în aliaje. Utilizarea cromitului este acolo dacă sunteți curios despre materia primă. Pentru produsele noastre specifice, avem Ferochromium 65, cel mai popular grad al nostru și Carbon Ferrochrome, opțiunea standard cu conținut ridicat de carbon, plus Ferochromium cu conținut scăzut de carbon pentru aplicații speciale. Toate aceste link-uri sunt în subsolul site-ului nostru, așa că le puteți verifica dacă doriți mai multe detalii.
Acum, dacă doriți să obțineți ferocrom pentru producția dvs., fie că sunteți un producător de oțel inoxidabil, un producător de aliaje de specialitate sau orice altceva între ele, avem produsele și expertiza pentru a vă ajuta să obțineți calitatea potrivită la un preț competitiv. Lucrăm cu cumpărători din întreaga lume și suntem întotdeauna bucuroși să vă ghidăm prin eficiența energetică a produselor noastre sau să vă ajutăm să găsiți cea potrivită pentru nevoile dvs. Nu ezitați să ne contactați pentru a discuta cerințele dvs.
Referinte:
- Asociația Internațională pentru Dezvoltarea Cromului (ICDA). (2023). Raportul global privind consumul de energie pentru producția de ferocrom.
- Asociația Mondială a Oțelului. (2022). Utilizarea energiei în fabricarea oțelului și producția de aliaje.
- Agenția Internațională pentru Energie (AIE). (2023). Tendințe în eficiența energetică a producției de aluminiu.
- Asociația Industriei Feroaliajelor. (2024. Raport anual de referință privind consumul de energie pentru feroaliaje.
