Il silicio si contrae quando è liquido e si espande quando solidificato. Ha un punto di fusione e di ebollizione elevato e forma una struttura cristallina cubica di diamante quando cristallizzato. La chiave del ruolo del silicio come semiconduttore e del suo utilizzo in elettronica è la struttura atomica dell'elemento, che comprende quattro elettroni di valenza, che consentono al silicio di combinarsi facilmente con altri elementi.
La maggior parte del silicio raffinato ogni anno - circa l'80% - viene prodotto come ferrosilicio per l'utilizzo nella produzione dell'acciaio. A seconda delle esigenze della fonderia, il ferrosilicio può contenere dal 15% al 90% di silicio.
Le leghe di ferro e silicio vengono prodotte mediante fusione di riduzione utilizzando forni ad arco di minerale. Le fonti di carbonio come i minerali ricchi di silice e il carbone da coke (carbone metallurgico) vengono frantumate e caricate nei forni insieme ai rottami di ferro. A temperature superiori a 1900 gradi (3450 gradi F), il carbonio reagisce con l'ossigeno presente nel minerale per formare monossido di carbonio. Allo stesso tempo, il ferro e il silicio rimanenti si uniscono per formare ferrosilicio fuso, che può essere raccolto picchiettando sul fondo del forno.
Una volta raffreddato e indurito, il ferrosilicio può essere trasportato e utilizzato direttamente nella produzione dell'acciaio. Lo stesso metodo, escluso il ferro, viene utilizzato per produrre silicio di grado metallurgico con una purezza superiore al 99%. Il silicio metallurgico viene utilizzato anche nella produzione dell'acciaio, nonché nella produzione di leghe di alluminio e prodotti chimici a base di silano.
Il silicio metallurgico è classificato in base ai livelli di impurità di ferro, alluminio e calcio presenti nella lega. Ad esempio, il contenuto di ferro e alluminio nel silicio metallico 553 è inferiore allo 0,5% e il contenuto di calcio è inferiore allo 0,3%. Il ferrosilicio ha molti usi oltre alla produzione dell'acciaio. È una prelega utilizzata nella produzione di ferrosilicio magnesio e un agente nodulizzante utilizzato nella produzione di ferro duttile.
