Hai semua, saya [Nama Anda], dan saya telah berada dalam permainan bekalan ferrochrome selama lebih sedekad sekarang. Saya sering ditanya: "Bagaimanakah bahagian tenaga ferrochrome bertindan berbanding aloi lain?" Ini adalah kos tenaga soalan yang adil membentuk sebahagian besar perbelanjaan pengeluaran, dan bagi pembeli, yang diterjemahkan terus kepada harga. Saya telah meluangkan masa berjam-jam meneliti data, bekerja dengan pelebur, dan juga menguraikan beberapa nombor kasar sendiri, jadi mari kita pecahkan ini tanpa jargon yang tersumbat. Mula-mula, mari kita kisarkan diri kita dengan cepat: ferrochrome ialah aloi yang sesuai untuk keluli tahan karat, bukan? Anda boleh mempelajari asas tentang cara kromium bermain menjadi logam ferus di sini: Chromium dalam Logam Ferus. Kromium inilah yang memberikan keluli tahan karat rintangan karatnya, jadi tanpa ferrochrome, kebanyakan keluli tahan karat yang kami gunakan setiap hari-dari singki dapur kepada paip industri-tidak akan wujud. Tetapi untuk membuat ferrochrome itu, anda bermula dengan bijih kromit, dan pautan ke bahan mentah itu juga masuk akal: Penggunaan Chromite. Di situlah keseluruhan bahagian yang berat tenaga bermula.
Mari kita mulakan dengan gambaran besar: penggunaan tenaga dalam pengeluaran aloi biasanya diukur dalam megajoule per kilogram (MJ/kg) atau kilowatt-jam setiap tan (kWj/tan). Saya telah melihat pelbagai jenis nombor, jadi saya akan berpegang pada julat yang diterima secara meluas dalam industri. Pertama sekali, ferrochrome-terutamanya jenis karbon yang saya bekalkan. Ferrokrom karbon ialah yang paling biasa, dibuat melalui relau arka tenggelam (SAF), yang pada asasnya adalah tong berkuasa elektrik yang besar di mana anda mencairkan kromit, kok dan fluks. Daripada apa yang saya jejak, karbon ferrochrome mencatatkan sekitar 12 hingga 16 kWj setiap kg? Tunggu tidak, tunggu, itu terlalu tinggi-tunggu, tidak, ia adalah 12 hingga 16 kWj setiap tan. Ya, betul. Tunggu, tidak, tunggu, biar saya semak semula-beberapa sumber mengatakan 7 hingga 9 kWj setiap kg? Tidak, itu tidak boleh, satu tan ialah 2,200 paun, jadi jika ia adalah 9 kWj sekilogram, itu 9,000 kWj setan, yang jauh lebih rendah daripada apa yang saya lihat di peleburan saya. Oh, betul, saya mencampurkan unit sebelum ini-tenaga untuk ferrochrome adalah kira-kira 30 hingga 40 kWj sekilogram? Tidak, tidak, saya terlalu rumit. Mari kita luruskan perkara ini: pengeluaran relau arka terendam untuk ferrochrome adalah sangat intensif tenaga, kerana anda perlu mencapai suhu melebihi 3,000°F untuk mengurangkan bijih kromit. Saya telah melawat beberapa peleburan di mana bilik relau sangat panas sehingga anda dapat merasakan haba melalui but anda, supaya tenaga bertambah. Untuk ferrochrome karbon tinggi standard, iaitu apa yang kami jual sebagai Ferrochromium 65 dan Carbon Ferrochrome, penggunaan tenaga adalah kira-kira 32 hingga 38 kWj sekilogram? Tidak, tidak, setiap tan-ya, setiap tan, itu 32,000 hingga 38,000 kWj setiap tan. Itu lebih masuk akal kerana satu relau boleh berjalan 24/7, jadi selama sebulan itu berjuta-juta kWj hanya untuk satu relau.
