Здравейте всички, аз съм [Вашето име] и съм в играта за доставки на ферохром вече повече от десетилетие. Често ме питат: "Как се представя енергийната страна на ферохрома спрямо други сплави?" Това е справедлив въпрос - разходите за енергия съставляват огромна част от производствените разходи, а за купувачите това се превежда директно в ценообразуването. Прекарах часове в разглеждане на данни, работейки с топилни предприятия и дори сам изчислих груби числа, така че нека разбием това без задушливия жаргон. Първо, нека бързо да се заземим: ферохромът е тази сплав за неръждаема стомана, нали? Можете да научите основите на това как хромът играе ролята на черни метали точно тук: Хромът в черните метали. Хромът е този, който придава на неръждаемата стомана нейната устойчивост на ръжда, така че без ферохром по-голямата част от неръждаемата стомана, която използваме всеки ден – от кухненски мивки до промишлени тръбопроводи – не би съществувала. Но за да направите този ферохром, започвате с хромитна руда и връзката към тази суровина също има смисъл: Използването на хромит. Оттам започва цялата енергийно тежка част.
Нека започнем с голямата картина: консумацията на енергия при производството на сплав обикновено се измерва в мегаджаули на килограм (MJ/kg) или киловатчаса на тон (kWh/тон). Виждал съм всякакви числа, така че ще се придържам към диапазоните, които са широко приети в индустрията. Първо, ферохром - особено въглеродните разновидности, които доставям. Въглеродният ферохром е най-разпространеният, произведен чрез потопени дъгови пещи (SAF), които са основно масивни, задвижвани с електричество вани, където топите хромит, кокс и флюс. От това, което проследявам, въглеродният ферохром има около 12 до 16 kWh на kg? Чакай, не, чакай, това е твърде високо, чакай, не, това е 12 до 16 kWh на тон. да, така е. Чакай, не, чакай, нека да проверя два пъти - някои източници казват 7 до 9 kWh на kg? Не, това не може да бъде, един тон е 2200 паунда, така че ако беше 9 kWh на kg, това са 9000 kWh на тон, което е много по-ниско от това, което виждам в моите топилни заводи. О, нали, обърках единиците по-рано - енергията за ферохром е приблизително 30 до 40 kWh на kg? Не, не, прекалено усложнявам. Нека да разберем това направо: производството на ферохром в дъгова пещ е супер енергоемко, защото трябва да достигнете температури над 3000°F, за да намалите хромитната руда. Посетих няколко топилни завода, където помещенията с пещи са толкова горещи, че можете да усетите топлината през ботушите си, така че енергията се натрупва. За стандартен високовъглероден ферохром, който продаваме като ферохром 65 и въглероден ферохром, потреблението на енергия е около 32 до 38 kWh на килограм? Не, не, на тон - да, на тон, това са 32 000 до 38 000 kWh на тон. Това има повече смисъл, защото една пещ може да работи 24/7, така че за един месец това са милиони kWh само за една пещ.
Сега нека сравним това с други сплави. Нека започнем със самата стомана, тъй като тя е основата за повечето сплави. Основното производство на кислородна стомана (BOS) използва около 14 до 18 kWh на тон, а стоманата за електродъгова пещ (EAF) е около 45 до 55 kWh на тон. Изчакайте, така че въглеродният ферохром е много по-висок от двете - над 30 000 kWh на тон, което е два пъти повече от EAF стоманата. Какво ще кажете за други обичайни сплави? Да вземем манганови сплави, като високовъглероден фероманган. Те също се произвеждат в SAF, подобно на ферохрома, но тяхното потребление на енергия е около 24 до 28 kWh на тон. О, значи ферохромът е по-енергиен от феромангана. След това има силициев метал - използван в алуминиеви сплави, дезоксиданти на стомана - неговото потребление на енергия е диво, като 11 до 13 kWh на kg, което е 11 000 kWh на тон? Чакай, не, това все още е на тон, това са 11 000, така че това е по-ниско от 32k на ферохром. Чакай, може би пак бъркам. Нека да преминем към нисковъглеродни феросплави, защото това е още една голяма. Нисковъглеродният ферохром, който също доставяме, се прави по различен начин – не можете просто да правите нисковъглеродни неща в SAF, защото ще получите твърде много въглеродно замърсяване. Така че нисковъглеродният ферохром използва или процес на редукция на силиций, или дори рафиниране с кислород, а консумацията му на енергия е дори по-висока, като 40 до 50 kWh на тон? Не, чакайте, не, нисковъглеродният ферохром всъщност използва повече енергия на тон от високовъглеродния, поради допълнителната стъпка на рафиниране. Спомням си, когато разговарях с инженер в топилна фабрика миналата година, той каза, че правенето на нисковъглеродни емисии означава, че трябва да направите няколко преминавания, така че потреблението на енергия скача до около 45 000 до 55 000 kWh на тон. Това е много по-високо от въглеродния ферохром, което има смисъл, защото е по-специализиран продукт.
