BR112018002291B1 - Pó de óxido de magnésio, e método de produção de pó de óxido de magnésio - Google Patents

Abstract

PÓ DE ÓXIDO DE MAGNÉSIO, E MÉTODO DE PRODUÇÃO DO MESMO. A presente invenção refere-se a um pó de óxido de magnésio capaz de restringir a deformação da forma circunferencial interna de uma bobina recozida, e fornecer adicionalmente uma aparência externa de revestimento suficientemente uniforme após o recozimento; e um método para produzir o pó. O pó de óxido de magnésio da invenção é um pó de óxido de magnésio que inclui um elemento Fe, onde o teor do elemento Fe é de 0,03 a 0,20% em peso, e ao menos uma parte do elemento Fe tem uma estrutura de agrupamento.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um pó de óxido de magnésio, incluindo um elemento Fe, e a um método para produzir o pó, e é útil como uma técnica para aprimorar/retificar a aparência externa de um revestimento em uma folha de aço eletromagnético de grão orientado ou tal folha, a deformação de uma bobina feita da folha, e outras desvantagens da folha.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] As folhas de aço eletromagnético de grão orientado convencionais são produzidas geralmente como descrito a seguir. Por exemplo, uma placa de aço contendo silício (Si) é submetida à laminação a quente, recozimento, laminação a frio e outras a serem ajustadas em uma espessura de folha predeterminada. Em seguida, o resultante é submetido a recozimento com descarbonização, recristalização e outros processos para formar um revestimento de óxido feito principalmente de SiO2 na superfície da folha de aço. Ademais, em geral, uma pasta de um agente de separação de recozimento feito principalmente de óxido de magnésio é pintada na superfície da folha de aço; o resultante é seco e subsequentemente enrolado em uma forma de bobina; e a bobina é submetida a recozimento de acabamento em uma temperatura predeterminada. No momento do recozimento de acabamento, uma reação é gerada entre o MgO, que é um componente principal do agente de separação de recozimento, e o revestimento de óxido, que é formado pelo recozimento com descarbonização e é feito principalmente de SiO2, para formar umo revestimento de forsterite (Mg2SiO4) chamado revestimento de vidro.

[003] De modo a formar um revestimento de vidro com um desempenho de revestimento uniforme e excelente, tal como um agente de separação de recozimento na técnica anterior, o Documento de Patente 1 sugere um agente de separação de recozimento feito principalmente de MgO e contendo um composto Fe. Este Documento de Patente 1 determina que uma folha de aço descarbonizada e recozida é revestida com um agente de separação de recozimento incluindo uma espécie MgO que tem uma área superficial específica BET de 15 a 100 m2/g e um valor CAA de 45 a 300 segundos, incluindo um composto Fe, no qual o teor do dito composto Fe é de 0,15 a 5,0% (em termos de Fe). Entretanto, tal como mostrado nas Tabelas 1 e 2 no Documento de Patente 1, somente quando o agente de separação de recozimento contém 0,50% ou mais do composto Fe, sendo esta proporção um valor convertido em Fe, um efeito de formação de revestimento de vidro é obtido. Quando o agente contém 0,05% do composto Fe, esta proporção sendo a mesma, o efeito não é obtido.

[004] Enquanto isso, de modo a resolver um problema de que a forma circunferencial interna de uma bobina é deformada, o Documento de Patente 2 sugere um agente de separação de recozimento feito principalmente de magnésio (MgO) e contendo Fe2O3. Este Documento de Patente 2 afirma que a deformação da bobina pode ser restrita usando um agente de separação de recozimento que mostra um fator de encolhimento de volume de 20 a 60%, quando a bobina é recozida a uma temperatura de 900° C ou superior. Em outras palavras, tal como mostrado na Tabela 2 no Documento de Patente 2, afirma-se que o Fe2O3 é adicionado ao agente de separação de recozimento feito principalmente de MgO. Portanto, é compreensível que o Fe tenha que estar presente na forma de Fe2O3 para controlar o fator de encolhimento de volume do agente de separação de recozimento e, além disso, o controle da sua quantidade de adição é necessário.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[005] Documento de Patente 1: JP-A-H09-256068

[006] Documento de Patente 2: JP-A-2011-127179

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO

[007] Entretanto, induzindo somente um elemento Fe a estar presente na forma de Fe2O3 em um agente de separação de recozimento, e controlando a sua quantidade de adição, tal como no Documento de Patente 2, a reatividade de revestimento de MgO não pode ser suficientemente alta. Assim, é difícil controlar a aparência externa do revestimento com maior precisão. Enquanto isso, no caso de aumentar a reatividade de revestimento do pó para aprimorar a aparência externa do revestimento, o pó com alta reatividade de revestimento, no momento do recozimento da bobina, tem seu fator de encolhimento de volume aumentado, uma vez que o pó também tem alta reatividade autossinterizante. Portanto, é difícil manter a forma da bobina.

[008] Assim, um objetivo da presente invenção é fornecer um pó de óxido de magnésio capaz de restringir a deformação da forma circunferencial interna de uma bobina recozida, e fornecer ainda uma aparência externa de revestimento suficientemente uniforme após o recozimento; e um método para produzir o pó.

MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS

[009] Os inventores fizeram repetidamente investigações ávidas para financiar recentemente o pó de óxido de magnésio, no qual ao menos uma parte de um elemento Fe tem uma estrutura de agrupamento que é usada como agente de separação de recozimento, o uso permite resolver de uma vez ambos os itens acima, contudo, o fato é que o pó tem uma alta reatividade de revestimento. Assim, a presente invenção foi alcançada.

[0010] Consequentemente, o pó de óxido de magnésio da presente invenção é um pó de óxido de magnésio que compreende um elemento Fe, o teor do elemento Fe é de 0,03 a 0,20% em peso, e ao menos uma parte do dito elemento Fe tem uma estrutura de agrupamento. Na invenção, cada uma das várias propriedades físicas é um valor medido por um método adotado nos Exemplos e outros.

[0011] O pó de óxido de magnésio da presente invenção permite restringir a deformação da forma circunferencial interna de uma bobina recozida, e fornecer ainda à bobina uma aparência externa de revestimento suficientemente uniforme após o recozimento da dita bobina. Não são claros os mecanismos que restringem a deformação da bobina e o aprimoramento da aparência externa do revestimento. Entretanto, os mecanismos seriam da seguinte forma: sobre o aprimoramento da aparência externa do revestimento, ao menos a parte do elemento Fe no pó de óxido de magnésio forma, nos cristais de MgO, a estrutura de agrupamento. A existência dessa fração de elemento, que tem a estrutura de agrupamento, faria com que o pó atuasse como um catalisador quando o aço para a bobina fosse submetido à combustão. Mesmo quando um teor do elemento Fe por porcentagem for relativamente pequeno, esse efeito catalítico faria com que o MgO tivesse uma alta reatividade de revestimento e promoveria, quando o aço é recozido, uma reação de formação de revestimento, formando assim um revestimento uniforme. Com relação à restrição de deformação da bobina, a reatividade do próprio MgO não deve ser muito alta uma vez que o pó é tem sua reatividade de revestimento aumentada pelo efeito catalítico do Fe. Consequentemente, a reatividade autossinterizante do MgO é restrita para manter o pó com baixo fator de encolhimento de volume. Assim, após o recozimento, é possível evitar que a bobina se transforme em uma bobina solta.

[0012] O pó de óxido de magnésio da presente invenção tem preferencialmente uma área superficial específica BET de 10 a 40 m2/g. Quando a área de superfície específica está nesta faixa, o pó pode ter uma reatividade adequada (atividade) para tornar possível restringir a quantidade gerada de defeitos do revestimento enquanto diminuindo a reatividade de hidratação do óxido de magnésio, e aprimorando mais a adesividade do revestimento. Se a atividade é muito alta, o óxido de magnésio no pó de óxido de magnésio passa facilmente por uma reação de hidratação em hidróxido de magnésio quando o pó de óxido de magnésio é misturado com água para produzir uma pasta. Consequentemente, o estado da atmosfera facilmente se torna desigual. Assim, na etapa de recozimento de acabamento, os defeitos do revestimento, tais como os orifícios, seriam facilmente gerados.

