Production et réactions

Ferrosiliciumest produit par réduction de silice ou de sable avec du coke en présence de fer.Les sources typiques de fer sont la ferraille ou la calamine.Les ferrosiliciums contenant jusqu'à environ 15 % de silicium sont fabriqués dans des hauts fourneaux garnis de briques réfractaires acides.Les ferrosiliciums à plus forte teneur en silicium sont fabriqués dans des fours à arc électrique.Les formulations habituelles sur le marché sont des ferrosiliciums à 15%, 45%, 75% et 90% de silicium.Le reste est du fer, avec environ 2% constitué d'autres éléments comme l'aluminium et le calcium.Une surabondance de silice est utilisée pour empêcher la formation de carbure de silicium.La microsilice est un sous-produit utile.

Une perryite minérale est similaire àferrosilicium, avec sa composition Fe5Si2.Au contact de l'eau, le ferrosilicium peut produire lentement de l'hydrogène.La réaction, qui est accélérée en présence de base, est utilisée pour la production d'hydrogène.Le point de fusion et la densité du ferrosilicium dépendent de sa teneur en silicium, avec deux zones presque eutectiques, l'une proche de Fe2Si et la seconde couvrant la plage de composition FeSi2-FeSi3.

Les usages

Ferrosiliciumest utilisé comme source de silicium pour réduire les métaux de leurs oxydes et pour désoxyder l'acier et d'autres alliages ferreux.Cela empêche la perte de carbone de l'acier fondu (ce que l'on appelle le blocage de la chaleur);le ferromanganèse, le spiegeleisen, les siliciures de calcium et de nombreux autres matériaux sont utilisés dans le même but. Il peut être utilisé pour fabriquer d'autres ferroalliages.Le ferrosilicium est également utilisé pour la fabrication de silicium, d'alliages de silicium ferreux résistant à la corrosion et aux hautes températures, et d'acier au silicium pour les moteurs électriques et les noyaux de transformateurs.Dans la fabrication de la fonte, le ferrosilicium est utilisé pour l'inoculation du fer afin d'accélérer la graphitisation.Dans le soudage à l'arc, le ferrosilicium peut être trouvé dans certains revêtements d'électrodes.

Le ferrosilicium est une base pour la fabrication de préalliages comme le ferrosilicium de magnésium (MgFeSi), utilisé pour la production de fonte ductile.MgFeSi contient 3 à 42% de magnésium et de petites quantités de métaux de terres rares.Le ferrosilicium est également important comme additif aux fontes pour contrôler la teneur initiale en silicium.

Le ferrosilicium de magnésium joue un rôle déterminant dans la formation de nodules, qui confèrent à la fonte ductile sa propriété flexible.Contrairement à la fonte grise, qui forme des flocons de graphite, la fonte ductile contient des nodules de graphite, ou pores, qui rendent la fissuration plus difficile.

Le ferrosilicium est également utilisé dans le procédé Pidgeon pour fabriquer du magnésium à partir de dolomite.Le traitement du ferrosilicium à haute teneur en silicium avec du chlorure d'hydrogène est à la base de la synthèse industrielle du trichlorosilane.

Le ferrosilicium est également utilisé dans un rapport de 3 à 3,5% dans la fabrication de tôles pour le circuit magnétique des transformateurs électriques.