Hebei Messi Biology Co., Ltd. gibt an, dass Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität ein hochreines Magnesiumoxid mit einem Reinheitsanspruch von ≥98 % ist. Es weist hervorragende Suspensionseigenschaften in Wasser und eine niedrige Hydratationsrate auf. Bei der Herstellung von kornorientierten Siliziumstahlblechen wird Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität als Suspension zwischen die Bleche eingebracht. Während des Hochtemperaturglühprozesses bildet es eine isolierende Magnesiumsilikatschicht mit Silikaten, die gleichzeitig entphosphort und entschwefelt. China verfügt über reichlich Magnesiumvorkommen, aber Produkte mit hoher Wertschöpfung sind rar. Daher muss der Markt für Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität weiterentwickelt werden.
Der Name „Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität“ weist auf seinen Verwendungszweck hin: Es eignet sich für die Herstellung von kornorientierten Siliziumstahlblechen. Um die erforderlichen elektrischen und physikalischen Eigenschaften des Kerns zu erreichen, wird bei der Herstellung kornorientierter Siliziumstahlbleche ein Hochtemperaturglühprozess bei 1200–1250 °C durchgeführt. Um während des Glühprozesses eine gleichmäßige Ausrichtung der Eisenatome zu erreichen, muss sich auf der Oberfläche des Siliziumstahlblechs ein hochwertiger Isolierfilm bilden. Dieser Prozess dauert sieben Tage. Während dieses langen Hochtemperaturprozesses verklumpt das Siliziumstahlblech typischerweise zu Eisenklumpen. Wissenschaftliche Experimente haben gezeigt, dass Magnesiumoxid bei der Siliziumstahlherstellung in erster Linie als Hochtemperatur-Glühbarriere dient. Es bildet außerdem mit Silizium eine glasartige Magnesiumsilikat-Isolierschicht und entfernt bei Hochtemperaturreaktionen Verunreinigungen wie Schwefel und Phosphor aus dem Siliziumstahl. Allerdings erfüllt nicht jede Magnesiumoxidart die Anforderungen der Siliziumstahlproduktion; jede Art muss spezifische Eigenschaften aufweisen.
Zu diesen Eigenschaften gehören vor allem eine hohe chemische Reinheit, gute Suspensionseigenschaften in Wasser, eine geringe Hydratationsrate und ein gewisses Maß an Aktivität. Die Magnesiumoxid-Aufschlämmung muss zudem eine starke Bindung an die Oberfläche des Siliziumstahlblechs aufweisen. Der derzeitige Produktionsprozess für Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität ist jedoch komplex, weist eine geringe Reinheit und inkonsistente Produktqualität auf und kann die schnell wachsende Inlandsnachfrage nach orientierten Siliziumstahlblechen nicht decken.
Um die oben genannten technischen Probleme zu lösen, ist im Stand der Technik ein Verfahren zur Herstellung von hochreinem Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität aus Magnesiumhydroxid bekannt. Bei diesem Verfahren wird Magnesiumhydroxid bei 500–750 °C leicht kalziniert, mit Wasser versetzt, zur Hydratisierung auf 73–98 °C erhitzt und die Temperatur anschließend auf 60–80 °C eingestellt, während dem Wasser langsam Ammoniumbicarbonatlösung zur Karbonisierung zugesetzt wird, um eine Suspension zu erzeugen. Die Suspension wird anschließend filtriert, der entstandene Rückstand gewaschen, getrocknet und anschließend bei 1050–1150 °C kalziniert, um hochreines Magnesiumoxid in Siliziumstahlqualität zu erhalten. Dieses Verfahren ist jedoch dadurch eingeschränkt, dass die Prozesstemperatur und andere bei der Herstellung verwendete Parameter theoretisch bestimmt sind. Dies führt zu einer unzureichenden intelligenten Steuerung dieser Parameter in der tatsächlichen Produktion und damit zu einer geringen Prozessstabilität.
Magnesiumoxidpartikel ziehen sich aufgrund von Van-der-Waals-Kräften an und bilden Agglomerate. Darüber hinaus unterliegt das Magnesiumoxid einer Hydratationsreaktion, bei der sich auf der Partikeloberfläche eine gewisse Menge Magnesiumhydroxid bildet. Dies erhöht die Oberflächenrauheit und verstärkt die Partikelagglomeration. Enthält die Beschichtungslösung zu viele Magnesiumoxidagglomerate und sind diese Agglomerate zu groß, verbleibt ein Teil des auf dem Stahlband beschichteten Magnesiumoxids in agglomerierter Form (typischerweise zwischen 10 und 100 Mikrometern groß). Diese Magnesiumoxidagglomerate lassen sich nach der Beschichtung des Stahlbands nur schwer vollständig trocknen, sodass Restfeuchtigkeit in den Agglomeraten verbleibt. Während der Hochtemperaturglühphase kann die Feuchtigkeit in den Agglomeraten schlecht abgeleitet werden, wodurch Mikrobereiche der Stahlbandoberfläche überoxidiert werden und Lochfraß entstehen. Wenn sich die Feuchtigkeit in den Agglomeraten bei hohen Temperaturen ausdehnt, verursacht dies außerdem plastische Verformungen in den Mikrobereichen des Stahlbands, die sich auf das fertige Siliziumstahlprodukt übertragen können, was zu Lochfraß oder Eindruckfehlern führt und die Oberflächenqualität und den Stapelkoeffizienten stark beeinträchtigt. Kurz gesagt: Die bestehende Technologie kann die Ansammlung von Verunreinigungen nicht wirksam verhindern. Dies führt zu geringer Reinheit und instabiler Produktqualität und kann damit den Anforderungen der Entwicklung zur Herstellung von multiorientiertem Siliziumstahlblech nicht gerecht werden. Darüber hinaus sind der Energieverbrauch und die Produktionskosten der bestehenden Technologie hoch.