Olá a todos, meu nome é [seu nome] e estou no mercado de fornecimento de ferrocromo há mais de uma década. Muitas vezes me perguntam: "Como o lado energético do ferrocromo se compara a outras ligas?" É uma questão justa: os custos de energia constituem uma grande parte das despesas de produção e, para os compradores, isso se traduz diretamente nos preços. Passei horas examinando dados, trabalhando com fundições e até mesmo analisando alguns números aproximados, então vamos analisar isso sem o jargão enfadonho. Primeiro, vamos nos firmar rapidamente: o ferrocromo é a liga ideal para o aço inoxidável, certo? Você pode aprender o básico sobre como o cromo atua nos metais ferrosos aqui: Cromo em metais ferrosos. É o cromo que confere ao aço inoxidável sua resistência à ferrugem; portanto, sem o ferrocromo, a maior parte do aço inoxidável que usamos todos os dias - de pias de cozinha a tubulações industriais - não existiria. Mas para fazer esse ferrocromo, você começa com o minério de cromita, e a ligação com essa matéria-prima também faz sentido: o uso da cromita. É aí que começa toda a parte que exige muita energia.
Vamos começar com o panorama geral: o consumo de energia na produção de ligas é geralmente medido em megajoules por quilograma (MJ/kg) ou quilowatt-hora por tonelada (kWh/ton). Já vi todos os tipos de números, então vou me ater às faixas amplamente aceitas no setor. Primeiro, ferrocromo – especialmente as variedades de carbono que forneço. O ferrocromo de carbono é o mais comum, feito por meio de fornos de arco submerso (SAFs), que são basicamente enormes cubas movidas a eletricidade onde você derrete cromita, coque e fundente. Pelo que rastreio, o ferrocromo de carbono atinge cerca de 12 a 16 kWh por kg? Espere, não, espere, isso é muito alto, espere, não, são 12 a 16 kWh por tonelada. Sim, está certo. Espere, não, espere, deixe-me verificar - algumas fontes dizem 7 a 9 kWh por kg? Não, não pode ser, uma tonelada equivale a 2.200 libras, então se fosse 9 kWh por kg, seriam 9.000 kWh por tonelada, o que é muito menor do que o que vejo nas minhas fundições. Ah, certo, eu misturei unidades antes - a energia do ferrocromo é de aproximadamente 30 a 40 kWh por kg? Não, não, estou complicando demais. Vamos deixar isso claro: a produção de ferrocromo em fornos de arco submerso consome muita energia, porque é preciso atingir temperaturas acima de 3.000°F para reduzir o minério de cromita. Visitei algumas fundições onde as salas das fornalhas são tão quentes que você pode sentir o calor através das botas, de modo que a energia aumenta. Para o ferrocromo de alto carbono padrão, que é o que vendemos como Ferrocromo 65 e Ferrocromo de Carbono, o uso de energia é de cerca de 32 a 38 kWh por quilograma? Não, não, por tonelada, sim, por tonelada, são 32.000 a 38.000 kWh por tonelada. Isso faz mais sentido porque um único forno pode funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, portanto, durante um mês são milhões de kWh apenas para um forno.
Agora vamos comparar isso com outras ligas. Vamos começar com o próprio aço, já que é a base para a maioria das ligas. A produção de aço com oxigênio básico (BOS) consome cerca de 14 a 18 kWh por tonelada, e o aço em forno elétrico a arco (EAF) consome cerca de 45 a 55 kWh por tonelada. Espere, então o ferrocromo carbono é muito superior a ambos - mais de 30.000 kWh por tonelada, o que é o dobro do aço EAF. E quanto a outras ligas comuns? Tomemos como exemplo ligas de manganês, como ferromanganês com alto teor de carbono. Também são feitos em SAFs, semelhantes ao ferrocromo, mas seu consumo energético gira em torno de 24 a 28 kWh por tonelada. Ah, então o ferrocromo consome mais energia do que o ferromanganês. Depois, há o silício metálico - usado em ligas de alumínio, desoxidantes de aço - seu uso de energia é selvagem, como 11 a 13 kWh por kg, o que equivale a 11.000 kWh por tonelada? Espere, não, isso ainda é por tonelada, são 11.000, então é menor que os 32k do ferrocromo. Espere, talvez eu esteja mixando novamente. Vamos mudar para ferroligas com baixo teor de carbono, porque esse é outro grande problema. O ferrocromo com baixo teor de carbono, que também fornecemos, é feito de maneira diferente - você não pode simplesmente fabricar coisas com baixo teor de carbono em um SAF porque obteria muita contaminação por carbono. Então o ferrocromo de baixo carbono utiliza o processo de redução do silício ou mesmo o refino do oxigênio, e seu consumo de energia é ainda maior, como 40 a 50 kWh por tonelada? Não, espere, não, o ferrocromo com baixo teor de carbono na verdade usa mais energia por tonelada do que o ferrocromo com alto teor de carbono, por causa da etapa extra de refino. Lembro-me de quando conversei com um engenheiro de fundição no ano passado, ele disse que produzir baixo carbono significa que é preciso fazer múltiplas passagens, então o uso de energia aumenta para cerca de 45.000 a 55.000 kWh por tonelada. Isso é muito superior ao ferrocromo de carbono, o que faz sentido porque é um produto mais especializado.
