Produktion und Reaktionen

Ferrosiliziumwird durch Reduktion von Kieselsäure oder Sand mit Koks in Gegenwart von Eisen hergestellt.Typische Eisenquellen sind Eisenschrott oder Walzzunder.Ferrosilizium mit einem Siliziumgehalt bis etwa 15 % werden in Hochöfen hergestellt, die mit sauren Schamottesteinen ausgekleidet sind.Ferrosilizium mit höherem Siliziumgehalt wird in Lichtbogenöfen hergestellt.Die marktüblichen Formulierungen sind Ferrosilizium mit 15 %, 45 %, 75 % und 90 % Silizium.Der Rest ist Eisen, wobei etwa 2 % aus anderen Elementen wie Aluminium und Kalzium bestehen.Es wird ein Überschuss an Siliciumdioxid verwendet, um die Bildung von Siliciumcarbid zu verhindern.Microsilica ist ein nützliches Nebenprodukt.

Ein Mineral ist Perryit ähnlichFerrosilizium, mit seiner Zusammensetzung Fe5Si2.In Kontakt mit Wasser kann Ferrosilizium langsam Wasserstoff produzieren.Die in Gegenwart von Base beschleunigte Reaktion wird zur Wasserstofferzeugung genutzt.Der Schmelzpunkt und die Dichte von Ferrosilizium hängen von seinem Siliziumgehalt ab, mit zwei nahezu eutektischen Bereichen, einer in der Nähe von Fe2Si und der zweite überspannt den Zusammensetzungsbereich von FeSi2-FeSi3.

Verwendet

Ferrosiliziumwird als Siliziumquelle verwendet, um Metalle von ihren Oxiden zu reduzieren und Stahl und andere Eisenlegierungen zu desoxidieren.Dies verhindert den Verlust von Kohlenstoff aus dem geschmolzenen Stahl (sogenanntes Blockieren der Hitze);Ferromangan, Spiegeleisen, Calciumsilizide und viele andere Materialien werden für den gleichen Zweck verwendet. Es kann zur Herstellung anderer Ferrolegierungen verwendet werden.Ferrosilizium wird auch zur Herstellung von Silizium, korrosionsbeständigen und hochtemperaturbeständigen Eisen-Silizium-Legierungen und Siliziumstahl für Elektromotoren und Transformatorkerne verwendet.Bei der Herstellung von Gusseisen wird Ferrosilizium zum Impfen des Eisens verwendet, um die Graphitisierung zu beschleunigen.Beim Lichtbogenschweißen kann Ferrosilizium in einigen Elektrodenbeschichtungen gefunden werden.

Ferrosilizium ist eine Basis für die Herstellung von Vorlegierungen wie Magnesium-Ferrosilizium (MgFeSi), das zur Herstellung von Sphäroguss verwendet wird.MgFeSi enthält 3–42 % Magnesium und geringe Mengen an Seltenerdmetallen.Ferrosilizium ist auch wichtig als Zusatz zu Gusseisen zur Steuerung des Anfangsgehalts an Silizium.

Magnesiumferrosilicium ist maßgeblich an der Bildung von Knötchen beteiligt, die duktilem Eisen seine flexible Eigenschaft verleihen.Im Gegensatz zu Grauguss, der Graphitflocken bildet, enthält Sphäroguss Graphitknollen oder Poren, die die Rissbildung erschweren.

Ferrosilizium wird auch im Pidgeon-Verfahren verwendet, um Magnesium aus Dolomit herzustellen.Die Behandlung von siliciumreichem Ferrosilicium mit Chlorwasserstoff ist die Grundlage der industriellen Synthese von Trichlorsilan.

Auch bei der Herstellung von Blechen für den Magnetkreis elektrischer Transformatoren wird Ferrosilizium in einem Anteil von 3–3,5 % verwendet.