Ferromanganèse

Le ferromanganèse est un ferroalliage à forte teneur de manganèse, avec une teneur en poids de 65 à 90 %. Les fontes de managanèse d'une teneur entre 6 et 30 % sont appelées spiegel (miroir).

Obtention

Deux méthodes de production coexistent :

• la production par haut fourneau (30 % de la production de manganèse en 1996^[1], proportion en baisse). La métallurgie du manganèse s'apparente à celle de la fonte, bien que la réduction de l’oxyde de manganèse MnO, stable au-dessus de 1200 °C, par le monoxyde de carbone CO est plus difficile que celle de l’oxyde de fer(II) FeO^[2]. La présence de fer présent dans le minerai entraine la formation d'un carbure mixte fer - manganèse. De cette filière sont issus :
  • le ferromanganèse carburé ; issu des hauts fourneaux, il est au manganèse ce que la fonte est à l'acier ; sa composition est Mn 76-80 %, Fe 12-15 %, C < 7,5 %, Si < 1,2 % ;
  • ferromanganèse à moyen carbone ; produit le plus souvent par affinage au convertisseur à l'oxygène du ferromanganèse carburé ; il contient de 1 à 1,5 % de C ;
• production au four électrique (70 % de la production de manganèse en 1996^[1]) où est obtenu en chauffant un mélange d'oxyde de manganèse MnO₂ et d'oxyde de fer(III) Fe₂O₃, avec du carbone. Cette filière permet l'obtention :
  • du silicomanganèse, issu généralement fours électriques ; sa composition est Mn 65-68 %, Si 16-21 %, C 1,5-2 % ;
  • du ferromanganèse à bas carbone, essentiellement produit à partir de silicomanganèse ; sa composition moyenne est Mn 80-90 %, Carbone 0,1-1,5 %.

• 

  Ferromanganèse carburé (C < 7,5 %)

• 

  Ferromanganèse affiné (1 à 1,5 % de C)

• 

  Ferromanganèse métal, à basse teneur en carbone

Métallurgie

Le procédé par haut-fourneau :
Il a été inventé à Marseille en 1875.
Peu après, un haut fourneau marseillais est démonté et déménagé près du port de Boulogne-sur-mer à Outreau, par les Aciéries de Paris et d'Outreau qui deviendront la SFPO et sera plus tard rachetée (en oct. 1999) par le groupe minier Comilog-France (propriétaire de la mine de Moanda) contrôlé par Eramet^[3] à partir de 1997), toujours pour y produire du ferromanganèse.
Plusieurs usines utiliseront le procédé du Haut-fourneau, jusqu'en 2003 (avec la fermeture du dernier four de Comilog-Boulogne).

Utilisation en sidérurgie

Le manganèse a été beaucoup utilisé dans la sidérurgie comme élément d'alliage de la fonte. Ajouté à la fonte liquide, il élimine le soufre, qui est un élément fragilisant, en se combinant avec lui pour former du sulfure de manganèse (MnS). Cette désulfuration produit un précipité visible sous la forme d'inclusion dans la fonte. Sa réactivité avec l'oxygène étant plus importante que celle du fer, il a également un rôle désoxydant (en complément du ferrosilicium).

Actuellement, l'essentiel de son utilisation se fait cependant en tant qu'élément d'alliage des aciers (70% en 1996^[1]). Il est utilisé dans les aciéries, dans l'étape dite de la métallurgie en poche, qui vient après l'affinage au convertisseur. Plus l'ajout de manganèse va se faire tard dans l'opération d'affinage, plus la qualité du ferroalliage devra être bonne.

Notes et références

1. ↑ ^{a, b et c} (fr)Description du manganèse sur SFC.fr, SfC. Consulté le 1/11/09
2. ↑ (fr)Edmond TRUFFAUT, « La fabrication du ferro-manganèse en France, 1875-2003 », Soleil d'acier, 30 octobre 2004. Consulté le 5/9/10
3. ↑ Eramet a pour origine la société minière et métallurgique néocalédonienne Le Nickel-SLN qui exploite le nickel en Nouvelle-Calédonie depuis 1880