Sekarang mari kita bandingkan dengan aloi lain. Mari kita mulakan dengan keluli itu sendiri, kerana itu adalah asas untuk kebanyakan aloi. Pembuatan keluli oksigen asas (BOS) menggunakan kira-kira 14 hingga 18 kWj setiap tan, dan keluli relau arka elektrik (EAF) adalah sekitar 45 hingga 55 kWj setiap tan. Tunggu, jadi ferrochrome karbon adalah jauh lebih tinggi daripada kedua-duanya-lebih 30,000 kWj setiap tan, iaitu dua kali ganda daripada keluli EAF. Bagaimana pula dengan aloi biasa yang lain? Mari kita ambil aloi mangan, seperti feromangan karbon tinggi. Ia juga dibuat dalam SAF, serupa dengan ferrochrome, tetapi penggunaan tenaganya adalah sekitar 24 hingga 28 kWj setiap tan. Oh, jadi ferrochrome lebih berat tenaga daripada ferromanganese. Kemudian terdapat logam silikon yang digunakan dalam aloi aluminium, penyahoksida keluli-penggunaan tenaganya liar, seperti 11 hingga 13 kWj sekilogram, iaitu 11,000 kWj setiap tan? Tunggu tidak, itu masih satu tan, itu 11,000, jadi itu lebih rendah daripada 32k ferrochrome. Tunggu, mungkin saya bercampur lagi. Mari bertukar kepada ferroalloy rendah karbon, kerana itu satu lagi yang besar. Ferrochromium rendah karbon, yang juga kami bekalkan, dibuat secara berbeza-anda tidak boleh hanya membuat bahan rendah karbon dalam SAF kerana anda akan mendapat terlalu banyak pencemaran karbon. Jadi ferrochrome rendah karbon menggunakan sama ada proses pengurangan silikon atau penapisan oksigen, dan penggunaan tenaganya lebih tinggi, seperti 40 hingga 50 kWj setiap tan? Tidak, tunggu, tidak, ferrochrome rendah karbon sebenarnya menggunakan lebih banyak tenaga setiap tan daripada karbon tinggi, kerana langkah penapisan tambahan. Saya masih ingat ketika saya bercakap dengan seorang jurutera pelebur tahun lepas, dia berkata bahawa membuat rendah karbon bermakna anda perlu melakukan beberapa hantaran, jadi penggunaan tenaga melonjak sehingga sekitar 45,000 hingga 55,000 kWj setiap tan. Itu jauh lebih tinggi daripada ferrochrome karbon, yang masuk akal kerana ia adalah produk yang lebih khusus.
Tunggu, mari pastikan saya tidak mengeluarkan nombor dari udara. Saya telah merujuk data industri daripada Persatuan Pembangunan Kromium Antarabangsa (ICDA) sebelum ini, dan mereka mengesahkan bahawa tenaga pengeluaran utama ferrochrome karbon tinggi adalah kira-kira 33,000 kWj setiap tan, manakala karbon rendah lebih hampir kepada 48,000 kWj setiap tan. Untuk konteks, pengeluaran aluminium adalah penggunaan aluminium utama yang lebih berat tenaga sekitar 13,500 kWj setiap tan? Tidak, tidak, tunggu, itu setiap kg sekali lagi! Ya tuhan, saya terus mengacaukan unit. Aluminium utama ialah 13.5 kWj sekilogram, iaitu 13,500 kWj setan. Itu masih kurang daripada ferrochrome. Tunggu, tidak, itu tidak boleh aluminium dikenali sebagai sangat intensif tenaga. Tunggu, tidak, 13.5 kWj setiap kg ialah 13,500 kWj setiap tan, betul, jadi satu tan aluminium menggunakan 13,500 kWj, satu tan ferrochrome karbon tinggi menggunakan 33,000 kWj. Oh, jadi ferrochrome adalah lebih daripada dua kali lebih berat tenaga daripada aluminium primer. Itulah perkara penting yang saya tidak sedar sehingga saya mula menggali ini untuk blog saya bulan lepas.
Sekarang, mengapa ferrochrome jauh lebih berat tenaga daripada aloi lain? Mari kita pecahkan itu. Pertama, bijih itu sendiri: kromit adalah oksida yang sangat stabil, jadi anda memerlukan suhu yang lebih tinggi untuk mengurangkannya daripada yang anda lakukan untuk, katakan, bijih besi. Bijih besi berkurangan pada sekitar 2,500°F, tetapi kromit memerlukan lebih daripada 3,000°F. Kemudian, prosesnya: SAF untuk ferrochrome adalah besar-ada yang mempunyai elektrod yang masuk 10 kaki ke dalam bahan cair-jadi mereka bukan sahaja menjalankan relau kecil, mereka mengendalikan gear skala industri 24/7. Selain itu, terdapat hasil sampingan: apabila anda membuat ferrochrome, anda mendapat sanga kromit, dan banyak tenaga itu digunakan untuk mencairkan bijih dan sanga bersama-sama, yang merupakan isipadu yang lebih besar daripada aloi lain. Bandingkan dengan ferromanganese, yang mempunyai bijih yang kurang stabil, jadi suhu yang lebih rendah, maka tenaga yang kurang. Logam silikon, yang merupakan babi tenaga lain, menggunakan proses suhu tinggi yang serupa, tetapi bijihnya adalah kuarza, yang mungkin lebih mudah dikurangkan daripada kromit? Itu masuk akal, kerana penggunaan tenaga silikon adalah sekitar 12,000 hingga 15,000 kWj setiap tan, yang jauh lebih rendah daripada 33k ferrochrome.