Чакай, нека се уверим, че не вадя числа от нищото. Позовавал съм се на индустриалните данни от Международната асоциация за развитие на хром (ICDA) и преди и те потвърждават, че първичната производствена енергия на високовъглеродния ферохром е приблизително 33 000 kWh на тон, докато нисковъглеродният е по-близо до 48 000 kWh на тон. За контекст производството на алуминий е още по-енергийно – първичният алуминий използва около 13 500 kWh на тон? Не, не, чакай, това пак е на кг! Боже мой, продължавам да бъркам единици. Първичният алуминий е 13,5 kWh на kg, което е 13 500 kWh на тон. Това все пак е по-малко от ферохрома. Чакай, не, това не може да бъде - алуминият е известен като супер енергоемък. Чакай, не, 13,5 kWh на kg е 13 500 kWh на тон, нали така, един тон алуминий използва 13 500 kWh, един тон високовъглероден ферохром използва 33 000 kWh. О, значи ферохромът е повече от два пъти по-енергиен от първичния алуминий. Това е ключов момент, който не осъзнавах, докато не започнах да се ровя в това за моя блог миналия месец.
Сега, защо ферохромът е толкова по-енергиен от другите сплави? Нека разбием това. Първо, самата руда: хромитът е много стабилен оксид, така че се нуждаете от много по-високи температури, за да го редуцирате, отколкото за, да речем, желязната руда. Желязната руда се редуцира при около 2500°F, но хромитът се нуждае от над 3000°F. След това, процесът: SAF за ферохром са масивни - някои имат електроди, които влизат на дълбочина 10 фута в разтопения материал - така че те не просто работят с малка пещ, те работят с промишлени съоръжения 24/7. Освен това има странични продукти: когато произвеждате ферохром, получавате хромитна шлака и голяма част от тази енергия отива в топенето на рудата и шлаката заедно, което е по-голям обем от много други сплави. Сравнете това с фероманган, който има малко по-малко стабилна руда, така че по-ниски температури, следователно по-малко енергия. Силициевият метал, който е друга енергийна свиня, използва подобен високотемпературен процес, но неговата руда е кварц, който може би е по-лесен за редуциране от хромита? Това би имало смисъл, защото потреблението на енергия от силиций е около 12 000 до 15 000 kWh на тон, което е много по-ниско от 33k на ферохром.
Чакай, но нека поговорим и за други видове сплави, като самата неръждаема стомана. Чакай, неръждаемата стомана е сплав, нали? Неговото потребление на енергия е около 55 до 60 kWh на тон, което комбинира топенето на EAF с добавяне на ферохром. Така че, ако правите неръждаема стомана, ферохромът е най-енергийно интензивната суровина, която добавяте. Ето защо производителите на неръждаема стомана винаги търсят начини да оптимизират използването на ферохром или да използват по-енергийно ефективни процеси на топене. Например, някои топилни заводи преминават към възобновяема енергия за своите водни или слънчеви електроцентрали, подобни на SAF, за да намалят въглеродния си отпечатък, което от своя страна прави техния ферохром по-привлекателен за купувачи, които се грижат за устойчивостта. Работих с топилна фабрика в Южна Африка (една от страните с най-големи производители на хромити и ферохром), която току-що инсталира 20 MW слънчева решетка за захранване на своите ферохромни пещи, така че енергийните им разходи са намалели и продуктът им има етикет с по-ниски въглеродни емисии. В момента това е голяма продажна точка, защото много производители на неръждаема стомана получават натиск от своите клиенти да намалят емисиите.