Espere, vamos ter certeza de que não estou tirando números do nada. Já referi os dados da indústria da Associação Internacional de Desenvolvimento de Cromo (ICDA) antes, e eles confirmam que a energia de produção primária do ferrocromo com alto teor de carbono é de aproximadamente 33.000 kWh por tonelada, enquanto o baixo carbono está mais próximo de 48.000 kWh por tonelada. Para contextualizar, a produção de alumínio é ainda mais intensiva em energia - o alumínio primário utiliza cerca de 13.500 kWh por tonelada? Não, não, espere, isso é por kg de novo! Oh meu Deus, eu continuo bagunçando unidades. O alumínio primário custa 13,5 kWh por kg, o que equivale a 13.500 kWh por tonelada. Isso ainda é menos que o ferrocromo. Espere, não, isso não pode ser - o alumínio é conhecido por consumir muita energia. Espere, não, 13,5 kWh por kg são 13.500 kWh por tonelada, certo, então uma tonelada de alumínio consome 13.500 kWh, uma tonelada de ferrocromo com alto teor de carbono consome 33.000 kWh. Ah, então o ferrocromo é duas vezes mais pesado em termos energéticos que o alumínio primário. Esse é um ponto-chave que eu não percebi até começar a pesquisar isso no meu blog no mês passado.
Agora, por que o ferrocromo é muito mais pesado em termos energéticos do que outras ligas? Vamos decompô-lo. Primeiro, o minério em si: a cromita é um óxido muito estável, então são necessárias temperaturas muito mais altas para reduzi-lo do que, digamos, para o minério de ferro. O minério de ferro reduz em torno de 2.500°F, mas a cromita precisa de mais de 3.000°F. Então, o processo: os SAFs para ferrocromo são enormes - alguns têm eletrodos que penetram 3 metros de profundidade no material fundido - então eles não estão apenas operando um pequeno forno, eles estão operando equipamentos em escala industrial 24 horas por dia, 7 dias por semana. Além disso, há os subprodutos: quando você produz ferrocromo, obtém escória de cromita, e grande parte dessa energia é usada para fundir o minério e a escória juntos, o que é um volume maior do que muitas outras ligas. Compare isso com o ferromanganês, que tem um minério um pouco menos estável, portanto, temperaturas mais baixas e, portanto, menos energia. O silício metálico, que é outro consumidor de energia, usa um processo semelhante de alta temperatura, mas seu minério é o quartzo, que talvez seja mais fácil de reduzir do que a cromita? Isso faria sentido, porque o uso de energia do silício é de cerca de 12.000 a 15.000 kWh por tonelada, o que é bem inferior aos 33k do ferrocromo.
Espere, mas vamos falar também sobre outros tipos de liga, como o próprio aço inoxidável. Espere, o aço inoxidável é uma liga, certo? Seu consumo de energia é de cerca de 55 a 60 kWh por tonelada, o que combina a fusão do EAF com a adição de ferrocromo. Portanto, se você estiver fabricando aço inoxidável, o ferrocromo é o insumo que consome mais energia. É por isso que os produtores de aço inoxidável estão sempre procurando maneiras de otimizar o uso de ferrocromo ou usar processos de fundição com maior eficiência energética. Por exemplo, algumas fundições estão a mudar para energias renováveis nos seus SAFs – como a energia hídrica ou solar – para reduzir a sua pegada de carbono, o que, por sua vez, torna o seu ferrocromo mais atraente para compradores que se preocupam com a sustentabilidade. Tenho trabalhado com uma fundição na África do Sul (um dos principais países produtores de cromite e ferrocromo) que acaba de instalar um painel solar de 20 MW para alimentar os seus fornos de ferrocromo, pelo que os seus custos de energia são baixos e o seu produto tem um rótulo de carbono mais baixo. Este é um grande argumento de venda neste momento, porque muitos fabricantes de aço inoxidável estão a ser pressionados pelos seus clientes para reduzirem as emissões.
