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 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.
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.
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 :
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 :
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 :
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 :
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 2019, de 48 000 t de ferrosilicium et de 68 000 t de ferrosilicomanganèse.
Producteurs :
Commerce extérieur : en 2021.
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).