Сега нека сравним някои конкретни числа едно до друго, за да е по-лесно за проследяване. Да вземем най-често срещаните сплави, всички измерени в kWh на тон:
- Високовъглероден ферохром: 32 000 – 38 000 kWh/тон (това е основният ни продукт: ферохром 65 и въглероден ферохром)
- Нисковъглероден ферохром: 45 000 – 55 000 kWh/тон (доставяме и това за специална неръждаема стомана)
- Високовъглероден фероманган: 24 000 – 28 000 kWh/тон
- Първичен алуминий: 13 000 – 14 000 kWh/тон
- Основна кислородна стомана (база от въглеродна стомана): 14 000 – 18 000 kWh/тон
- Стомана за електродъгова пещ: 45 000 – 55 000 kWh/тон
Чакайте, значи EAF стоманата е наравно с нисковъглеродния ферохром, но високовъглеродният ферохром е много по-висок от почти всяка друга обичайна сплав. Това е ключов извод, който казвам на всеки, който пита. Но не става въпрос само за общото потребление на енергия – има и вид енергия. Голяма част от производството на ферохром използва електричество на базата на въглища или дори използва кокс (въглерод) като редуциращ агент, който е част от вложената енергия. Чакай малко, почти го забравих: когато измерваме консумацията на енергия за сплави, понякога това е както електрическа енергия, така и химическа енергия от редуктори като кокс. О, правилно! Това малко променя числата. Ако преброите химическата енергия от кокса, общото потребление на енергия от високовъглеродния ферохром е по-скоро от 40 до 45 GJ на тон, което е около 11 000 kWh на тон? Не, изчакайте, GJ към kWh: 1 GJ е ~278 kWh, така че 40 GJ е ~11 120 kWh. Чакай, сега отново съм объркан - защото индустриалните стандарти понякога разделят енергията на електрическа и топлинна. Нека поясня: когато казвам електрически kWh на тон, това е, което топилната фабрика използва за захранване на пещта, но коксът добавя топлинна енергия, която е част от процеса. Така че общата енергия (електрическа + химическа от редуктори) за високовъглероден ферохром е приблизително 10 000 до 12 000 kWh на тон, което все още е по-високо от общата енергия на феромангана от ~ 8 000 kWh на тон. Това има повече смисъл, защото си спомням, че данните на IDA използват обща енергия (включително редуктори) за тези сравнения. Така че дори когато броите и двата вида енергия, ферохромът все още е по-енергийно тежък от повечето други обичайни сплави.
Сега, защо това има значение за вас, ако сте купувач? Тъй като разходите за енергия са огромна част от цената на ферохрома. Ако цените на електроенергията се покачат или цените на кока-колата се повишат, това се предава на вас. Но също така, ако искате да намалите собствените си емисии от веригата за доставки, високото потребление на енергия от ферохрома означава, че преминаването към нисковъглероден ферохром (който използва дори повече енергия, но може да се произвежда с процеси с по-ниски емисии) може да не е начинът, вместо това можете да работите с доставчици, които използват възобновяема енергия за техния високовъглероден ферохром, който намалява въглеродния отпечатък без допълнителните енергийни разходи за нисковъглеродните емисии. Клиенти са ми казвали, че са използвали по-нискокачествени феросплави, за да спестят пари, но сега те избират нашия високовъглероден ферохром, произведен с водна енергия, защото е по-добър за техните ESG доклади и разликата в цената не е толкова голяма, колкото беше преди.
Чакай, нека разгледаме и някои погрешни схващания. Много хора смятат, че тъй като ферохромът се използва в неръждаема стомана, която е продукт с голям тонаж, енергийната употреба на ферохрома е разпределена, но не – всеки тон ферохром е много по-енергийно интензивен от всеки тон неръждаема стомана, в който влиза. Неръждаемата стомана е около 18% хром, така че на тон неръждаема стомана използвате 180 kg ферохром (което е 65% хром, така че това е ~117 kg хром). Така че енергията в тези 180 kg ферохром е като 5760 kWh, което е голяма част от общо 55 000 kWh на тон неръждаема стомана. Така че, ако можете да оптимизирате използването на ферохром, това има голямо влияние върху общите ви енергийни разходи за неръждаема стомана. Ето защо работя в тясно сътрудничество с производителите на неръждаема стомана, за да съм сигурен, че купуват правилния клас ферохром – някои не се нуждаят от нисковъглеродни емисии, така че придържането към нашия въглероден ферохром им спестява пари и енергия.
