Ferromanganèse

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Le ferromanganèse est un ferroalliage à forte teneur de manganèse, avec une teneur en poids de 65 à 90 %. Les fontes de manganèse d'une teneur entre 6 et 25 % sont appelées spiegeleisen (fer miroir).

Obtention[modifier | modifier le code]

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. Historiquement le premier à être produit, il est au manganèse ce que la fonte est au fer. Au XIXe siècle, la teneur en manganèse de cette fonte ne dépassait pas 8 %. Tous les ferromanganèses contenant moins de 25 % de manganèse sont ferromagnétiques et appelés « spiegeleisen » (fer miroir) car la fonte obtenue a une cassure brillante[note 1]. Les ferromanganèses carburés contenant plus de 25 % de manganèse sont très oxydables, paramagnétiques et ne sont pas des spiegeleisens[3]. Actuellement, la composition du ferromanganèse carburé 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 il 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 %.

Métallurgie[modifier | modifier le code]

Le procédé par haut-fourneau :
Il a été inventé à Marseille en 1875[réf. nécessaire].
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[4] 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[modifier | modifier le code]

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 et de l'aluminium).

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[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. À l'époque la fonte était généralement coulée en gueuse. La séparation d'une gueuse de la grappe coulée dans le sable se fait en cassant le chenal d'amenée de la fonte. La morphologie de la cassure renseigne alors le fondeur sur la qualité de la fonte coulée.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c « Description du manganèse sur SFC.fr », SfC (consulté le 1/11/09)
  2. Edmond TRUFFAUT, « La fabrication du ferro-manganèse en France, 1875-2003 », Soleil d'acier,‎ 30 octobre 2004 (consulté le 5/9/10)
  3. Jacques Corbion (préf. Yvon Lamy), Le savoir… fer — Glossaire du haut-fourneau : Le langage… (savoureux, parfois) des hommes du fer et de la zone fonte, du mineur au… cokier d'hier et d'aujourd'hui,‎ 1989, F27
  4. Eramet a pour origine la société minière et métallurgique néocalédonienne Le Nickel-SLN qui exploite le nickel en Nouvelle-Calédonie depuis 1880