تتضمن عملية إنتاج الفيروسيليكون في المقام الأول صهر السيليكا (عادة في شكل كوارتز) والحديد في فرن القوس المغمور. فيما يلي شرح تفصيلي لعملية إنتاج السيليكون الحديدي:

تحضير المواد الخام: المواد الخام الرئيسية المستخدمة في إنتاج الفيروسيليكون هي السيليكا (SiO2) والحديد (Fe). يتم الحصول على هذه المواد عادةً في شكل كوارتز (سيليكا) وخام الحديد ، على الرغم من أنه يمكن أيضًا استخدام مواد أخرى تحتوي على الحديد مثل مقياس المطحنة أو خردة الحديد. يتم اختيار المواد الخام ومزجها بعناية لتحقيق التركيبة المرغوبة لسبائك الفيروسيليكون.

شحن فرن القوس المغمور: يتم تحميل الخليط المحضر من السيليكا والمواد المحتوية على الحديد في فرن القوس المغمور. هذا النوع من الأفران عبارة عن وعاء كبير مبطن بالحرارة به ثلاثة أو أكثر من أقطاب الجرافيت التي تمتد إلى الفرن من الأعلى.

التسخين والاختزال: يتم تمرير تيار كهربائي عبر الأقطاب الكهربائية ، مما يخلق قوسًا كهربائيًا بين الأقطاب الكهربائية والمواد الخام. يولد هذا القوس حرارة شديدة ، مما يرفع درجة الحرارة داخل الفرن إلى حوالي 2000 إلى 2400 درجة مئوية (3632 إلى 4352 درجة فهرنهايت).

تفاعلات الصهر والاختزال: في مثل هذه درجات الحرارة المرتفعة ، يتم تقليل السيليكا وأكاسيد الحديد في المواد الخام بواسطة الكربون لإنتاج السيليكون (Si) والحديد (Fe). تفاعلات الاختزال الأولية هي كما يلي:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

في هذه التفاعلات ، يعمل الكربون (C) كعامل اختزال ، حيث يزيل الأكسجين من السيليكا وأكاسيد الحديد ، مما يؤدي إلى تكوين السيليكون والحديد وغاز أول أكسيد الكربون (CO).

تشكيل سبائك الفيروسيليكون: يتحد السيليكون المصهور والحديد المنصهر لتشكيل سبيكة الفيروسيليكون. يتم التحكم في نسبة السيليكون إلى الحديد لتحقيق التركيبة المرغوبة بناءً على الدرجة المحددة من السيليكون الحديدي المطلوب.

التنصت والصب: بمجرد تحقيق تركيبة سبيكة الحديدوزيليكون المرغوبة ، يتم سحب المعدن المنصهر من الفرن من خلال فتحات الصنبور إلى المغارف. من المغارف ، يتم صب سبائك الحديد المنصهر في قوالب لإنشاء كتل صلبة أو معالجة أخرى للحصول على أشكال وأحجام محددة ، اعتمادًا على التطبيق المقصود.

التبريد والتصلب: يبرد السليكون المصبوب ويتصلب في القوالب ، ويشكل كتلًا أو أشكالًا صلبة.

التكسير والتحجيم: بعد التصلب ، عادة ما يتم سحق الفيروسيليكون إلى قطع أصغر باستخدام الكسارات ثم غربلة للحصول على التوزيع المطلوب لحجم الجسيمات. قد تحتوي الدرجات المختلفة من الفيروسيليكون على مواصفات مختلفة الحجم بناءً على التطبيقات المقصودة.

التعبئة والتغليف والتوزيع: يتم تغليف المنتج النهائي للسيليكون الحديدي وشحنه إلى صناعات مختلفة لاستخدامه في صناعة الصلب وعمليات المسابك والتطبيقات الأخرى.

من المهم ملاحظة أنه يمكن تكييف عملية الإنتاج بناءً على المتطلبات المحددة لدرجات مختلفة من الفيروسيليكون والمواد الخام المتاحة. بالإضافة إلى ذلك ، قد تستخدم بعض مرافق الإنتاج الحديثة تقنيات متقدمة لتعزيز الكفاءة وتقليل استهلاك الطاقة أثناء عملية التصنيع.