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 2017, la production mondiale de ferrosilicium était d’un peu plus de 6 millions de t, celle de ferrosilicomanganèse de 11,2 millions de t, celle de ferro-chrome-silicium de 185 000 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, en 2017 | 3 650 | 6 610 | Ukraine | 97 | 912 | |
Russie | 929 | 43 | Inde | 90 | 344 | |
Norvège | 266 | 358 | Brésil | 100 | 203 | |
États-Unis, estimation | 250 | – | Bhoutan | 121 | – | |
Malaisie, en 2017 | 175 | – | Pologne | 64 | – | |
Islande | 117 | – | Italie | – | 91 | |
Espagne | 90 | 140 | Kazakhstan | 65 | 138 | |
Afrique du Sud | 90 | 210 | Corée du Sud | – | 196 | |
Géorgie | – | 333 | Mexique | – | 152 |
Source : USGS et BGS
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 2020.
Pour le ferrosilicium à plus de 55 % de Si :
Principaux pays exportateurs sur un total de 2,201 millions de t.
Russie | 359 016 | Pays Bas | 161 369 | |
Chine | 257 205 | Kazakhstan | 117 296 | |
Norvège | 212 904 | Islande | 107 227 | |
Malaisie | 208 699 | Bhoutan | 96 587 | |
Brésil | 186 048 | Pologne | 72 497 |
Source : ITC
Les exportations russes sont destinées à 32 % aux Pays Bas, 26 % au Japon, 16 % à la Corée du Sud, 9 % à la Turquie.
Principaux pays importateurs :
Japon | 326 921 | Turquie | 111 032 | |
Corée du Sud | 190 911 | Belgique | 100 597 | |
États-Unis | 182 931 | Pays Bas | 92 238 | |
Allemagne | 175 907 | Taipei chinois | 80 670 | |
Inde | 162 340 | Autriche | 54 435 |
Source : ITC
Les importations japonaises proviennent à 34 % de Russie, 21 % de Chine, 18 % de Malaisie, 16 % du Brésil.
Pour les ferrosilicomanganèse :
Principaux pays exportateurs sur un total de 2,736 millions de t :
Inde | 694 429 | Afrique du Sud | 110 883 | |
Ukraine | 454 822 | Italie | 73 064 | |
Malaisie | 275 068 | France | 70 032 | |
Norvège | 257 011 | Kazakhstan | 68 090 | |
Géorgie | 250 537 | Vietnam | 62 411 |
Source : ITC
Les exportations indiennes sont destinées à 14 % aux Émirats Arabes Unis, 12 % au Japon, 9 % à l’Italie, 9 % à Taipei chinois.
Principaux pays importateurs :
États-Unis | 281 409 | Émirats Arabes Unis | 119 404 | |
Turquie | 244 886 | Taipei chinois | 92 017 | |
Japon | 239 121 | Corée du Sud | 74 876 | |
Allemagne | 204 766 | Pologne | 73 924 | |
Russie | 179 629 | Pays Bas | 67 052 |
Source : ITC
Les importations des États-Unis proviennent à 29 % de Géorgie, 23 % d’Australie, 21 % d’Afrique du Sud, 10 % de Norvège, 5 % du Mexique.
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 387 000 t/an de ferrosilicium et 309 000 t/an de ferrosilicomanganèse et, en 2020, les ventes de ferrosilicium ont été de 134 849 t et celles d’autres alliages de silicium comme Ca-Si, de 65 362 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 2020, 251 000 t de ferrosilicomanganèse standard ainsi que du ferrosilicomanganèse affiné, avec des usines :
Production : production, en 2018, de 35 000 t de ferrosilicium et de 60 000 t de ferrosilicomanganèse.
Producteurs :
Commerce extérieur : en 2020.
Consommations : la consommation européenne est d’environ 950 000 t/an de ferrosilicium.
En 2017, la consommation des États-Unis a été de 239 000 t de ferrosilicium et de 141 000 t de ferrosilicomanganèse.
En 2016, dans le monde. Source : Roskill
Élaboration des aciers | 69 % | Alliages de magnésium | 13 % | |
Fonte 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).