[0013] O pó de óxido de magnésio da presente invenção tem preferencialmente um fator de encolhimento de volume de 20 a 80%. Quando o fator de encolhimento de volume está nessa faixa, a bobina pode ser encolhida isotopicamente quando recozida e ainda o gás atmosférico se torna bom para ser distribuído nos espaços entre partes de folha de aço da bobina durante o recozimento. Assim, a bobina garante facilmente a uniformidade do seu interior. Além disso, após o recozimento, a bobina garante a pressão superficial entre as suas partes de folha de aço, de modo que a força fracionada permanece entre as ditas partes de folha de aço. Consequentemente, a deformação da bobina pode ser restrita com maior certeza. Ademais, de acordo com a restrição da deformação da bobina, a bobina não é impedida de ser inserida em um carretel de desenrolamento.

[0014] O pó de óxido de magnésio da presente invenção inclui preferencialmente o elemento Fe, cuja valência é trivalência. Embora os detalhes da estrutura de agrupamento sejam descritos mais adiante, a estrutura seria uma estrutura na qual: a partir de cada reticulado da unidade MgO, Mg2+ se torna um reticulado vazio; ao invés do íon Mg, Fe3+ está presente. Portanto, é preferencial que o pó inclua o elemento Fe, cuja valência é trivalência, de modo a formar a estrutura de agrupamento estável. Além disso, quando o pó inclui o elemento Fe, cuja valência é trivalência, o elemento Fe pode ser produzido em um estado de agrupamento em uma baixa concentração, de tal forma que o pó possa ter uma alta reatividade de revestimento. Assim, o pó é mais favorável para alcançar a compatibilidade entre a restrição de deformação da bobina e o aprimoramento da aparência externa do revestimento.

[0015] Também a partir de um ponto de vista descrito abaixo, é preferencial que o pó inclua o elemento Fe, cuja valência é trivalência. Um revestimento de forsterite (Mg2SiO4) seria inicialmente formado, no recozimento de acabamento da bobina, por uma reação entre MgO, que é um componente principal do pó de óxido de magnésio, e a camada de óxido, que é feita principalmente de SiO2, e foi formada por recozimento com descarbonização, tal como mostrado na fórmula (1) descrita abaixo. Neste momento, a presença de Fe bivalente (tal como FeO) facilmente causaria uma reação de uma fórmula (2) descrita abaixo para produzir soluções sólidas de forsterite e fayalite desfavoráveis. Mesmo quando a reação da fórmula (2) é causada, os produtos são finalmente transformados em forsterite, onde todos os átomos de Fe foram substituídos por átomos de Mg, com um aumento na temperatura de recozimento. Entretanto, o fim da reação seria retardado desfavoravelmente. Assim, pode ser considerado que a presença de Fe bivalente desfavoravelmente faz com que MgO e SiO2 tenham baixa reatividade entre eles e, no caso do Fe trivalente, a reação da fórmula (2) não avança facilmente. Portanto, é preferencial que o pó inclua o elemento Fe cuja valência é trivalência.

[0016] O pó de óxido de magnésio da presente invenção é usado preferencialmente como um agente de separação de recozimento para folhas de aço eletromagnético de grão orientado. O uso do pó de óxido de magnésio da invenção, como agente de separação de recozimento para folhas de aço eletromagnético de grão orientado, permite formar um revestimento de forsterite de alta qualidade para aprimorar as propriedades magnéticas e as propriedades de isolamento das folhas de aço eletromagnético de grão orientado.

[0017] O método da presente invenção para produzir um pó de óxido de magnésio é um método para produzir um pó de óxido de magnésio que compreende um elemento Fe, compreendendo: a etapa de submeter à combustão um precursor de óxido de magnésio, no qual um composto Fe é ajustado para ser compreendido em uma quantidade de 0,03 a 0,20% em peso do pó de óxido de magnésio a ser obtido, a quantidade sendo uma quantidade de Fe convertido, formando assim uma estrutura de agrupamento em ao menos uma parte do dito elemento Fe. Ao submeter à combustão o precursor de óxido de magnésio incluindo o composto Fe na quantidade predeterminada, e então produzindo MgO, uma estrutura de agrupamento pode ser formada em ao menos uma parte de cristais de MgO. A presença do elemento Fe tendo tal estrutura de agrupamento faz com que o elemento atue como um catalisador quando o pó é submetido à combustão, de modo que o dito pó possa promover uma reação de formação de revestimento quando a bobina é recozida. Desta forma, torna-se possível produzir um pó de óxido de magnésio que possa restringir a deformação da forma circunferencial interna da bobina recozida, e que possa fornecer ainda uma aparência externa do revestimento suficientemente uniforme após o recozimento. Ademais, a forma pode alcançar um aprimoramento na produtividade de tais bobinas, uma operação estável de instalações de produção para a mesma, um aprimoramento dos produtos resultantes em produção (por exemplo, a prevenção da geração de resíduo de bobina) e outros.

[0018] No método da presente invenção para produzir um pó de óxido de magnésio, o composto Fe é preferencialmente ao menos um selecionado a partir do grupo que consiste de óxidos, hidróxidos, carbonatos, cloretos, sulfatos, sulfetos, nitratos, fosfatos e silicatos. O uso do composto Fe acima permite formar um agrupamento Fe/MgO que seja útil na produção dos efeitos vantajosos desejados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] A figura 1 mostra os respectivos espectros de Fe XANES (espectros de absorção normalizados) do Exemplo Experimental 1, e Exemplos 1 e 5.

[0020] A figura 2 mostra os respectivos espectros de Fe XANES (espectros de absorção normalizados) dos Exemplos Comparativos 7 e 8.

[0021] A figura 3 mostra os respectivos espectros de Fe XANES (espectros de absorção normalizados) de amostras padrão (Fe, FeO, Fe2O3 e Fe3O4).

[0022] A figura 4 mostra uma vibração EXAFS do Exemplo Experimental 1.

[0023] A figura 5 mostra uma função estrutural do vetor de raio obtida por transformação de Fourier no Exemplo Experimental 1, onde uma linha sólida e uma linha pontilhada da mesma representam valores experimentais e valores de ajuste, respetivamente.

MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO Estrutura de agrupamento

[0024] O pó de óxido de magnésio da presente invenção é um pó de óxido de magnésio que inclui um elemento Fe, no qual ao menos uma parte do dito elemento Fe tem uma estrutura de agrupamento. A estrutura de agrupamento não significa uma estrutura na qual os íons de Fe são parcialmente substituídos por íons de Mg (solução sólida substitutiva), mas sim um reticulado unitário MgO, onde os íons de Fe estão presentes em um sítio diferente no reticulado para estarem uma forma agrupada. Especificamente, os íons Mg2+ em um reticulado unitário de MgO saem parcialmente na forma de vazios no reticulado (defeitos de Mg2+), e ao invés dos íons, os íons de Fe estão presentes no reticulado unitário de MgO como em uma forma agregada. Desta forma, uma estrutura de agrupamento (estrutura de agrupamento Fe/MgO) pode ser formada. Por exemplo, 13 íons Mg2+ em um reticulado unitário de MgO são exibidos na forma de vazios de reticulado (defeitos de Mg2+) e ao invés dos íons, quatro íons Fe3+ estão presentes na forma agregada em sítios tetragonais no reticulado unitário de MgO. Desta forma, uma estrutura de agrupamento (estrutura de agrupamento Fe3+/MgO) pode ser formada. Sobre tal estrutura de agrupamento Fe3+/MgO, um modelo estrutural da mesma é sugerido, por exemplo, na figura 6 no Documento de Referência 1 (K. Asakura, Y. Iwasawa, H. Kuroda, "EXAFS AND XANES STUDIES ON THE LOCAL STRUCTURES OF METAL IONS IN METAL DOPED MgO SYSTEM", Journal de Physique Colloques, 47, C8-317-C8-320 (1986)). Conforme será descrito abaixo, a estrutura de agrupamento pode ser especificada pela medição XAFS (estrutura fina de absorção de raios X).

