Le ferrosilicium ainsi que le ferrosilicomanganèse sont des alliages élaborés au four électrique et destinés principalement à la sidérurgie. Ils apportent le silicium désoxydant des aciers et élément d’alliage pour les aciers inoxydables.
Les ferrosiliciums contiennent, en masse, de 8 à 95,1 % de silicium, celui à 75 % de silicium étant le plus utilisé. Ils représentent les 4/5 de l’utilisation du silicium (hors silice) et 19,5 % de la production de ferro-alliages.
Les ferrosilicomanganèses renferment de 60 à 75 % de Mn et de 10 à 35 % de Si. Celui produit par Eramet en Norvège contient 65 % de Mn et 17 % de Si.
Autres ferro-alliages contenant du silicium : silico-ferro-chrome, ferro-silico-aluminium, silico-ferro-titane, silico-calcium, ferro-silico-magnésium.
Répartition de la production de ferroalliages en fonction de leur nature : en 2018.
FeSiMn | 29,1 | FeMn | 15,3 | |
FeCr | 23,7 | Si* | 7,4 | |
FeSi | 19,5 | FeNi | 4,9 |
Source : IOP Conference Serie, Mater. Sci. Eng., 866 (2020)
*Le silicium ayant un mode de production identique à celui des ferroalliages, il est rattaché à ces derniers.
Quartz, ferrailles et coke métallurgique, houille ou coke de pétrole.
Ils sont élaborés au four électrique à électrodes immergées, comme le silicium, par réduction de SiO2, à l’aide de coke, en présence de ferrailles. L’électricité représente 20 à 25 % des coûts de production (8 500 kWh/t de ferrosilicium à 75 %). La fumée de silice produite est récupérée pour élaborer des bétons hautes performances (voir le chapitre silices synthétiques).
En 2022, la production mondiale de ferrosilicium était de 8,36 millions de t, celle de ferrosilicomanganèse, en 2021, de 15,8 millions de t et celle de ferro-chrome-silicium, en 2019, de 189 000 t. La production dans l’Union européenne de ferrosilicium, en 2014, était de 244 600 t, celle de ferrosilicomanganèse de 179 000 t.
Fe-Si en 2022 |
Si-Mn en 2021 |
Fe-Si en 2022 |
Si-Mn en 2021 |
|||
Chine | 5 800 | 10 650 | Ukraine | 43 | 663 | |
Russie | 880 | 52 | Inde | 90 | 2 276 | |
Norvège | 300 | 307 | Brésil | 290 | 203 | |
États-Unis, estimation | 250 | – | Bhoutan | 116 | – | |
Malaisie | 140 | 335 | Slovaquie | 12 | 49 | |
Islande | 122 | – | Arabie Saoudite | – | 65 | |
Espagne | 71 | 77 | Kazakhstan | 148 | 132 | |
Afrique du Sud | 60 | 151 | Corée du Sud | 29 | 146 | |
Géorgie | – | 323 | Mexique | – | 171 |
Source : USGS
En 2019, la production chinoise de ferrosilicium représente 66 % de la production mondiale, celle de ferrosilicomanganèse, en 2018, 67 % de la production mondiale.
Commerce international : en 2023.
Pour le ferrosilicium à plus de 55 % de Si :
Principaux pays exportateurs sur un total de 2,558 millions de t, en 2021.
Chine | 379 353 | Pays Bas | 153 542 | |
Russie, en 2022 | 291 215 | Kazakhstan, en 2022 | 120 207 | |
Malaisie | 177 221 | Bhoutan, en 2022 | 109 215 | |
Brésil | 170 891 | Islande | 95 308 | |
Norvège | 167 417 | Pologne | 57 903 |
Source : ITC
Les exportations chinoises sont destinées à 24 % au Japon, 22 % à la Corée du Sud, 9 % à l’Indonésie, 7 % au Mexique.
Principaux pays importateurs sur un total de 2,511 millions de t, en 2022.