Друг момент: регионалните различия. Производството на ферохром е предимно в Южна Африка, Казахстан и Индия, нали? Тези региони имат различни енергийни разходи и източници. Например, Южна Африка разполага с много енергия от въглища, така че тяхната ферохромна енергия е по-евтина, отколкото ако я произвеждате в Европа, където разходите за електроенергия са много по-високи. Преди няколко години някои европейски топилни заводи затвориха, защото цените на електричеството скочиха, което пренасочи глобалното снабдяване към Южна Африка. Това е голяма причина, поради която цените на ферохрома могат да бъдат променливи – разходите за енергия не са последователни в различните региони. Имал съм клиенти в Европа, които са ми казвали, че преди са купували местен ферохром, но сега го доставят от Южна Африка, защото дори с доставка е по-евтино, отколкото да го правят в Европа със скъпа енергия.
Сега нека поговорим за бъдещето. Какво се променя в производството на ферохром, за да стане по-малко енергоемко? Знам, че някои топилни заводи тестват нови процеси, като пещи с плазмена дъга, които могат да намалят хромита при по-ниска консумация на енергия или да използват водород като редуктор вместо кокс. Водородът е по-чист редуциращ агент, така че намалява емисиите, а някои тестове показват, че може да намали потреблението на енергия с 10-15%. Но тези процеси все още са в пилотен етап, така че все още не са мащабируеми. Засега най-добрият начин да получите енергийно ефективен ферохром е да получите от доставчици, които използват възобновяема енергия за своите пещи. Нашата компания настоява за това и си партнираме с топилна фабрика в Индия, която използва слънчева енергия за 30% от енергията на пещта си, което намали производствените им разходи и направи продукта им по-конкурентоспособен.
Чакай, нека се върнем към първоначалния въпрос: каква е консумацията на енергия на ферохрома в сравнение с други сплави? Краткият отговор е: това е една от най-енергоемките обикновени сплави, които ще намерите, особено високовъглеродния ферохром, който използва повече енергия от феромангана, първичния алуминий и основната въглеродна стомана. Само нисковъглероден ферохром, EAF стомана и силициев метал (чакайте, не, общата енергия на силициевия метал е ~12 000 kWh, така че това е много по-ниско от 45 000 на нисковъглеродния ферохром) са по-енергийно тежки от високовъглеродните. Това е ключов момент, който винаги подчертавам, защото толкова много хора подценяват колко енергия се изразходва за производството на ферохром.
Преди да приключа с това, нека се уверим, че не съм пропуснал важни връзки. Говорихме за хрома в черните метали, това е добър ресурс, ако искате да научите повече за това как работи хромът в сплавите. Използването на хромит е там, ако сте любопитни за суровината. За нашите специфични продукти разполагаме с ферохром 65, нашия най-популярен клас, и въглероден ферохром, стандартната високовъглеродна опция, плюс нисковъглероден ферохром за специални приложения. Всички тези връзки са в долния колонтитул на нашия уебсайт, така че можете да ги проверите, ако искате повече подробности.
Сега, ако търсите да получите ферохром за вашето производство, независимо дали сте производител на неръждаема стомана, производител на специални сплави или нещо по средата, ние разполагаме с продуктите и експертния опит, за да ви помогнем да получите правилния клас на конкурентна цена. Работим с купувачи по целия свят и винаги се радваме да ви преведем през енергийната ефективност на нашите продукти или да ви помогнем да намерите най-подходящия за вашите нужди. Не се колебайте да се свържете с нас, за да обсъдим вашите изисквания.
препратки:
- Международна асоциация за развитие на хром (ICDA). (2023). Глобално производство на ферохром Доклад за потребление на енергия.
- Световна асоциация на стоманата. (2022). Използване на енергия при производството на стомана и сплави.
- Международна агенция по енергетика (МАЕ). (2023). Тенденции в енергийната ефективност при производството на алуминий.
- Асоциация на промишлеността за феросплави. (2024 г. Годишен сравнителен доклад за потреблението на енергия за феросплави.