XAFS (Estrutura fina de absorção de raios X

[0025] A seguir, será feita uma breve descrição sobre uma estrutura fina de absorção de raios X (XAFS). Neste caso na medição da absorbância de uma substância, enquanto um raio X incidente é transformado em energia de fótons, um aumento rápido na absorbância (borda de absorção de raios X) é observado quando a energia do raio X incidente é igual a um nível nuclear de cada um dos átomos que constitui a substância de medição. Posteriormente, com um aumento na energia do raio X incidente, observa-se que a absorbância é atenuada suavemente. Para referência, a posição de energia da borda de absorção de raios X de cada elemento é peculiar ao elemento. Quando este espectro é examinado em detalhes, entende-se que a vizinhança da borda de absorção tem uma estrutura de espectro que mostra uma grande alteração, e em uma região de maior energia do que a borda de absorção, há uma pequena mas suave estrutura de vibração.

[0026] Uma estrutura fina de borda de absorção faz com que sua aparência em uma região estreita próxima à borda de absorção seja chamada de XANES (estrutura na proximidade da borda de absorção de raios X), e uma estrutura de vibração que faz sua aparência em uma ampla região com maior energia do que a XANES seja chamada de EXAFS (estrutura fina de absorção de raios X estendida). Geralmente, as duas são chamadas coletivamente de uma estrutura fina de absorção de raios X (XAFS). O espectro de XANES corresponde à transição de átomos que constituem uma substância de medição do seu nível nuclear para seus vários níveis vazios. Assim, a estrutura dos elétrons de um átomo central, para fora dos átomos, a simetria e outros fatores são refletidos no espectro XANES. Consequentemente, as partes de informação podem ser ganhas no estado dos elétrons do átomo, tal como a sua valência, entre outros. Entretanto, a estrutura de vibração do EXAFS é causada por um efeito de interferência de elétrons emitidos para fora dos átomos pelo raio X incidente, e elétrons espalhados por átomos ao redor. Assim, pela medição de EXAFS, as partes de informação podem ser obtidas pelo número de átomos em torno do átomo central selecionado (por exemplo, o número de coordenação), as espécies dos átomos, a distância entre os átomos e outras microestruturas locais. Consequentemente, quando a quantidade de absorção de raios X da substância é monitorada através de XANES ou EXAFS, preferencialmente XANES e EXAFS, as partes de informação podem ser obtidas com maior precisão na estrutura atômica da substância, e uma estrutura de agrupamento desta, e outras.

[0027] No XAFS, um método de transmissão, um método de produção de fluorescência, um método de produção de elétrons (tal como um método de produção parcial de elétrons ou um método de produção total de elétrons), ou tal método de medição é amplamente usado. A partir do ponto de vista da análise de informação em um volume, o método de transmissão, o método de produção de fluorescência ou similar é preferencial. De acordo com a concentração da amostra de medição, e outras, o método de transmissão, o método de produção de fluorescência ou similar é selecionado adequadamente para ser usado.

[0028] O método de transmissão é um método de medição mais fiel ao princípio do XAFS, e é um método que detecta a intensidade da luz incidente e a intensidade do raios X transmitidos em uma amostra para medir a dose absorvida de raios X. Assim, partes de informação de volume na amostra são obtidas. O composto alvo é geralmente medido em uma concentração não menor do que um valor predeterminado (por exemplo, vários percentuais em peso ou mais).

[0029] Por outro lado, quando uma medição de acordo com o método de transmissão não pode ser feita devido, por exemplo, a uma baixa concentração do composto alvo, qualquer um dos outros métodos de medição pode ser usado. Por exemplo, o método de produção de fluorescência pode ser usado para fazer a medição. No método de produção de fluorescência, somente os raios X fluorescentes a partir de um elemento alvo são mensuráveis, de modo que os resultados obtidos são dificilmente afetados por elementos de grande teor em porcentagem. Este método é, portanto, eficaz para o caso de medir um espectro de absorção de raios X de cada elemento de pequeno teor em porcentagem. Além disso, os raios X fluorescentes têm forte energia de transmissão (pequena em interação com qualquer substância), de modo que os raios X fluorescentes produzidos a partir do interior de uma amostra sejam detectáveis. Assim, o método é favorável como um método para obter partes de informação de volume. Em uma região de energia de Fe, uma medição de uma amostra diluída geralmente é feita usando o método de produção de fluorescência. Qualquer espectro obtido pelo método de produção de fluorescência seria essencialmente equivalente ao produzido pelo método de transmissão.

[0030] O método de produção de elétrons é um método de irradiação de raios X em uma amostra, e detecta no momento da radiação, uma corrente elétrica que flui na mesma. Portanto, é necessário que a amostra seja uma substância eletrocondutora. Além disso, o método é sensível à superfície da amostra (para fornecer partes de informação em uma região da amostra a partir da sua superfície para a uma profundidade de vários nanômetros).

Pó de óxido de magnésio

[0031] O pó de óxido de magnésio da presente invenção é feito de partículas principalmente de óxido de magnésio. De modo a formar um revestimento de forsterite eficaz, a proporção de óxido de magnésio como componente principal é ajustada preferencialmente a 95% em peso ou mais, mais preferencialmente a 98% em peso ou mais. O pó pode conter qualquer componente de impureza originando de matérias- primas do pó. Exemplos de componente incluem Na, Al, Si, P, S, Cl, K e Ca.

[0032] De modo a atingir a compatibilidade entre a prevenção da deformação da bobina e o aprimoramento da aparência externa do revestimento, o pó de óxido de magnésio da presente invenção inclui um elemento Fe, e ao menos um fragmento parcial deste que tem uma estrutura de agrupamento. Todo o elemento Fe incluído no pó de óxido de magnésio da invenção não é obrigado a ser feito em um estado de agrupamento. Conforme descrito acima, o pó pode produzir efeitos vantajosos desejados tanto como ao menos um fragmento parcial do elemento Fe que é feito em um estado de agrupamento.

[0033] O teor do elemento Fe no pó de óxido de magnésio é de 0,03 a 0,20% em peso do pó de modo que o pó atinja os dois temas mencionados acima, enquanto mantendo uma alta reatividade de revestimento. O elemento Fe está incluído no pó de óxido de magnésio em uma proporção preferencialmente de 0,04 a 0,19% em peso, mais preferencialmente de 0,05 a 0,18% em peso de modo que o efeito catalítico do elemento Fe seja aprimorado.

[0034] Sobre o elemento Fe incluído no pó de óxido de magnésio da presente invenção, o pó pode incluir um elemento Fe que tenha qualquer valência, até que o elemento Fe possa ser feito em um estado de agrupamento. O pó inclui preferencialmente um elemento Fe que tem uma trivalência. O elemento Fe no pó é preferencialmente um elemento Fe que tem uma trivalência de modo que o elemento Fe seja produzido em uma baixa concentração e em um estado de agrupamento.

[0035] O pó de óxido de magnésio da presente invenção inclui preferencialmente um elemento B a partir do ponto de vista da promoção da formação de um revestimento de forsterite. O pó de óxido de magnésio inclui o elemento B em uma proporção preferencialmente de 0,05 a 0,50% em peso, mais preferencialmente de 0,10 a 0,30% em peso do pó a partir do ponto de vista da promoção da formação de um revestimento de forsterite. A razão pela qual a formação do revestimento de forsterite é promovida devido ao pó incluir o elemento B seria a seguinte: quando a folha de aço é recozida, B torna possível reduzir a viscosidade do interior do vidro de sílica, de tal forma que o vidro seja deslocado suavemente na superfície da folha de aço para promover a reação entre o vidro e o óxido de magnésio; assim, a quantidade produzida de forsterite é aumentada.

[0036] O pó de óxido de magnésio da presente invenção pode ser dopado com qualquer elemento, exceto os elementos mencionados acima contanto que o elemento não prejudique os efeitos vantajosos da invenção. O pó pode conter o elemento que não os elementos mencionados acima, como um componente proveniente de matérias- primas do pó. O pó pode conter o seguinte como o elemento que não os elementos mencionados acima: um metal alcalino (tal como Li, Na ou K); um metal alcalinoterroso (tal como Mg, Ca, Sr ou Ba); ou algum outro elemento (tal como F, Al, Si, P, S ou Cl).