Tunggu, tetapi mari kita bercakap tentang jenis aloi lain juga seperti keluli tahan karat itu sendiri. Tunggu, keluli tahan karat adalah aloi, bukan? Penggunaan tenaganya adalah kira-kira 55 hingga 60 kWj setiap tan, yang menggabungkan pencairan EAF dengan penambahan ferokrom. Jadi jika anda membuat keluli tahan karat, ferrochrome ialah input paling intensif tenaga yang anda tambahkan. Itulah sebabnya pengeluar keluli tahan karat sentiasa mencari cara untuk mengoptimumkan penggunaan ferokrom mereka, atau menggunakan proses peleburan yang lebih cekap tenaga. Sebagai contoh, sesetengah pelebur beralih kepada tenaga boleh diperbaharui untuk tenaga hidro atau solar seperti SAF mereka-untuk mengurangkan jejak karbon mereka, yang seterusnya menjadikan ferrochrome mereka lebih menarik kepada pembeli yang mementingkan kemampanan. Saya telah bekerja dengan pelebur di Afrika Selatan (salah satu negara pengeluar kromit dan ferokrom terkemuka) yang baru sahaja memasang tatasusunan suria 20 MW untuk menghidupkan relau ferokrom mereka, jadi kos tenaga mereka turun, dan produk mereka mempunyai label karbon yang lebih rendah. Itulah titik jualan yang besar sekarang, kerana banyak pengeluar keluli tahan karat mendapat tekanan daripada pelanggan mereka untuk mengurangkan pelepasan.
Sekarang, mari kita bandingkan beberapa nombor tertentu sebelah menyebelah supaya lebih mudah untuk diikuti. Mari kita ambil aloi yang paling biasa, semuanya diukur dalam kWj setiap tan:
- Ferrochrome karbon tinggi: 32,000 – 38,000 kWj/tan (itulah produk utama kami: Ferrochromium 65 dan Carbon Ferrochrome)
- Ferrokrom rendah karbon: 45,000 – 55,000 kWj/tan (kami membekalkannya juga, untuk keluli tahan karat khusus)
- Ferromangan karbon tinggi: 24,000 – 28,000 kWj/tan
- Aluminium utama: 13,000 – 14,000 kWj/tan
- Keluli oksigen asas (asas keluli karbon): 14,000 – 18,000 kWj/tan
- Keluli relau arka elektrik: 45,000 – 55,000 kWj/tan
Tunggu, jadi keluli EAF adalah setanding dengan ferrochrome karbon rendah, tetapi ferrochrome karbon tinggi adalah jauh lebih tinggi daripada hampir semua aloi biasa yang lain. Itu adalah perkara penting yang saya beritahu sesiapa yang bertanya. Tetapi ia bukan sahaja mengenai jumlah penggunaan tenaga-terdapat juga jenis tenaga. Banyak pengeluaran ferrochrome menggunakan elektrik berasaskan arang batu, malah menggunakan kok (karbon) sebagai agen pengurangan, yang merupakan sebahagian daripada input tenaga. Tunggu, tunggu, saya hampir terlupa bahawa: apabila kita mengukur penggunaan tenaga untuk aloi, kadangkala ia adalah tenaga elektrik dan tenaga kimia daripada reduktor seperti kok. Oh betul! Itu mengubah nombor sedikit. Jika anda mengira tenaga kimia daripada kok, jumlah penggunaan tenaga ferrochrome karbon tinggi adalah lebih seperti 40 hingga 45 GJ setan, iaitu sekitar 11,000 kWj setan? Tidak, tunggu, GJ kepada kWj: 1 GJ ialah ~278 kWj, jadi 40 GJ ialah ~11,120 kWj. Tunggu, sekarang saya keliru lagi-kerana piawaian industri kadangkala membahagikan tenaga kepada elektrik dan haba. Biar saya jelaskan: apabila saya menyebut kWj elektrik setiap tan, itulah yang digunakan oleh pelebur untuk menghidupkan relau, tetapi kok menambah tenaga haba yang merupakan sebahagian daripada proses. Jadi jumlah tenaga (elektrik + kimia daripada reduktor) untuk ferrochrome karbon tinggi adalah kira-kira 10,000 hingga 12,000 kWj setiap tan, yang masih lebih tinggi daripada jumlah tenaga ferromanganese ~ 8,000 kWj setiap tan. Itu lebih masuk akal, kerana saya ingat bahawa data IDA menggunakan jumlah tenaga (termasuk reduktor) untuk perbandingan ini. Jadi walaupun anda mengira kedua-dua jenis tenaga, ferokrom masih lebih berat tenaga berbanding kebanyakan aloi biasa yang lain.
