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26
Fe
Fer
14
Si
Silicium
Produit minéral

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.

Données industrielles

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.

en %
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.

Matières premières

Quartz, ferrailles et coke métallurgique, houille ou coke de pétrole.

Fabrication industrielle

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).

Productions

En 2019, la production mondiale de ferrosilicium était de près de 8 millions de t, celle de ferrosilicomanganèse de 17,2 millions de t, celle de ferro-chrome-silicium 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.

en milliers de t d’alliage, en 2019
Fe-Si Si-Mn Fe-Si Si-Mn
Chine 5 300 12 600 Ukraine 97 805
Russie 847 52 Inde 93 1 588
Norvège 350 287 Brésil 225 216
États-Unis, estimation 250 Bhoutan 139
Malaisie 231 312 Slovaquie 50 26
Islande 117 Arabie Saoudite 103
Espagne 90 98 Kazakhstan 65 123
Afrique du Sud 98 172 Corée du Sud 30 162
Géorgie 284 Mexique 154

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 2021.

Pour le ferrosilicium à plus de 55 % de Si :

Principaux pays exportateurs sur un total de 2,561 millions de t.

en tonnes
Chine 525 056 Brésil 142 651
Russie 430 853 Bhoutan 119 302
Norvège 177 033 Kazakhstan 114 932
Pays Bas 154 632 Islande 105 762
Malaisie 153 154 Pologne 86 737

Source : ITC

Les exportations chinoises sont destinées à 27 % au Japon, 22 % à la Corée du Sud, 15 % à l’Indonésie, 10 % à Taipei chinois.

Principaux pays importateurs, sur un total de 2,544 millions de t :

en tonnes
Japon 430 334 Italie 138 643
Corée du Sud 239 869 Pays Bas 132 325
Allemagne 201 810 Belgique 114 032
Inde 170 459 Turquie 111 127
États-Unis 166 284 Taipei chinois 101 466

Source : ITC

Les importations japonaises proviennent à 35 % de Chine, 32 % de Russie, 12 % de Malaisie, 11 % du Brésil, 4 % d’Islande.

Pour les ferrosilicomanganèse :

Principaux pays exportateurs sur un total de 3,632 millions de t :

en tonnes
Inde 1 023 276 Afrique du Sud 129 354
Ukraine 497 613 Italie 117 223
Norvège 306 510 Chine 108 735
Malaisie 300 478 Zambie 105 945
Géorgie 299 188 Kazakhstan 92 917

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 3,567 millions de t :

en tonnes
États-Unis 327 352 Russie 172 968
Italie 303 418 Indonésie 113 845
Turquie 286 215 Taipei chinois 110 358
Japon 266 940 Émirats Arabes Unis 105 472
Allemagne 247 053 Corée du Sud 103 263

Source : ITC

Les importations des États-Unis proviennent à 27 % de Géorgie, 25 % d’Afrique du Sud, 16 % d’Australie, 12 % de Norvège, 8 % de Malaisie.

Producteurs :

  • En Chine : le n°1 mondial est Erdos Metallurgy Group avec une capacité de production, à Erdos, en Mongolie Intérieure de 850 000 t/an de ferrosilicium et 300 000 t/an de ferrosilicomanganèse.
  • En Russie : RFA International produit, dans son usine de Chelyabinsk avec 35 fours et dans celle de Kuznetsk, avec 15 fours, 450 000 t/an de ferrosilicium. Mechel, a produit, en 2021, dans son usine de Bratsk, 77 700 t de ferrosilicium à 65 et 75 % de Si, pour une capacité de 87 300 t/an.
  • En Ukraine avec les filiales du groupe Privat : Nikopol Ferroalloy Plant, à Nikopol, avec 1 million de t/an de ferrosilicomanganèse et Zaporizhiya Ferroalloys, avec, en 2019, une production de 62 600 t de FeSi à 65 % de Si et 143 200 t de FeSiMn à 17 % de Si.
  • Aux États-Unis :
  • En Norvège :
    • Elkem, voir ci-dessous.
    • Finnfjord produit, dans 3 fours, 100 000 t/an dans son usine située près de Finnsnes, en Norvège.
    • Eramet produit du ferrosilicomanganèse (voir ci-dessous).