[0037] A área superficial específica BET do pó de óxido de magnésio da presente invenção é preferencialmente de 10 a 40 m2/g, mais preferencialmente de 12 a 38 m2/g para aprimorar a adesividade do revestimento do pó, enquanto restringindo a quantidade gerada de defeitos no revestimento. Como a área superficial específica BET é maior, um efeito mais favorável é produzido para um aprimoramento da reatividade do pó. Entretanto, o pó pode sofrer um problema de hidratabilidade. Assim, qualquer uma das faixas mencionadas acima é preferencial. É preferencial produzir o pó de óxido de magnésio da presente invenção misturando os produtos de pó de óxido de magnésio individuais tendo várias áreas de superfície específicas BET entre si de modo que a reatividade de revestimento (atividade) do pó possa ser controlada. Neste caso, as respetivas áreas de superfície específica BET dos produtos individuais não são particularmente limitadas, na medida em que a área superficial específica BET do produto misto seja ajustável para se enquadrar em qualquer uma das faixas mencionadas acima. Assim, qualquer uma das áreas de superfície específica BET pode estar fora da faixa. A superfície específica BET é ajustável de acordo com a temperatura de combustão de um precursor de óxido de magnésio. A temperatura de combustão é preferencialmente, por exemplo, de aproximadamente 600 a 1200° C. À medida que a temperatura de combustão é maior, o pó pode ter sua área superficial específica BET reduzida.

[0038] De modo a controlar a reatividade do revestimento (atividade) mais precisamente, o pó pode ser ajustado para ter uma área de superfície específica preferencial, por exemplo, misturando duas ou mais espécies de óxido de magnésio com diferentes áreas de superfície específicas BET entre si.

[0039] O fator de encolhimento de volume do pó de óxido de magnésio da presente invenção é preferencialmente de 20 a 80% ambos inclusivos, mais preferencialmente 20% ou mais, e menos de 80%, adicionalmente mais preferencialmente de 20 a 70% ambos inclusivos para manter a uniformidade do interior da bobina certamente, e restringir a quantidade deformada da bobina. O fator de encolhimento de volume é ajustável de acordo com a temperatura de combustão do óxido de magnésio. A temperatura de combustão é preferencialmente, por exemplo, de aproximadamente 600 a 1200° C. À medição que a temperatura de combustão é maior, o pó pode ter seu fator de encolhimento de volume reduzido.

[0040] Sobre o pó de óxido de magnésio da presente invenção, o tamanho médio de partícula do pó em uma distribuição de tamanho de partícula via úmida do mesmo, de acordo com um método de microtrack, é preferencialmente de 0,1 a 50 μm, mais preferencialmente de 0,5 a 20 μm inclusive, adicionalmente mais preferencialmente de 0,5 a 5 μm a partir do ponto de vista de uma dispersibilidade uniforme do pó e do controle do fator de encolhimento de volume. Nesta descrição, o tamanho médio de partícula indica o tamanho de partícula cumulativo de 50% obtido quando a sua distribuição de tamanho de partícula é medida por um método de difração a laser. Especificamente, o tamanho médio de partícula é como será descrito em Exemplos. Com relação ao tamanho médio de partícula do pó de óxido de magnésio da presente invenção na distribuição de tamanho de partícula via úmida do mesmo, o pó é preferencialmente controlado para conter partículas com um tamanho médio de partícula de 45 μm ou menos em uma proporção de 99% ou mais para restringir a quantidade gerada de defeitos no revestimento. Quando o fator de encolhimento de volume é controlado através do tamanho médio de partícula do pó de óxido de magnésio, as partículas com um tamanho de partícula maior tendem a ter fatores de encolhimento de volume menores, e as espécies de partículas mistas tendem a ter fatores de encolhimento de volume menores do que as espécies de partícula monodispersivas.

Método para a produção de pó de óxido de magnésio

[0041] O método da presente invenção para produzir um pó de óxido de magnésio é um método para produzir um pó de óxido de magnésio que inclui um elemento Fe, e inclui a etapa de submeter à combustão um precursor de óxido de magnésio, incluindo um composto Fe, formando assim uma estrutura de agrupamento em ao menos uma parte do elemento Fe. Em seguida, sobre o mesmo assunto de pó de óxido de magnésio da invenção, as descrições podem ser omitidas de forma apropriada.

[0042] O precursor de óxido de magnésio na presente invenção pode ser produzido por um método conhecido. O precursor de óxido de magnésio não é particularmente limitado, na medida em que o precursor é submetido à combustão para produzir óxido de magnésio. Exemplos do precursor incluem óxido de magnésio, hidróxido de magnésio e carbonato de magnésio. Para controlar a área superficial específica BET do pó de óxido de magnésio, é preferencial usar o hidróxido de magnésio. No caso de usar, como precursor de óxido de magnésio, por exemplo, o hidróxido de magnésio, o dito precursor pode ser produzido por um método conhecido.

[0043] Exemplos da matéria-prima do magnésio incluem sais de magnésio solúveis em água e seus hidratos. A matéria-prima é preferencialmente, por exemplo, cloreto de magnésio hexahidratado, cloreto de magnésio di-hidratado ou anidrido de cloreto de magnésio. Outros exemplos da matéria-prima de magnésio incluem água do mar, salmoura e água-mãe.

[0044] Exemplos da matéria-prima alcalina incluem hidróxidos de metais alcalinos e hidróxidos de metais alcalinoterrosos. Exemplos de hidróxidos de metais alcalinos incluem hidróxido de sódio e hidróxido de potássio. Exemplos de hidróxidos de metais alcalinoterrosos incluem hidróxido de magnésio e hidróxido de cálcio.

[0045] O hidróxido de magnésio, tal como descrito acima, é submetido à combustão, por exemplo, em aproximadamente 1000 a 1500° C para produzir óxido de magnésio, e o óxido de magnésio é induzido a reagir com água para produzir hidróxido de magnésio. Este composto é então utilizável como o precursor de óxido de magnésio. De modo a controlar a reatividade do revestimento do pó resultante, o método da presente invenção pode passar por uma forma de produção de óxido de magnésio, tal como descrito acima. Neste caso, com relação ao tamanho médio de partícula de óxido de magnésio na distribuição de tamanho de partícula via úmida desta, é preferencial usar um meio conhecido, tal como um moinho de bolas para pulverizar partículas preparadas para produzir partículas com um tamanho médio de partícula de 45 μm ou menos em uma proporção de 99% ou mais, de modo a dispersar uniformemente as partículas preparadas. O óxido de magnésio produzido por um método conhecido também pode ser usado. É preferencial adicionar óxido de magnésio à água a uma temperatura de aproximadamente 1 a 100° C para ajustar a concentração de óxido de magnésio na faixa de 10 a 25% em peso.

[0046] O hidróxido de magnésio produzido, tal como descrito acima, pode ser usado, como ele é, como o precursor de óxido de magnésio para avançar o processo que está sendo executado na etapa seguinte. Neste caso, um composto Fe, que será detalhado posteriormente, é incorporado no precursor de óxido de magnésio, por exemplo, adicionando o composto ao mesmo. Desta forma, um precursor de óxido de magnésio incorporado ao composto Fe pode ser produzido. A adição do composto Fe pode ser executada em qualquer momento na medida em que o momento é antes da combustão final do precursor. Além da adição de direção ao precursor de óxido de magnésio, o composto Fe pode ser adicionado a uma matéria-prima usada na produção do precursor de óxido de magnésio.

[0047] O composto Fe não está particularmente limitado na medida em que o dito composto incluir um elemento Fe. A partir do ponto de vista da formação da estrutura de agrupamento, o composto Fe é preferencialmente ao menos selecionado a partir do grupo que consiste de óxidos, hidróxidos, carbonatos, cloretos, sulfatos, sulfetos, nitratos, fosfatos e silicatos. Os óxidos são preferencialmente espécies de óxido de ferro, tal como FeO, Fe2O3 e Fe3O4. A partir do ponto de vista da formação da estrutura de agrupamento de Fe/MgO, Fe2O3, que tem uma trivalência, é o mais preferencial. Outros exemplos do composto Fe incluem hidróxidos tal como hidróxido de ferro, carbonatos tal como o carbonato de ferro, cloretos tal como cloreto de ferro, sulfatos tal como sulfato de ferro, sulfetos tal como sulfeto de ferro, nitratos tal como nitrato de ferro, fosfatos tal como fosfato de ferro, e silicatos tal como metasilicato de ferro e silicato de ferro. Mesmo quando uma matéria- prima, que não os óxidos, é usada como composto Fe, esta matéria- prima é alterada para um óxido quando o aço em questão é submetido ao recozimento de acabamento. Assim, este caso pode produzir substancialmente os mesmos efeitos vantajosos que o caso de usar um óxido.