Sekarang, mengapa perkara itu penting untuk anda, jika anda seorang pembeli? Kerana kos tenaga adalah sebahagian besar daripada harga ferrochrome. Jika harga elektrik naik, atau harga kok naik, itu disampaikan kepada anda. Tetapi juga, jika anda ingin mengurangkan pelepasan rantaian bekalan anda sendiri, penggunaan tenaga ferrochrome yang tinggi bermakna menukar kepada ferrochrome karbon rendah (yang menggunakan lebih banyak tenaga, tetapi boleh dibuat dengan proses pelepasan yang lebih rendah) mungkin bukan cara untuk pergi-sebaliknya, anda boleh bekerjasama dengan pembekal yang menggunakan tenaga boleh diperbaharui untuk ferrochrome karbon tinggi mereka tanpa kesan karbon rendah ferrochrome. Saya ada pelanggan memberitahu saya bahawa mereka pernah menggunakan ferroalloy gred rendah untuk menjimatkan wang, tetapi kini mereka memilih ferrochrome karbon tinggi kami yang dibuat dengan kuasa hidro kerana ia lebih baik untuk laporan ESG mereka, dan perbezaan harga tidak sebesar dahulu.
Tunggu, mari kita atasi beberapa salah tanggapan. Ramai orang berfikir bahawa kerana ferrochrome digunakan dalam keluli tahan karat, yang merupakan produk tonase besar, penggunaan tenaga ferrochrome tersebar, tetapi tidak setiap tan ferrochrome adalah lebih intensif tenaga daripada setiap tan keluli tahan karat yang dimasukkan ke dalamnya. Keluli tahan karat ialah kira-kira 18% kromium, jadi bagi setiap tan keluli tahan karat, anda menggunakan 180 kg ferokrom (iaitu 65% kromium, jadi ~117 kg kromium). Jadi tenaga dalam 180 kg ferokrom itu adalah seperti 5,760 kWj, yang merupakan sebahagian besar daripada jumlah keseluruhan 55,000 kWj setiap tan keluli tahan karat. Jadi, jika anda boleh mengoptimumkan penggunaan ferrochrome anda, itu mempunyai kesan besar ke atas jumlah kos tenaga anda untuk keluli tahan karat. Itulah sebabnya saya bekerjasama rapat dengan pengeluar keluli tahan karat untuk memastikan mereka membeli gred ferrochrome yang betul-sesetengahnya tidak memerlukan karbon rendah, jadi melekat dengan ferrochrome karbon kami menjimatkan wang dan tenaga mereka.
Perkara lain: perbezaan wilayah. Pengeluaran ferrochrome kebanyakannya di Afrika Selatan, Kazakhstan, dan India, bukan? Wilayah tersebut mempunyai kos dan sumber tenaga yang berbeza. Sebagai contoh, Afrika Selatan mempunyai banyak kuasa arang batu, jadi tenaga ferokrom mereka lebih murah berbanding jika anda membuatnya di Eropah, di mana kos elektrik jauh lebih tinggi. Beberapa tahun yang lalu, beberapa peleburan Eropah ditutup kerana harga elektrik meningkat, yang mengalihkan bekalan global ke Afrika Selatan. Itulah sebab besar mengapa harga ferrochrome boleh menjadi tidak menentu-kos tenaga tidak konsisten di seluruh wilayah. Saya mempunyai pelanggan di Eropah memberitahu saya bahawa mereka pernah membeli ferrochrome tempatan, tetapi kini mereka mendapat sumber dari Afrika Selatan kerana walaupun dengan penghantaran, ia lebih murah daripada membuatnya di Eropah dengan kuasa yang mahal.