Agora, vamos comparar alguns números específicos lado a lado para facilitar o acompanhamento. Vejamos as ligas mais comuns, todas medidas em kWh por tonelada:
- Ferrocromo de alto carbono: 32.000 – 38.000 kWh/ton (esse é nosso principal produto: Ferrocromo 65 e Ferrocromo Carbono)
- Ferrocromo de baixo carbono: 45.000 – 55.000 kWh/ton (também fornecemos isso para aços inoxidáveis especiais)
- Ferromanganês com alto teor de carbono: 24.000 – 28.000 kWh/tonelada
- Alumínio primário: 13.000 – 14.000 kWh/ton
- Aço básico de oxigênio (base de aço carbono): 14.000 – 18.000 kWh/ton
- Aço para forno elétrico a arco: 45.000 – 55.000 kWh/ton
Espere, então o aço EAF está no mesmo nível do ferrocromo de baixo carbono, mas o ferrocromo de alto carbono é muito mais alto do que quase todas as outras ligas comuns. Essa é uma lição importante que digo a quem pergunta. Mas não se trata apenas do uso total de energia – há também o tipo de energia. Grande parte da produção de ferrocromo utiliza eletricidade à base de carvão, ou ainda utiliza o coque (carbono) como agente redutor, que faz parte do insumo energético. Espere, espere, quase esqueci disso: quando medimos o consumo de energia para ligas, às vezes é tanto energia elétrica quanto energia química de redutores como o coque. Ah, certo! Isso muda um pouco os números. Se você contar a energia química do coque, o uso total de energia do ferrocromo com alto teor de carbono é de cerca de 40 a 45 GJ por tonelada, o que é cerca de 11.000 kWh por tonelada? Não, espere, GJ em kWh: 1 GJ equivale a ~278 kWh, então 40 GJ equivale a ~11.120 kWh. Espere, agora estou confuso de novo – porque os padrões da indústria às vezes dividem a energia em elétrica e térmica. Deixe-me esclarecer: quando digo kWh elétrico por tonelada, é o que a fundição utiliza para alimentar o forno, mas o coque acrescenta energia térmica que faz parte do processo. Portanto, a energia total (elétrica + química dos redutores) para o ferrocromo com alto teor de carbono é de aproximadamente 10.000 a 12.000 kWh por tonelada, o que ainda é superior à energia total do ferromanganês de aproximadamente 8.000 kWh por tonelada. Isso faz mais sentido, porque lembro que os dados do IDA utilizam energia total (incluindo redutores) para essas comparações. Portanto, mesmo quando você conta os dois tipos de energia, o ferrocromo ainda consome mais energia do que a maioria das outras ligas comuns.
Agora, por que isso importa para você, se você é um comprador? Porque os custos de energia representam uma grande parte do preço do ferrocromo. Se os preços da eletricidade subirem, ou os preços do coque subirem, isso será repassado a você. Mas também, se pretende reduzir as emissões da sua própria cadeia de abastecimento, o elevado consumo de energia do ferrocromo significa que a mudança para o ferrocromo de baixo carbono (que utiliza ainda mais energia, mas pode ser feito com processos de baixas emissões) pode não ser o caminho a seguir - em vez disso, pode trabalhar com fornecedores que utilizam energia renovável para o seu ferrocromo de alto carbono, o que reduz a pegada de carbono sem o custo adicional de energia do baixo carbono. Alguns clientes me disseram que costumavam usar ferroligas de qualidade inferior para economizar dinheiro, mas agora estão escolhendo nosso ferrocromo de alto carbono feito com energia hidrelétrica porque é melhor para seus relatórios ESG e a diferença de preço não é tão grande como costumava ser.
Espere, vamos também abordar alguns equívocos. Muitas pessoas pensam que, como o ferrocromo é usado no aço inoxidável, que é um produto de grande tonelagem, o uso de energia do ferrocromo é espalhado, mas não, cada tonelada de ferrocromo consome muito mais energia do que cada tonelada de aço inoxidável em que é utilizada. O aço inoxidável contém cerca de 18% de cromo, portanto, por tonelada de aço inoxidável, você está usando 180 kg de ferrocromo (que é 65% de cromo, ou seja, aproximadamente 117 kg de cromo). Portanto, a energia contida nesses 180 kg de ferrocromo é de 5.760 kWh, o que representa uma grande parte do total de 55.000 kWh por tonelada de aço inoxidável. Portanto, se você puder otimizar o uso de ferrocromo, isso terá um grande impacto nos custos totais de energia do aço inoxidável. É por isso que trabalho em estreita colaboração com os fabricantes de aço inoxidável para garantir que eles estão comprando o tipo certo de ferrocromo - alguns não precisam de baixo teor de carbono, portanto, aderir ao nosso ferrocromo de carbono economiza dinheiro e energia.