[0048] Ao submeter à combustão um precursor de óxido de magnésio incorporado ao composto Fe, como descrito acima, óxido de magnésio pode ser produzido e, além disso, uma estrutura de agrupamento pode ser formada em ao menos um fragmento parcial do elemento Fe. Na presente invenção, para a formação da estrutura de agrupamento, o composto Fe é incorporado no precursor de óxido de magnésio, por exemplo, adicionando o composto Fe ao mesmo antes da combustão do precursor de óxido de magnésio. A adição pode ser executada em qualquer momento na medida em que o momento é antes da combustão final do precursor. Mesmo quando a incorporação do composto Fe é executada após a combustão do precursor de óxido de magnésio, nenhuma estrutura de agrupamento pode ser formada de modo que o pó resultante não possa produzir efeitos vantajosos desejados. A temperatura de combustão não é particularmente limitada na medida em que a temperatura permite que uma estrutura de agrupamento Fe/MgO seja formada em ao menos uma parte de cristais de MgO. A temperatura é preferencialmente, por exemplo, de 600 a 1200°C, mais preferencialmente de 700 a 1100°C. A área superficial específica BET do pó é ajustável de acordo com a temperatura de combustão. Quando a temperatura de combustão se torna maior, a área superficial específica BET pode ser menor.

[0049] De modo a produzir o elemento Fe em um estado de agrupamento para expressar um efeito catalítico, o composto Fe é incorporado no pó de óxido de magnésio em uma quantidade de 0,03 a 0,20% em peso do pó, sendo a quantidade uma quantidade de Fe convertido. De modo a aprimorar o efeito catalítico do elemento Fe, enquanto estabilizando a estrutura de agrupamento, o composto Fe é incorporado no pó de óxido de magnésio em uma quantidade preferencialmente de 0,04 a 0,19% em peso, mais preferencialmente de 0,05 a 0,18% em peso do pó, sendo a quantidade uma quantidade de Fe convertido.

[0050] É preferencial na presente invenção incorporar um composto B no precursor de óxido de magnésio para promover a formação do revestimento. O método para incorporar o composto B não é particularmente limitado, e é, por exemplo, um método de adição do composto B ao precursor de óxido de magnésio em um teor predeterminado em porcentagem antes da combustão do precursor de óxido de magnésio. Os exemplos preferenciais do composto B incluem ácidos bóricos, sais de metais alcalinos de ácidos bóricos, boratos de amônio, sais de metal alcalino de ácido metabórico, e dióxido de boro. São preferenciais o ácido bórico e o anidrato bórico. O composto B está contido no pó de óxido de magnésio em uma quantidade preferencialmente de 0,05 a 0,50% em peso, mais preferencialmente de 0,07 a 0,3% em peso, a quantidade sendo uma quantidade de B convertido. Qualquer elemento composto que não os componentes mencionados acima pode ser adicionado ao pó de óxido de magnésio da presente invenção, na medida em que o composto não prejudique os efeitos vantajosos da invenção.

Agente de separação de recozimento para folha de aço eletromagnético de grão orientado

[0051] O pó de óxido de magnésio da presente invenção é usado preferencialmente como um agente de separação de recozimento, mais preferencialmente como um agente de separação de recozimento para uma folha de aço eletromagnético de grão orientado.

[0052] Uma folha de aço eletromagnético de grão orientado pode ser geralmente produzida pelo seguinte método: uma placa para uma folha de aço eletromagnética de grão orientado é laminada a quente e, em seguida, laminada a frio uma vez ou então laminada a frio duas ou mais vezes para encaixar um recozimento intermediário entre a laminação a quente e a laminação a frio para produzir uma folha final laminada a frio. Em seguida, a folha é submetida ao recozimento de recristalização primário que também atua como recozimento com descarbonização para formar um revestimento de óxido feito principalmente de sílica (SiO2) na superfície da folha de aço. Em seguida, um agente de separação de recozimento, incluindo o pó de óxido de magnésio da presente invenção, é uniformemente disperso em água para produzir uma pasta. Esta pasta é pintada continuamente na folha de aço usando revestimento de laminação ou pulverização, e então o resultante é seco a uma temperatura predeterminada. A folha seca é então enrolada em uma forma de bobina e depois submetida a recozimento de acabamento a uma temperatura de 900°C ou superior. Desta forma, um revestimento de forsterite (Mg2SiO4) pode ser formado sobre a superfície da folha de aço. Na presente invenção, o recozimento de acabamento é executado a uma temperatura de 900°C ou superior. De acordo com o recozimento a uma temperatura inferior a 900°C, partes individuais da bobina não aderem umas às outras; portanto, nenhum agente de separação de recozimento é exigido que seja pintado na bobina. Mesmo quando um agente de separação de recozimento é pintado sobre a bobina, a mesma não seria facilmente deformada, uma vez que a bobina tem um fator de encolhimento de volume pequeno.

[0053] Na etapa de recozimento de acabamento destas etapas, no estado de ser enrolado na forma de bobina (ou fazendo com que a bobina se mantenha verticalmente), a peça de trabalho é aquecida a uma temperatura de 800° C ou superior para ser recristalizada secundariamente, de modo que a bobina resultante ganhe as propriedades magnéticas desejadas. No recozimento de acabamento, a peça de trabalho pode ser submetida ainda ao recozimento a uma alta temperatura de 1200° C para purificar a folha de aço contra as impurezas nela contidas. Após este recozimento de acabamento, a peça de trabalho é submetida a recozimento de aplainamento para corrigir a bobina estabelecida. A bobina submetida ao recozimento de acabamento está no estado assim chamado de bobina solta. Quando esta bobina é colocada horizontalmente (em um estado final), a bobina é deformada em uma forma plana parcial, de modo que o diâmetro interno da bobina curto é feito mais curto. Consequentemente, a bobina não pode ser inserida em um carretel de desenrolamento.

[0054] Quando o pó de óxido de magnésio da presente invenção é usado como um agente de separação de recozimento, é preferencial que a quantidade de deformação (quantidade fora de forma) da bobina, a partir de um estado de círculo completo, seja de 50 mm ou menos para que a bobina seja inserida em um carretel de desenrolamento.

[0055] Quando o pó de óxido de magnésio da presente invenção é usado como um agente de separação de recozimento, com relação à aparência externa do revestimento, o número de defeitos manchados no revestimento resultante é de 10 ou menos por área de 1000 mm x 1000 mm.

[0056] O pó de óxido de magnésio da presente invenção pode conter qualquer componente a ser adicionado a um agente de separação de recozimento. Por exemplo, o seguinte pode ser incorporado ao pó: um auxiliar de reação, um auxiliar de inibição, um aditivo de revestimento isolante do tipo que fornece tensão e/ou um ajustador de ponto de compensação entre folhas para formar um revestimento de forsterite. Exemplos do agente a ser adicionado incluem os respectivos compostos de cloro, compostos de óxido, compostos de boro, compostos de enxofre e compostos de nitreto de Mg, Ca, Cu, Fe, Zn, Mn, Zr, Co, Ni, Al, Sn e V. De modo a ajustar o fator de encolhimento de volume do pó para uma faixa apropriada, por exemplo, sílica, um composto de ácido silícico ou alumina pode ser blendado no pó.

EXEMPLOS

[0057] A seguir, a presente invenção será descrita em detalhes por meio de seus exemplos de trabalho. Entretanto, a invenção não está limitada aos exemplos de trabalho demonstrados abaixo, na medida em que qualquer modalidade ou exemplo não está além do escopo dos assuntos da invenção.

Avaliações do pó de óxido de magnésio

[0058] Sobre um pó de óxido de magnésio produzido em cada um dos Exemplos Experimentais, Exemplos e Exemplos Comparativos, foram feitas análises que serão descritas abaixo. Os resultados de análise individuais são apresentados nas Tabelas 1 e 2.

Área superficial específica BET

[0059] Sobre uma amostra de medição pré-tratada em uma atmosfera de gás nitrogênio a aproximadamente 130°C durante aproximadamente 30 minutos através do uso de uma unidade de pré- aquecimento de tipo octupleto (fabricado por Mountech Co., Ltd.), a sua área superficial específica BET é medida por um método de adsorção de gás nitrogênio, usando um instrumento Macsorb HM, modelo-1208 (fabricado por Mountech Co., Ltd.) como um instrumento de medição da área superficial específica BET.