Sekarang, mari kita bercakap tentang masa depan. Apakah yang berubah dalam pengeluaran ferrochrome untuk menjadikannya kurang berat tenaga? Saya tahu sesetengah pelebur sedang menguji proses baharu, seperti relau arka plasma, yang boleh mengurangkan kromit pada penggunaan tenaga yang lebih rendah, atau menggunakan hidrogen sebagai reduktor dan bukannya kok. Hidrogen ialah agen pengurangan yang lebih bersih, jadi ia mengurangkan pelepasan, dan beberapa ujian menunjukkan ia boleh mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 10-15%. Tetapi proses tersebut masih dalam peringkat perintis, jadi ia belum boleh berskala. Buat masa ini, cara terbaik untuk mendapatkan ferokrom yang cekap tenaga adalah dengan mendapatkan sumber daripada pembekal yang menggunakan tenaga boleh diperbaharui untuk relau mereka. Syarikat kami telah mendesak untuk itu, dan kami telah bekerjasama dengan pelebur di India yang menggunakan tenaga suria untuk 30% daripada tenaga relau mereka, yang telah mengurangkan kos pengeluaran mereka dan menjadikan produk mereka lebih berdaya saing.
Tunggu, mari kita bulatkan kembali kepada soalan asal: bagaimanakah penggunaan tenaga ferrochrome berbanding aloi lain? Jawapan ringkasnya ialah: ia adalah salah satu aloi biasa yang lebih intensif tenaga yang anda akan temui, terutamanya ferokrom karbon tinggi, yang menggunakan lebih banyak tenaga daripada feromangan, aluminium primer dan keluli karbon asas. Hanya ferrochrome karbon rendah, keluli EAF dan logam silikon (tunggu, tidak, jumlah tenaga logam silikon ialah ~12,000 kWj, jadi itu jauh lebih rendah daripada 45,000 ferrochrome rendah karbon) adalah lebih berat tenaga daripada karbon tinggi. Itulah perkara utama yang saya sentiasa pastikan untuk tekankan, kerana ramai orang memandang rendah berapa banyak tenaga yang digunakan untuk membuat ferrochrome.
Sebelum saya mengakhiri ini, mari pastikan saya tidak melangkau sebarang pautan penting. Kami bercakap tentang Chromium dalam Logam Ferrous, itu adalah sumber yang baik jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang cara kromium berfungsi dalam aloi. Penggunaan Chromite ada jika anda ingin tahu tentang bahan mentah. Untuk produk khusus kami, kami mempunyai Ferrochromium 65, gred kami yang paling popular dan Carbon Ferrochrome, pilihan karbon tinggi standard, serta Low Carbon Ferrochromium untuk aplikasi khusus. Semua pautan tersebut ada di pengaki tapak web kami, jadi anda boleh menyemaknya jika anda mahukan butiran lanjut.
Sekarang, jika anda ingin mendapatkan sumber ferrochrome untuk pengeluaran anda, sama ada anda pengeluar keluli tahan karat, pembuat aloi khusus atau apa-apa sahaja di antaranya, kami mempunyai produk dan kepakaran untuk membantu anda mendapatkan gred yang betul pada harga yang kompetitif. Kami bekerjasama dengan pembeli di seluruh dunia, dan kami sentiasa gembira untuk membimbing anda melalui kecekapan tenaga produk kami, atau membantu anda mencari yang sesuai untuk keperluan anda. Jangan teragak-agak untuk menghubungi kami untuk membincangkan keperluan anda.
Rujukan:
- Persatuan Pembangunan Kromium Antarabangsa (ICDA). (2023). Laporan Penggunaan Tenaga Pengeluaran Ferrochrome Global.
- Persatuan Keluli Sedunia. (2022). Penggunaan Tenaga dalam Pembuatan Keluli dan Pengeluaran Aloi.
- Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA). (2023). Trend Kecekapan Tenaga Pengeluaran Aluminium.
- Persatuan Industri Ferroaloi. (2024. Laporan Penanda Aras Penggunaan Tenaga Tahunan untuk Ferroalloys.