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.

  • En Espagne, les usines sont situées en Huesca, à Monzon (33 000 t/an de Si-Mn), en Cantabrique, à Boo (68 000 t/an de Si-Mn). Les usines de Galicie, à Cee (18 000 t/an de Fe-Si et 34 000 t/an de Si-Mn) et à Dumbria (61 000 t/an de Fe-Si) ont été vendues en juin 2019.
  • Aux États-Unis, les usines, avec 85 000 t/an de Fe-Si, sont situées dans l’Ohio, à Beverly et dans l’Alabama, à Bridgeport.
  • Au Venezuela, l’usine est située à Puerto Ordaz avec 23 000 t/an de Fe-Si et 22 000 t/an de Si-Mn.
  • En Afrique du Sud, les usines, avec 67 000 t/an de Fe-Si, sont situées à New Castle et eMalahleni.
  • En Norvège, la production est réalisée à Mo i Rana, avec 125 000 t/an de SiMn.
  • Pour la France, voir ci-dessous.

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 :

  • en Norvège, dans ses usines de Bremanger avec 32 000 t/an, Bjølvefossen avec 60 000 t/an, Rana avec 90 000 t/an,
  • en Islande à Akranes avec 120 000 t/an,
  • au Canada, province du Québec, à Chicoutimi avec 45 000 t/an,
  • au Paraguay, à Limpio avec 11 000 t/an.

Eramet, a produit, en 2021, 276 000 t de ferrosilicomanganèse standard ainsi que du ferrosilicomanganèse affiné, avec des usines :

  • en Norvège, à Sauda, Porsgrunn et Kvinesdal, avec 165 000 t/an,
  • en France, à Dunkerque, avec 70 000 t/an,
  • aux États-Unis à Marietta,
  • au Gabon, à Moanda, avec 65 000 t/an.

Situation française

Production : production, en 2019, de 48 000 t de ferrosilicium et de 68 000 t de ferrosilicomanganèse.

Producteurs :

  • La production de FerroGlobe (ex-Pechiney Électrométallurgie racheté par FerroAtlantica devenu FerroGlobe) est effectuée à Château Feuillet (73) avec 20 000 t/an de silicoalliages et 15 000 t/an de Si-Ca, Laudun (30) avec 35 000 t/an de Fe-Si, Pierrefitte (65) avec 14 000 t/an de silicoalliages. En 2021, la fermeture de l’usine de Château Feuillet a été annoncée.
  • Eramet produit du ferrosilicomanganèse dans son usine de Dunkerque, avec une capacité de production de 70 000 t/an.

Commerce extérieur : en 2021.

  • Ferrosilicium à plus de 55 % de Si :
    • Les exportations étaient de 48 692 t avec comme principaux marchés à :
      • 54 % l’Allemagne,
      • 11 % la Pologne,
      • 8 % l’Inde,
      • 7 % les Pays Bas.
    • Les importations s’élevaient à 44 419 t en provenance principalement à :
      • 22 % de Norvège,
      • 19 % d’Italie,
      • 10 % d’Allemagne,
      • 9 % d’Islande.
  • Ferrosilicomanganèse :
    • Les exportations étaient de 83 155 t avec comme principaux marchés à :
      • 67 % l’Allemagne,
      • 17 % le Royaume Uni,
      • 6 % la République tchèque,
      • 3 % la Pologne.
    • Les importations s’élevaient à 75 935 t en provenance principalement à :
      • 49 % de Norvège,
      • 27 % d’Italie,
      • 10 % des Pays Bas,
      • 5 % d’Espagne.

Utilisations

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.

Secteurs d’utilisation du ferrosilicium

En 2016, dans le monde. Source : Roskill

en %
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).

Bibliographie