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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 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.

en milliers de t d’alliage, en 2018
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 2019.

Pour le ferrosilicium à plus de 55 % de Si :

Principaux pays exportateurs sur un total de 2,306 millions de t.

en tonnes
Russie 364 647 Bhoutan 131 753
Chine 354 972 Brésil 130 133
Malaisie 265 616 Islande 93 330
Pays Bas 157 714 Pologne 73 939
Norvège 137 519 France 73 152

Source : ITC

Les exportations russes sont destinées à 36 % au Japon, 26 % aux Pays Bas, 13 % à la Corée du Sud, 9 % à la Turquie.

Principaux pays importateurs :

en tonnes
Japon 421 282 Italie 113 788
Corée du Sud 241 641 Belgique 107 362
Allemagne 220 947 Pays Bas 89 634
Inde 192 158 Taïwan 84 102
États-Unis 172 840 Turquie 82 764

Source : ITC

Les importations japonaises proviennent à 30 % de Chine, 30 % de Russie, 19 % de Malaisie, 14 % du Brésil.

Pour les ferrosilicomanganèse :

Principaux pays exportateurs sur un total de 2,952 millions de t :

en tonnes
Inde 699 451 Afrique du Sud 120 101
Ukraine 541 190 Kazakhstan 89 042
Malaisie 298 917 Italie 63 731
Norvège 288 239 Brésil 63 369
Géorgie 273 791 Pays Bas 61 927

Source : ITC

Les exportations indiennes sont destinées à 14 % au Japon, 9 % à la Malaisie, 6 % au Bangladesh.

Principaux pays importateurs :

en tonnes
États-Unis 370 276 Russie 179 265
Japon 280 121 Corée du Sud 98 227
Allemagne 228 226 Taïwan 95 533
Italie 206 774 Pologne 83 224
Turquie 197 679 Malaisie 69 832

Source : ITC

Les importations des États-Unis proviennent à 23 % de Géorgie, 21 % d’Afrique du Sud, 18 % d’Australie, 15 % 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 2019, dans son usine de Bratsk, 66 900 t de ferrosilicium à 65 et 75 % de Si, pour une capacité de 84 000 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 462 000 t/an de ferrosilicium et 309 000 t/an de ferrosilicomanganèse et, en 2019, les ventes de ferrosilicium ont été de 203 761 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 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, 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 et au Paraguay, à Limpio avec 11 000 t/an.

Eramet, a produit, en 2019, 271 000 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 et au Gabon, à Moanda, avec 65 000 t/an.

Situation française

Production : production, en 2018, de 35 000 t de ferrosilicium et de 60 000 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.
  • Eramet produit du ferrosilicomanganèse dans son usine de Dunkerque, avec une capacité de production de 70 000 t/an.

Commerce extérieur : en 2019.

  • Ferrosilicium à plus de 55 % de Si :
    • Les exportations étaient de 73 149 t avec comme principaux marchés à :
      • 39 % l’Allemagne,
      • 13 % l’Italie,
      • 10 % les Pays Bas,
      • 10 % la Belgique,
      • 7 % l’Inde.
    • Les importations s’élevaient à 31 491 t en provenance principalement à :
      • 16 % d’Espagne,
      • 16 % de Norvège,
      • 12 % d’Italie,
      • 8 % du Luxembourg,
      • 7 % d’Allemagne.
  • Ferrosilicomanganèse :
    • Les exportations étaient de 49 700 t avec comme principaux marchés à :
      • 81 % l’Allemagne,
      • 14 % le Royaume Uni.
    • Les importations s’élevaient à 47 050 t en provenance principalement à :
      • 33 % de Norvège,
      • 20 % d’Italie,
      • 18 % des Pays Bas,
      • 7 % de Géorgie,
      • 6 % du Gabon.

Utilisations

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.

Secteurs d’utilisations : du ferrosilicium, en 2016.

en %
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).

Bibliographie

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