Medição de XANES (Estrutura na proximidade da borda de absorção de raios X)

[0060] Uma linha de feixe e as condições de medição XAFS usadas aqui são mostradas abaixo. Uma amostra padrão e uma amostra do Exemplo Experimental 1 são medidas pelo método de transmissão. Entretanto, sobre outras amostras, a concentração de Fe nestas amostras é uma concentração de Fe não mensurável pelo método de transmissão. Assim, para as amostras, o método de produção de fluorescência é usado. Uma medição de uma amostra diluída em uma região de energia de Fe é feita pelo método de produção de fluorescência. Uma medição de um XAFS no método de fluorescência é feita no estado em que uma amostra em pó é selada de forma impermeável ao ar em uma bolsa de plástico. São produzidos, como amostras padrão, peletes de Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 e Exemplo Experimental 1, cada um diluído com BN (nitreto de boro), e então as medições de transmissão XAFS são feitas.

[0061] Linha de feixe: BL-3 em Ritsumeikan University SR Center,

[0062] Monocromador: Monocromador de cristal duplo Si (220),

[0063] Modos de medição: método de produção de fluorescência e método de transmissão,

[0064] Programa de medição: PF-XAFS,

[0065] Energia de medição: Fe K-edge: 7076,2 a 7181,2 eV (etapa de 0,35 eV)

[0066] Detector: Ar (15) + N2 (85) câmara de íons de 4,5 cm (intensidade da luz incidente), e

[0067] Ar (50) + N2 (50) câmara de íons de 31 cm (intensidade de luz transmitida)

[0068] Detector semicondutor Ge de três elementos (intensidade de fluorescência),

[0069] Tamanho do feixe: 2 mm (V) x 4 mm (H), e

[0070] Condições de medição: pressão atmosférica em temperatura ambiente.

Medição EXAFS (Estrutura Fina de Absorção de Raios-X Estendidos)

[0071] Uma medição EXAFS é feita usando uma máquina descrita abaixo.

[0072] Linha de feixe: PF BL-9C (fábrica de fótons BL-9C) na Organização de Pesquisa de Aceleradores de Alta Energia,

[0073] Monocromador: Monocromador de cristal duplo Si (111),

[0074] Modo de medição: método de transmissão,

[0075] Programa de medição: QXAFS,

[0076] Energia de medição: 6606,2 a 8211,2 eV,

[0077] Detector: câmara de íons N2 de 17 cm (intensidade da luz incidente) e

[0078] Ar (25) + N2 (75) câmara de íons de 31 cm (intensidade da luz transmitida),

[0079] Tamanho do feixe: 1 mm (V) x 1 mm (H) e

[0080] Medição de Temperatura: temperatura ambiente.

Tamanho médio de partícula na distribuição de tamanho de partícula via úmida

[0081] Em um pré-tratamento, 0,01 g de um pó de amostra é colocado em um béquer de 100 mL, um SOLMIX é colocado até que todo o volume se transforme em 50 mL e, em seguida, um homogeneizador ultrassônico (UD-201, fabricado por Tomy Seiko Co., Ltd.) é usado para dispersar o pó por 3 minutos. Imediatamente após o final da dispersão, o volume inteiro é colocado em um circulador (Microtrac VSR, fabricado pela empresa Honeywell) para analisar a distribuição do tamanho de partícula via úmida com um analisador de tamanho de partícula (Microtrac HRA, fabricado pela empresa Honeywell). O tamanho de partícula cumulativo de 50% na distribuição de tamanho de partícula via úmida é usado como o tamanho de partícula médio do pó.

Exemplo Experimental 1

[0082] Uma amostra de medição (pó de óxido de magnésio) foi produzida e será descrita abaixo, usando o mesmo método do Documento de Referência 1 (K. Asakura, Y. Iwasawa, H. Kuroda, "EXAFS AND XANES STUDIES ON THE LOCAL STRUCTURES OF METAL IONS IN METAL DOPED MgO SYSTEM", Journal de Phyisique Colloques, 47, C8-317-C8-320 (1986)).

[0083] Em 20 mL de água pura foram dissolvidos 7,23 g de nitrato de ferro nona-hidratado, e depois 20,0 g de um reagente de MgO (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pureza: 99,9%) foram adicionados. O resultante foi agitado e depois seco a 120° C durante 8 horas. Após a secagem, o resultante foi pulverizado em um almofariz, e 10 g do pó resultante foram colocados em um cadinho feito de alumina. O pó foi então submetido à combustão sob redução de N2 a 600° C durante 5 horas. O corpo submetido à combustão foi resfriado e depois pulverizado em um almofariz para produzir uma amostra de medição (pó de óxido de magnésio).

Exemplo 1

[0084] Água do mar e cal hidratada foram levados a reagir entre si em uma razão molar de Mg2+ / OH- de 1/1,8. O óxido de magnésio resultante (Mg(OH)2) foi submetido à combustão a 1400° C, e o corpo submetido à combustão foi pulverizado em um moinho de bolas para ajustar a proporção de um fragmento de 45 μm a 99% ou mais. Desta forma, MgO foi produzido. O pó de MgO foi adicionado à água de temperatura de 50°C para fornecer uma concentração de 15% em peso para produzir Mg(OH)2. Ácido bórico foi adicionado ao Mg(OH)2 resultante para ajustar a concentração de boro (elemento B) em MgO a 0,2% em peso, e Fe2O3 foi adicionado para ajustar a concentração de ferro (elemento Fe) em MgO a 0,10% em peso. Em seguida, em um forno elétrico Lindbergh, o resultante foi submetido à combustão com uma mudança de temperatura, de modo a ajustar a área superficial específica BET, tal como mostrado na Tabela 1. O corpo submetido à combustão foi então pulverizado para produzir um pó de óxido de magnésio.

Exemplos 2 a 3

[0085] Em cada um dos exemplos, um pó de óxido de magnésio foi produzido do mesmo modo que no Exemplo 1, exceto que no Exemplo 1, o hidróxido de magnésio adicionado a B/Fe foi submetido à combustão no forno elétrico Lindbergh para fornecer uma área superficial específica BET mostrada na Tabela 1.

Exemplo 4

[0086] Cloreto de magnésio e NaOH foram induzidos a reagir entre si com uma razão molar de Mg2+/OH- de 1/1,9 e depois mantidos a 180°C durante 5 horas para produzir Mg(OH)2. Anidrido bórico foi adicionado ao Mg(OH)2 resultante para ajustar a concentração de boro (elemento B) em MgO a 0,25% em peso, e Fe2O3 foi adicionado para ajustar a concentração de ferro (elemento Fe) em MgO para 0,03% em peso. Em seguida, em um forno elétrico Lindbergh, o resultante foi submetido à combustão com uma mudança de temperatura, de modo a ajustar a área superficial específica BET, tal como mostrado na Tabela 1. O corpo submetido à combustão foi então pulverizado para produzir um pó de óxido de magnésio.

Exemplo 5

[0087] Cloreto de magnésio e cal hidratada foram levados a reagir entre si com uma razão molar de Mg2+/OH- de 1/1,8 e depois mantidos a 150°C durante 8 horas para obter Mg(OH)2. Nitreto de boro foi adicionado ao Mg(OH)2 resultante para ajustar a concentração de boro (elemento B) em MgO a 0,20% em peso, e Fe2O3 foi adicionado para ajustar a concentração de ferro em MgO a 0,18% em peso. Em seguida, em um forno elétrico Lindbergh, o resultante foi submetido à combustão com uma mudança de temperatura, de modo a configurar a área superficial específica BET, tal como mostrado na Tabela 1. O corpo submetido à combustão foi então pulverizado para produzir um pó de óxido de magnésio.

Exemplo Comparativo 1

[0088] Água do mar e cal hidratada foram levados a reagir entre si em uma razão molar de Mg2+/OH- de 1/1,8. O óxido de magnésio resultante (Mg(OH)2 foi submetido à combustão a 1400°C, e o corpo submetido à combustão foi pulverizado em um moinho de bolas para ajustar a proporção de um fragmento de 45 μm para 99% ou mais. Desta forma, MgO foi produzido. O pó de MgO foi adicionado à água de temperatura de 50°C para fornecer uma concentração de 15% em peso para produzir Mg(OH)2. Ácido bórico foi adicionado ao Mg(OH)2 resultante para ajustar a concentração de boro em MgO a 0,20% em peso. Em seguida, em um forno elétrico Lindbergh, o resultante foi submetido à combustão para ajustar a área superficial específica BET para 50 m2/g. O corpo submetido à combustão foi então pulverizado. A este pó de MgO foi adicionado F2O3 para ajustar a concentração de ferro em MgO em 0,10% em peso para produzir um pó de óxido de magnésio.

