El silicio se contrae cuando está líquido y se expande cuando se solidifica. Tiene un alto punto de fusión y ebullición y forma una estructura cristalina cúbica de diamante cuando cristaliza. La clave para el papel del silicio como semiconductor y su uso en electrónica es la estructura atómica del elemento, que incluye cuatro electrones de valencia, lo que permite que el silicio se combine fácilmente con otros elementos.
La mayor parte del silicio refinado cada año (alrededor del 80%) se produce como ferrosilicio para su uso en la fabricación de acero. Dependiendo de los requisitos de la fundición, el ferrosilicio puede contener entre un 15% y un 90% de silicio.
Las aleaciones de hierro y silicio se producen mediante fundición reductora utilizando hornos de arco de mineral. Las fuentes de carbono, como los minerales ricos en sílice y el carbón coquizable (carbón metalúrgico), se trituran y cargan en los hornos junto con la chatarra. A temperaturas superiores a 1900 grados (3450 grados F), el carbono reacciona con el oxígeno presente en el mineral para formar gas monóxido de carbono. Al mismo tiempo, el hierro y el silicio restantes se combinan para formar ferrosilicio fundido, que se puede recoger dando golpecitos en el fondo del horno.
Una vez enfriado y endurecido, el ferrosilicio puede transportarse y utilizarse directamente en la fabricación de acero. El mismo método, excluyendo el hierro, se utiliza para producir silicio de grado metalúrgico con una pureza superior al 99%. El silicio metalúrgico también se utiliza en la fabricación de acero, así como en la fabricación de aleaciones de aluminio y productos químicos de silano.
El silicio metalúrgico se clasifica según los niveles de impurezas de hierro, aluminio y calcio presentes en la aleación. Por ejemplo, el contenido de hierro y aluminio en el silicio metálico 553 es inferior al 0.5% y el contenido de calcio es inferior al 0.3%. El ferrosilicio tiene muchos usos además de la fabricación de acero. Es una prealeación utilizada en la producción de ferrosilicio magnésico y un agente nodulizante utilizado en la producción de hierro dúctil.
