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 2021, la production mondiale de ferrosilicium était de 8,56 millions de t, celle de ferrosilicomanganèse de 15,8 millions de t, 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 | Si-Mn | Fe-Si | Si-Mn | |||
Chine | 5 860 | 10 650 | Ukraine | 75 | 663 | |
Russie | 900 | 52 | Inde | 90 | 2 276 | |
Norvège | 330 | 307 | Brésil | 300 | 203 | |
États-Unis, estimation | 250 | – | Bhoutan | 130 | – | |
Malaisie | 131 | 335 | Slovaquie | 30 | 49 | |
Islande | 128 | – | Arabie Saoudite | – | 65 | |
Espagne | 83 | 77 | Kazakhstan | 180 | 132 | |
Afrique du Sud | 55 | 151 | Corée du Sud | 30 | 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 2022.
Pour le ferrosilicium à plus de 55 % de Si :
Principaux pays exportateurs sur un total de 2,536 millions de t, en 2021.
Chine | 635 604 | Kazakhstan | 120 207 | |
Russie | 288 625 | Bhoutan | 109 215 | |
Malaisie | 196 949 | Islande | 101 509 | |
Norvège | 175 712 | Pologne | 65 914 | |
Brésil | 147 915 | Allemagne | 63 065 |
Source : ITC
Les exportations chinoises sont destinées à 22 % à la Corée du Sud, 18 % au Japon, 9 % à l’Inde, 8 % à l’Indonésie.
Principaux pays importateurs.
Japon | 414 828 | Sri Lanka | 184 140 | |
États-Unis | 223 700 | Italie | 131 207 | |
Corée du Sud | 207 403 | Turquie | 124 119 | |
Inde | 199 431 | Belgique | 98 503 | |
Allemagne | 191 624 | Indonésie | 91 204 |
Source : ITC
Les importations japonaises proviennent à 29 % de Chine, 26 % de Russie, 18 % de Malaisie, 16 % du Brésil, 6 % d’Islande.
Pour les ferrosilicomanganèse :
Principaux pays exportateurs sur un total de 3,489 millions de t :
Inde | 1 232 414 | Italie | 144 990 | |
Norvège | 318 303 | Zambie | 143 601 | |
Ukraine | 287 062 | Afrique du Sud | 130 498 | |
Malaisie | 280 381 | Chine | 110 601 | |
Géorgie | 228 577 | Kazakhstan | 102 476 |
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 3,468 millions de t, en 2021 :
États-Unis | 440 214 | Allemagne | 195 974 | |
Italie | 270 690 | Russie | 135 865 | |
Japon | 270 098 | Indonésie | 130 816 | |
Turquie | 249 115 | Émirats Arabes Unis | 116 074 | |
Pologne | 207 081 | Taipei chinois | 111 918 |
Source : ITC
Les importations des États-Unis proviennent à 26 % de Géorgie, 20 % d’Afrique du Sud, 14 % d’Australie, 10 % de Malaisie, 9 % de Norvège.
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 2022.
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).