Exemplo Comparativo 2

[0089] Um pó de óxido de magnésio foi produzido do mesmo modo que no Exemplo Comparativo 1, exceto que no Exemplo Comparativo 1, o hidróxido de magnésio adicionado ao B foi submetido à combustão no forno elétrico Lindbergh para fornecer uma área superficial específica BET mostrada na Tabela 1.

Exemplo Comparativo 3

[0090] Cloreto de magnésio e NaOH foram levados a reagir entre si com uma proporção molar de Mg2+/OH- de 1/1,9 e depois mantidos a 180°C durante 5 horas para produzir Mg(OH)2. Anidrido bórico foi adicionado ao Mg(OH)2 resultante para ajustar a concentração de boro em MgO a 0,25% em peso. Em seguida, em um forno elétrico Lindbergh, o resultante foi submetido à combustão com uma mudança de temperatura, de modo a ajustar a área superficial específica BET, tal como mostrado na Tabela 1. O corpo submetido à combustão foi então pulverizado para produzir um pó de óxido de magnésio.

Exemplo Comparativo 4

[0091] Um pó de óxido de magnésio foi produzido do mesmo modo que no Exemplo Comparativo 3, exceto que no Exemplo Comparativo 3, Fe2O3 foi adicionado ao hidróxido de magnésio adicionado a B para ajustar a concentração de ferro em MgO a 0,25% em peso, e então o resultante foi submetido à combustão.

Exemplo Comparativo 5

[0092] Um pó de óxido de magnésio foi produzido do mesmo modo que no Exemplo Comparativo 3, exceto que após a combustão no Exemplo Comparativo 3, Fe2O3 foi adicionado ao produto submetido à combustão para ajustar a proporção de ferro em MgO em 0,10% em peso.

Exemplo Comparativo 6

[0093] Um pó de óxido de magnésio foi produzido do mesmo modo que no Exemplo Comparativo 3, exceto que após a combustão no Exemplo Comparativo 3, FeO foi adicionado ao produto submetido à combustão para configurar a proporção de ferro em MgO em 0,10% em peso.

Exemplo Comparativo 7

[0094] Água do mar e cal hidratada foram levadas a reagir entre si em uma razão molar de Mg2+/OH- de 1/1,8. O hidróxido de magnésio resultante (Mg(OH)2 foi submetido à combustão a 1400° C, e o corpo submetido à combustão foi pulverizado em um moinho de bolas para ajustar a proporção de um fragmento de 45 μm para 99% ou mais. Desta forma, MgO foi produzido. O MgO em pó foi adicionado à água a uma temperatura de 50°C para fornecer uma concentração de 15% em peso. Desta forma, Mg(OH)2 foi produzido. Ácido bórico foi adicionado ao Mg(OH)2 resultante para ajustar a concentração de boro em MgO para 0,2% em peso. Em seguida, em um forno elétrico Lindbergh, o resultante foi submetido à combustão com uma mudança de temperatura para configurar a área superficial específica BET, tal como mostrado na Tabela 1. O corpo submetido à combustão foi então pulverizado. Em seguida, FeO foi adicionado ao produto pulverizado para ajustar a proporção de ferro em MgO para 0,10% em peso para produzir um pó de óxido de magnésio.

Exemplo Comparativo 8

[0095] Um pó de óxido de magnésio foi produzido do mesmo modo que no Exemplo Comparativo 7, exceto que no Exemplo Comparativo 7, Fe2O3 foi usado em vez de FeO.

Avaliações de cada pó usando a folha de aço eletromagnético de grão orientado

[0096] O pó de óxido de magnésio produzido em cada um dos exemplos de trabalho e dos exemplos comparativos foi usado como um agente de separação de recozimento para uma folha de aço eletromagnético de grão orientado para fazer análises que serão descritas abaixo. Os resultados da análise são mostrados na Tabela 1.

(4) Fator de encolhimento de volume

[0097] Dois gramas do pó de óxido de magnésio foram prensados a uma pressão de 200 kgf/cm2 (19,6 MPa) para ser moldado em um disco com um diâmetro de 20 mm. O resultante foi fornecido para uma medição. A combustão foi executada em atmosfera de nitrogênio a 1200°C durante 20 horas. O fator de encolhimento de volume (%) do pó foi calculado conforme descrito abaixo e estimado.

[0098] Fator de encolhimento de volume (%) = ("volume do pó antes da combustão" - "volume deste depois da combustão")/"volume do pó antes da combustão" x 100

Quantidade de deformação da bobina

[0099] Uma placa para uma folha de aço eletromagnético foi aquecida a 1200°C, esta folha tendo uma composição de C: 0,045% em massa, Si: 3,25% em massa, Mn: 0,070% em massa, Al: 80 ppm, N: 40 ppm e S: 20 ppm, e o equilíbrio composto de Fe e impurezas inevitáveis. A placa foi então laminada a quente para produzir uma folha laminada quente de 2,2 mm de espessura. Essa folha laminada a quente foi recozida a 1000°C durante 30 segundos para remover incrustações na superfície da folha de aço. Em seguida, uma máquina de laminação em tandem foi usada para laminar a frio a folha para ser ajustada em uma espessura final de 0,30 mm. Posteriormente, a folha foi submetida a um recozimento de recristalização primário, mantendo a folha a uma temperatura de homogeneização térmica de 850° C durante 90 segundos, esse recozimento atuando assim como um recozimento com descarbonização. O pó de óxido de magnésio produzido em cada um dos exemplos de trabalho e nos exemplos comparativos foi disperso uniformemente em água para produzir uma pasta. Esta pasta foi pintada na folha de aço, e a folha foi enrolada na forma de uma bobina com um diâmetro interno de 500 mm e um diâmetro externo de 1000 mm. Essa bobina foi colocada verticalmente, e submetida a um recozimento de acabamento para aquecer a bobina até 1200°C a uma taxa de 25°C/hora. Posteriormente, a bobina foi colocada em um estado horizontalmente plano. Após 60 minutos decorridos do tempo de ajuste da bobina no estado horizontal, o diâmetro interno na direção vertical (diâmetro) foi medido, e a quantidade de deformação (mm) da bobina foi calculada conforme descrito abaixo. Se a quantidade de deformação da bobina excede 50 mm, a bobina não pode ser inserida em um carretel de desenrolamento. A quantidade de deformação da bobina (mm) = "diâmetro interno inicial (500 mm)" - "diâmetro interno (mm) após 60 minutos decorridos"

Aparência externa do Revestimento

[00100] Após as mesmas etapas que no item (5), a aparência externa do revestimento foi observada visualmente. O número (por tamanho de 1000 mm x 1000 mm) de defeitos manchados (manchas a olho nu) do revestimento feito de forsterite cinza, foi contado para julgar a aparência externa do revestimento conforme descrito abaixo.

[00101] Os resultados das análises e avaliações mencionadas acima são mostrados nas Tabelas 1 a 2. Tabela 1 Tabela 2

[00102] A figura 1 mostra os respectivos espectros de Fe XANES (espectros de absorção normalizados) do Exemplo Experimental 1 e dos Exemplos 1 e 5. A figura 2 mostra os respectivos espectros de Fe XANES (espectros de absorção normalizados) dos Exemplos Comparativos 7 e 8. A figura 3 mostra respectivos espectros de Fe XANES (espectros de absorção normalizados) de amostras padrão (Fe, FeO, Fe2O3 e Fe3O4). A palavra "normalizar" ou "normalização" significa que um coeficiente é multiplicado para convergir com o espectro de absorção de uma amostra após a sua borda de absorção em 1.

