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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 21 % de la production de ferro-alliages.

Autres ferro-alliages contenant du silicium : silico-ferro-chrome, silico-manganèse, ferro-silico-aluminium, silico-ferro-titane, silico-calcium, ferro-silico-magnésium.

Matières premières

Quartz, tournure de fer et coke métallurgique, houille ou coke de pétrole.

Fabrication industrielle

Ils sont élaborés au four électrique à arc par réduction de SiO2, en présence de fer. 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 2015, . La production mondiale de ferrosilicium était de 7,27 millions de t, celle de ferrosilicomanganèse de 10 millions de t, celle de ferro-chrome-silicium de 239 000 t. La production dans l’Union européenne de ferrosilicium, en 2014, est de 244 600 t, celle de ferrosilicomanganèse de 223 300 t.

en milliers de t d’alliage
Fe-Si Si-Mn Fe-Si Si-Mn
Chine 4 730 5 600 Islande 115
Russie 1 059 173 Brésil 75 140
Norvège 350 310 Espagne 80 134
Ukraine 90 698 Afrique du Sud 78 210
États-Unis, en 2012 294 Venezuela 74 35
Inde 92 1 691 Kazakhstan 164

Source : USGS

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 : Chemk produit, dans son usine de Chelyabinsk avec 35 fours et dans celle de Kuznetsk, avec 15 fours et 450 000 t/an de ferrosilicium. Mechel, a produit, en 2017, dans son usine de Bratsk, 68 600 t de ferrosilicium à 65 et 75 % de Si.
  • En Ukraine : Nikopol Ferroalloy Plant, à Nikopol, avec 1 million de t/an de ferrosilicomanganèse et Zaporizhiya Ferroalloys.
  • Aux États-Unis :
  • En Norvège :
    • Elkem, voir ci-dessous.
    • Finnfjord produit, dans 4 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. Ses capacités de production sont de 253 000 t/an de ferrosilicium et 215 000 t/an de ferrosilicomanganèse. En Espagne, les usines sont situées en Galicie, à Cee (18 000 t/an de Fe-Si et 37 000 t/an de Si-Mn) et à Dumbria (61 000 t/an de Fe-Si), en Huesca, à Monzon (80 000 t/an de Si-Mn), en Cantabrique, à Boo (115 000 t/an de Si-Mn). Aux États-Unis, les usines sont situées dans l’Ohio, à Beverly avec 40 000 t/an de Fe-Si et dans l’Alabama, à Bridgeport avec 35 000 t/an de Fe-Si. Au Venezuela, l’usine est située à Puerto Ordaz avec 96 000 t/an de Fe-Si et 22 000 t/an de Si-Mn. En Afrique du Sud, les usines sont situées à New Castle avec 45 000 t/an de Fe-Si et eMalahleni avec 40 000 t/an de Fe-Si. 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 36 000 t/an, Bjølvefossen avec 40 000 t/an, en Islande à Grundartangi avec 120 000 t/an et au Canada, province du Québec, à Chicoutimi avec 40 000 t/an. Fin 2016, Elkem a acquis la société Fesil qui produit 90 000 t/an de ferrosilicium dans son usine de Rana, en Norvège.

Eramet, a produit, en 2017, 265 000 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, en Chine, à Guilin et au Gabon, à Moanda, avec 65 000 t/an.

Situation française

Production : en 2015, production de 35 000 t de ferrosilicium et 65 000 t de ferrosilicomanganèse.
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.
Production de ferrosilicomanganèse, par Eramet, dans son usine de Dunkerque, avec une capacité de production de 70 000 t/an.

Commerce extérieur : en 2017.

Ferrosilicium à plus de 55 % de Si :

Les exportations étaient de 73 353 t avec comme principaux marchés à :

  • 59 % l’Allemagne,
  • 14 % l’Italie,
  • 5 % l’Inde.

Les importations s’élevaient à 50 154 t en provenance principalement à :

  • 20 % d’Islande,
  • 17 % de Norvège,
  • 11 % d’Italie,
  • 8 % de Chine.

Ferrosilicomanganèse :

Les exportations étaient de 43 911 t avec comme principaux marchés à :

  • 89 % l’Allemagne,
  • 6 % le Royaume Uni.

Les importations s’élevaient à 64 933 t en provenance principalement à :

  • 20 % de Norvège,
  • 18 % des Pays Bas,
  • 15 % de Malaisie,
  • 15 % d’Italie,
  • 8 % de Corée du Sud.

Utilisations

Consommations : la consommation européenne est d’environ 950 000 t/an de ferrosilicium.
En 2015, la consommation des États-Unis a été de 260 000 t de ferrosilicium et de 138 000 t de ferrosilicomanganèse.

Secteurs d’utilisations : à 85 % dans l’élaboration des aciers, 15 % dans la fonte de moulage.

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

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