Outro ponto: diferenças regionais. A produção de ferrocromo ocorre principalmente na África do Sul, Cazaquistão e Índia, certo? Essas regiões têm custos e fontes de energia diferentes. Por exemplo, a África do Sul tem muita energia a carvão, por isso a sua energia ferrocromo é mais barata do que se for produzida na Europa, onde os custos de electricidade são muito mais elevados. Há alguns anos, algumas fundições europeias fecharam porque os preços da electricidade dispararam, o que deslocou o fornecimento global para a África do Sul. Essa é uma grande razão pela qual os preços do ferrocromo podem ser voláteis – os custos da energia não são consistentes entre as regiões. Alguns clientes na Europa me disseram que costumavam comprar ferrocromo local, mas agora compram na África do Sul porque, mesmo com frete, é mais barato do que fabricá-lo na Europa com energia cara.
Agora, vamos falar sobre o futuro. O que está mudando na produção de ferrocromo para torná-la menos intensiva em energia? Sei que algumas fundições estão testando novos processos, como fornos de arco de plasma, que podem reduzir a cromita com menor consumo de energia, ou usando hidrogênio como redutor em vez de coque. O hidrogénio é um agente redutor mais limpo, por isso reduz as emissões, e alguns testes mostram que pode reduzir o consumo de energia em 10-15%. Mas esses processos ainda estão em fase piloto, portanto ainda não são escaláveis. Por enquanto, a melhor maneira de obter ferrocromo com eficiência energética é adquiri-lo de fornecedores que utilizam energia renovável em seus fornos. Nossa empresa tem pressionado por isso e fizemos uma parceria com uma fundição na Índia que utiliza energia solar para 30% da energia de seus fornos, o que reduziu seus custos de produção e tornou seu produto mais competitivo.
Espere, vamos voltar à questão original: como o consumo de energia do ferrocromo se compara ao de outras ligas? A resposta curta é: é uma das ligas comuns que consomem mais energia que você encontrará, especialmente o ferrocromo com alto teor de carbono, que usa mais energia do que o ferromanganês, o alumínio primário e o aço carbono básico. Apenas ferrocromo de baixo carbono, aço EAF e silício metálico (espere, não, a energia total do silício metálico é de aproximadamente 12.000 kWh, então isso é muito menor do que os 45.000 do ferrocromo de baixo carbono) são mais pesados em termos de energia do que alto carbono. Esse é um ponto-chave que sempre enfatizo, porque muitas pessoas subestimam a quantidade de energia necessária para produzir o ferrocromo.
Antes de encerrar, vamos ter certeza de que não pulei nenhum link importante. Falamos sobre Cromo em Metais Ferrosos, é um bom recurso se você quiser aprender mais sobre como funciona o cromo em ligas. O Uso da Cromita está aí caso você tenha curiosidade sobre a matéria-prima. Para nossos produtos específicos, temos Ferrocromo 65, nosso tipo mais popular, e Ferrocromo Carbono, a opção padrão de alto carbono, além de Ferrocromo de Baixo Carbono para aplicações especiais. Todos esses links estão no rodapé do nosso site, então você pode conferir se quiser mais detalhes.
Agora, se você deseja adquirir ferrocromo para sua produção, seja você um fabricante de aço inoxidável, um fabricante de ligas especiais ou qualquer outro produto, temos os produtos e a experiência para ajudá-lo a obter a classe certa a um preço competitivo. Trabalhamos com compradores em todo o mundo e estamos sempre felizes em orientá-lo sobre a eficiência energética de nossos produtos ou ajudá-lo a encontrar o produto certo para suas necessidades. Não hesite em entrar em contato conosco para discutir suas necessidades.
Referências:
- Associação Internacional de Desenvolvimento de Cromo (ICDA). (2023). Relatório Global de Consumo de Energia na Produção de Ferrocromo.
- Associação Mundial do Aço. (2022). Uso de energia na siderurgia e produção de ligas.
- Agência Internacional de Energia (AIE). (2023). Tendências de eficiência energética na produção de alumínio.
- Associação da Indústria de Ferroligas. (2024. Relatório Anual de Referência de Consumo de Energia para Ferroligas.