[00103] Sob uma condição que uma energia que permite a absorbância de uma amostra após a normalização seja 0,5 é definida como a energia da borda de absorção da amostra, a energia da borda de absorção na figura 1 e a na figura 3 são comparadas entre si. A forma de um espectro XANES do Exemplo Experimental 1 na figura 1 é substancialmente igual a um espectro XANES de cada um dos Exemplos 1 e 5. Assim, estes podem ser julgados como sendo os mesmos entre si em estados de elétrons (por exemplo, valência). Assim, a seguir, o Exemplo 1 é usado para fazer uma descrição específica. A energia que permite que a absorbância após a normalização seja de 0,5 é de 7121,0 eV no Exemplo 1. Esse valor é consistente com um valor de 7121,1 eV de Fe2O3, que é trivalente, dentro de uma faixa de erro acidental experimental. O valor de FeO, que é uma amostra padrão bivalente, é de 7116,9 eV, e o de Fe3O4, cujo número médio de oxidação é uma valência de 2,7, é de 7120,0 eV; assim, o estado de oxidação de Fe incluído no Exemplo 1 seria trivalente. Consequentemente, o estado de oxidação de Fe em cada Exemplo Experimental 1 e Exemplo 5, que tem substancialmente o mesmo espectro XANES do Exemplo 1, seria trivalente.

[00104] Em seguida, uma comparação é feita entre os respectivos padrões de espectro XANES nas figuras 1 e 3. Quando os padrões do espectro XANES são comparados entre si, o estado químico das amostras pode ser estimado. O espectro XANES produzido no Exemplo 1 não é consistente com nenhum dos espectros das amostras padrão (Fe, FeO, Fe2O3 e Fe3O4). Assim, o Exemplo 1 teria, portanto, um estado químico diferente do das amostras padrão (Fe, FeO, Fe2O3 e Fe3O4). O Exemplo Experimental 1 e o Exemplo 5, tendo cada um substancialmente o mesmo espectro XANES do Exemplo 1, teriam também um estado químico diferente do das amostras padrão (Fe, FeO, Fe2O3 e Fe3O4).

[00105] Entretanto, uma comparação é feita entre os respectivos padrões de espectro XANES nas figuras 2 e 3. Os exemplos comparativos 7 e 8 mostram os mesmos espectros XANES que FeO e Fe2O3, sendo esta situação diferente da situação do Exemplo 1. Em outras palavras, o Exemplo Comparativo 7, ao qual FeO é adicionado após submetido à combustão, mostra o mesmo espectro XANES do (FeO) das amostras padrão e do Exemplo Comparativo 8, ao qual Fe2O3 é adicionado após a combustão, mostrando o mesmo espectro XANES que o (Fe2O3) das amostras padrão. Pode-se, portanto, considerar que somente pela adição de FeO e Fe2O3, após submetido à combustão, não é formada nenhuma estrutura de agrupamento de modo que os estados químicos desses óxidos sejam mantidos.

[00106] Os padrões do espectro XANES dos Exemplos 1 e 5 não são consistentes com nenhum dos espectros das amostras padrão (Fe, FeO, Fe2O3 e Fe3O4), mas são consideravelmente consistentes com um padrão de espectro de Fe XANES no Documento de Referência 1. O Documento de Referência 1 determina que Fe3+ forma uma estrutura de agrupamento em MgO (a estrutura é mostrada como Fe3+/MgO). Um modelo estrutural do mesmo é sugerido na figura 6 no Documento de Referência 1. Pode-se, portanto, presumir que os Exemplos 1 e 5 têm o mesmo estado químico (estrutura de agrupamento) que Fe3+/MgO. De modo a suportar esta hipótese, uma amostra de medição (Exemplo Experimental 1) foi produzida da mesma forma que no Documento de Referência 1 para medir seu EXAFS.

[00107] A figura 4 mostra uma vibração EXAFS do Exemplo Experimental 1. A figura 5 mostra uma função estrutural do vetor de raio obtida por transformada de Fourier no Exemplo Experimental 1. Na figura 5, uma linha sólida da função estrutural do vetor de raio e uma linha pontilhada desta representa os valores experimentais e valores de ajuste, respetivamente. A Tabela 2 mostra cada número de coordenação C.N., e a distância de ligação interatômica correspondente "r". O resultante da análise EXAFS sobre o Exemplo experimental 1 torna evidente que quatro átomos O sejam coordenados mais próximos do Fe, e Fe (3,1 Â) e Mg (3,3 Â) são coordenados na vizinhança mais próxima. Tanto Fe-Fe quanto Fe-Mg estão presentes, de modo que Fe obtém uma estrutura de agrupamento em óxido de magnésio. De acordo com este assunto, também sobre os Exemplos 1 e 5, cada um tendo substancialmente o mesmo espectro XANES do Exemplo Experimental 1, Fe obteria uma estrutura de agrupamento em óxido de magnésio.

[00108] Tal como mostrado pelos resultados na Tabela 1, sobre o pó de óxido de magnésio de cada um dos Exemplos 1 a 5, que contém, em uma quantidade na faixa predeterminada, o elemento Fe tendo tal estrutura de agrupamento, a forma circunstancial interna da bobina recozida pode ser impedida de ser deformada e, ainda, a bobina pode obter uma aparência externa de revestimento suficientemente uniforme após o recozimento. Em contraste, os Exemplos Comparativos 3 e 5 a 8 que não têm uma estrutura de agrupamento não produzem efeitos vantajosos desejados sobre a quantidade de deformação da bobina e a aparência externa do revestimento. Se a quantidade de Fe é muito grande, tal como no Exemplo Comparativo 4, a bobina torna-se desfavoravelmente grande em quantidade de deformação da bobina, e os defeitos manchados são verificados na aparência externa do revestimento não produzindo bons resultados. Se a quantidade de Fe é muito pequena como no Exemplo Comparativo 3, a bobina torna-se desfavoravelmente grande em quantidade de deformação da bobina, e os defeitos manchados são verificados na aparência externa do revestimento não produzindo bons resultados. Ademais, se a adição do composto Fe for executada após o precursor de óxido de magnésio ser submetido à combustão, tal como nos Exemplos Comparativos 7 e 8, nenhuma estrutura de agrupamento pode ser formada, tornando a bobina desfavoravelmente grande em quantidade de deformação da bobina, e os defeitos manchados são verificados no aspeto externo do revestimento, não produzindo bons resultados. Se somente a adição do composto Fe é executada após submetido à combustão nos Exemplos Comparativos 1 e 2, nenhuma estrutura de agrupamento pode ser formada, não produzindo bons resultados.

Claims (4)

1. Pó de óxido de magnésio, caracterizado pelo fato de que compreende (i) óxido de magnésio em uma quantidade de 95% ou mais em peso; (ii) um elemento Fe, em que um teor do elemento Fe é de 0,05 a 0,20% em peso, e pelo menos uma parte do elemento Fe apresenta uma estrutura de agrupamento, em que o Fe consiste em quatro íons Fe3+ na estrutura de agrupamento em sítios tetraédricos na rede cristalina de MgO; e (iii) um elemento B em uma quantidade de 0,05 a 0,50% em peso; em que o pó de óxido de magnésio apresenta uma área superficial específica BET de 10 a 40 m2/g.

2. Pó de óxido de magnésio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um fator de encolhimento de volume de 20 a 80%.

3. Método para produzir um pó de óxido de magnésio, como definido na reivindicação 1 ou 2, sendo o referido método, caracterizado pelo fato de que compreende: uma etapa de adição de um composto B e um composto Fe a um hidróxido de magnésio em uma quantidade ajustada, para obter um precursor de óxido de magnésio, no qual o composto de Fe é ajustado para ser compreendido em uma quantidade de 0,05 a 0,20% em peso do pó de óxido de magnésio a ser obtido, a quantidade sendo uma quantidade de Fe convertido, e o composto B é ajustado para ser compreendido em uma quantidade de 0,05 a 0,50% em peso do pó de óxido de magnésio, a quantidade sendo uma quantidade de B convertido, e uma etapa de submeter à combustão o precursor de óxido de magnésio a temperatura de 600 a 1200° C para obter uma área superficial específica BET de 10 a 40 m2/g, formando assim uma estrutura de agrupamento em pelo menos uma parte do elemento Fe.

4. Método para produzir um pó de óxido de magnésio, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o composto de Fe é pelo menos um selecionado a partir do grupo que consiste em óxidos, hidróxidos, carbonatos, cloretos, sulfatos, sulfetos, nitratos, fosfatos e silicatos.