Sono necessarie le seguenti materie prime: Le principali materie prime sono la silice (SiO₂) e una fonte di ferro, generalmente sotto forma di rottami di ferro o minerale di ferro. In alcuni casi, possono essere inclusi agenti riducenti, come coke o carbone, per facilitare la reazione di riduzione.
Caricamento del forno:Le materie prime vengono meticolosamente combinate e caricate in un forno elettrico ad arco. Le proporzioni dipendono dal contenuto di silicio desiderato del prodotto finale.
Riscaldamento ad arco elettrico: il forno ad arco elettrico genera temperature elevate (da circa 1500 a 2000 gradi Celsius o da 2732 a 3632 gradi Fahrenheit) facendo passare una corrente elettrica attraverso la carica. Il calore generato dagli archi elettrici scioglie le materie prime, consentendo il verificarsi delle reazioni di riduzione.
La reazione di riduzione è la seguente: Nell'ambiente ad alta temperatura del forno, la silice viene ridotta dal carbonio (da coke o carbone) nella seguente reazione:
La reazione tra biossido di silicio e carbonio provoca la formazione di silicio e monossido di carbonio. L'equazione per questa reazione è la seguente:
SiO2 + 2C → Si + 2CO Inoltre, gli ossidi di ferro possono essere ridotti come parte di questo processo.
La formazione del ferrosilicio: Man mano che la reazione procede, il ferrosilicio viene prodotto sotto forma di lega liquida. Il silicio si combina con il ferro presente nella carica iniziale.
Il forno viene spillato per: Una volta completata la reazione, il ferrosilicio fuso viene prelevato dal forno e lasciato raffreddare. Può poi essere solidificato in stampi per formare lingotti o colato in altre forme secondo le specifiche del cliente.
