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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 2022, la production mondiale de ferrosilicium était de 8,36 millions de t, celle de ferrosilicomanganèse, en 2021, de 15,8 millions de t et 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.

en milliers de t d’alliage
Fe-Si
en 2022
Si-Mn
en 2021
Fe-Si
en 2022
Si-Mn
en 2021
Chine 5 800 10 650 Ukraine 43 663
Russie 880 52 Inde 90 2 276
Norvège 300 307 Brésil 290 203
États-Unis, estimation 250 Bhoutan 116
Malaisie 140 335 Slovaquie 12 49
Islande 122 Arabie Saoudite 65
Espagne 71 77 Kazakhstan 148 132
Afrique du Sud 60 151 Corée du Sud 29 146
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.

en tonnes
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.

en tonnes
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 :

en tonnes
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 :

en tonnes
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 :

  • 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 2021, dans son usine de Bratsk, 77 700 t de ferrosilicium à 65 et 75 % de Si, pour une capacité de 87 300 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 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.

  • 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, avec 85 000 t/an de Fe-Si, sont situées dans l’Ohio, à Beverly et dans l’Alabama, à Bridgeport.
  • Au Venezuela, l’usine est située à Puerto Ordaz avec 23 000 t/an de Fe-Si et 22 000 t/an de Si-Mn.
  • En Afrique du Sud, les usines, avec 67 000 t/an de Fe-Si, sont situées à New Castle et eMalahleni.
  • 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,
  • au Paraguay, à Limpio avec 11 000 t/an.

Eramet, a produit, en 2021, 276 000 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,
  • au Gabon, à Moanda, avec 65 000 t/an.

Situation française

Production : production, en 2021, de 44 000 t de ferrosilicium et de 68 000 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. En 2021, la fermeture de l’usine de Château Feuillet a été annoncée.
  • Eramet produit du ferrosilicomanganèse dans son usine de Dunkerque, avec une capacité de production de 70 000 t/an.

Commerce extérieur : en 2023.

  • Ferrosilicium à plus de 55 % de Si :
    • Les exportations étaient de 42 759 t avec comme principaux marchés à :
      • 57 % l’Allemagne,
      • 10 % l’Inde,
      • 10 % l’Espagne,
      • 6 % la Pologne.
    • Les importations s’élevaient à 38 175 t en provenance principalement à :
      • 16 % d’Allemagne,
      • 16 % de Norvège,
      • 15 % du Brésil,
      • 14 % d’Italie,
      • 9 % d’Islande.
  • Ferrosilicomanganèse :
    • Les exportations étaient de 39 687 t avec comme principaux marchés à :
      • 82 % l’Allemagne,
      • 6 % la Belgique,
      • 4 % la Pologne,
      • 4 % le Royaume Uni.
    • Les importations s’élevaient à 50 637 t en provenance principalement à :
      • 44 % de Norvège,
      • 33 % d’Italie,
      • 7 % de Géorgie,
      • 4 % d’Espagne.

Utilisations

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.

Secteurs d’utilisation du ferrosilicium

En 2016, dans le monde. Source : Roskill

en %
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).

Bibliographie

Archives

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