Les ferroalliages sont divers alliages de fer qui contiennent une quantité importante d’un ou plusieurs autres éléments, tels que le manganèse, le carbone ou le silicium. Le terme ferro, ou ferrique, désigne un composé contenant ou se rapportant au fer. Un ferroalliage a du fer comme élément de base – dans de nombreux cas moins de 50% – combiné avec un ou plusieurs autres éléments réactifs utilisés lors de la production d’acier. Un ferroalliage va physiquement introduire et transporter ces éléments dans le métal en fusion, au fur et à mesure que l’acier et la fonte sont produits.
Un ferroalliage peut utiliser un seul élément réactif ou plusieurs éléments réactifs, appelés systèmes d’alliage, comme le nickel ou le cobalt. Ces alliages ont été inventés expérimentalement, en identifiant différents éléments à combiner avec le fer et en développant des méthodes pour les introduire de façon contrôlée lors de la fabrication de l’acier. Il existe de nombreux types différents de ces alliages, notamment le ferromanganèse, le ferrochrome et le ferrosilicium, entre autres. Ils sont chargés de fournir des qualités uniques à l’acier et à la fonte, et remplissent une fonction critique pendant les cycles de production de fer et d’acier.
Les ferroalliages primaires et les plus courants utilisent du chrome, du manganèse et du silicium. Le ferrosilicium est utilisé pour empêcher la perte de carbone de l’acier en fusion lors de la production d’acier et d’alliages ferreux. Certains ferroalliages ont des propriétés désoxydantes, comme le silicium. Le ferrochrome est utilisé pour fournir une résistance à la corrosion dans les aciers inoxydables. Le ferromanganèse est utilisé pour contrer les effets nocifs du soufre lors de la production d’acier et de fonte.
Les ferroalliages sont principalement associés aux industries du fer et de l’acier, qui rapportent une production annuelle mondiale en millions de tonnes – ou mégagrammes – par an. Ils sont utilisés pour produire bon nombre des matériaux les plus avancés utilisés aujourd’hui. Ceux-ci incluent des alliages métalliques pour des applications de service à très haute température, comme les turbines à gaz et les aciers inoxydables pour une résistance supérieure à la corrosion. Les matériaux utilisés pour les pièces soumises à des charges élevées et transmettant une puissance mécanique sont également fabriqués à partir de ces matériaux.
Les ferroalliages sont préparés en combinant du fer avec d’autres éléments à très haute température dans un four. Ils ont généralement des plages de températures de fusion inférieures à celles des éléments purs et peuvent être combinés plus facilement en acier en fusion, ce qui offre certains avantages pendant la production. Différents types de fours sont utilisés pour produire des ferroalliages, notamment des fours à arc électrique immergé, des fours à réaction exothermique ou métallothermique et des cellules électrolytiques. Il existe de nombreuses entreprises qui produisent des ferroalliages avec des installations capables de manipuler et de traiter les matières premières ; combiner les matériaux dans les fours; et finir le matériau pour une utilisation sur le marché en aval.