Japon | 348 875 | Allemagne | 162 878 | |
Corée du Sud | 212 334 | Italie | 119 460 | |
Inde, en 2022 | 199 431 | Turquie | 104 044 | |
États-Unis | 197 753 | Indonésie, en 2022 | 91 204 | |
Pays Bas | 189 908 | Belgique | 88 990 |
Source : ITC
Les importations japonaises proviennent à 27 % de Chine, 22 % de Russie, 20 % de Malaisie, 17 % du Brésil, 6 % d’Islande.
Pour les ferrosilicomanganèse :
Principaux pays exportateurs sur un total de 3,493 millions de t, en 2022 :
Inde, en 2022 | 1 232 414 | Pologne | 161 774 | |
Ukraine | 332 387 | Zambie, en 2022 | 143 601 | |
Malaisie | 284 600 | Pays Bas | 123 880 | |
Norvège | 280 858 | Kazakhstan, en 2022 | 102 476 | |
Géorgie, en 2022 | 228 577 | Italie | 102 463 |
Source : ITC
Les exportations indiennes sont destinées à 14 % à l’Italie, 13 % au Japon, 8 % aux Émirats Arabes Unis, 7 % à Taipei chinois.
Principaux pays importateurs sur un total de 3,620 millions de t, en 2022 :
États-Unis | 280 649 | Allemagne | 181 103 | |
Italie | 248 294 | Pays Bas | 151 821 | |
Turquie | 239 694 | Russie, en 2022 | 135 865 | |
Japon | 227 976 | Indonésie, en 2022 | 130 836 | |
Pologne | 219 831 | Taipei chinois | 95 961 |
Source : ITC
Les importations des États-Unis proviennent à 20 % d’Afrique du Sud, 18 % d’Australie, 16 % de Géorgie, 14 % du Mexique, 11 % de Malaisie.
Producteurs :
FerroGlobe, issu de la fusion, en 2015, de FerroAtlantica et de Globe Speciality Metal, produit du ferrosilicium en Espagne, au Venezuela, aux États-Unis, en Afrique du Sud et en France. Par ailleurs, a acquis, en février 2018, les activités de Glencore dans le manganèse avec, en particulier, l’élaboration de ferrosilicomanganèse à Mo i Rana, en Norvège. Ses capacités de production sont de 343 000 t/an de ferrosilicium et 289 500 t/an de ferrosilicomanganèse et, en 2021, les ventes de ferrosilicium ont été de 166 268 t et celles d’autres alliages de silicium comme Ca-Si, de 76 498 t.
Par ailleurs Ferroglobe produit du silico-calcium, en Argentine à Mendoza avec 21 000 t/an et en France à Château Feuillet (73) avec 15 000 t/an.
Elkem, filiale du groupe chinois Bluestar, produit du ferrosilicium :
Eramet, a produit, en 2021, 276 000 t de ferrosilicomanganèse standard ainsi que du ferrosilicomanganèse affiné, avec des usines :
Production : production, en 2021, de 44 000 t de ferrosilicium et de 68 000 t de ferrosilicomanganèse.
Producteurs :
Commerce extérieur : en 2023.
Consommations : la consommation européenne est d’environ 950 000 t/an de ferrosilicium.
En 2019, la consommation des États-Unis a été de 217 000 t de ferrosilicium et de 143 000 t de ferrosilicomanganèse.
En 2016, dans le monde. Source : Roskill
Élaboration des aciers | 69 % | Alliages de magnésium | 13 % | |
Fontes de moulage | 17 % |
Source : Roskill
Sidérurgie : comme désoxydant des aciers et élément d’alliage (pour plaques de transformateur et aciers inoxydables). Utilisation de 3 à 4 kg de ferrosilicium/t d’acier et environ 10 kg de ferrosilicium par tonne d’acier inoxydable.
Élaboration de Mg par silicothermie (voir le chapitre consacré au magnésium).