本发明提供一种电化学脱氧用预熔导电渣及其制备方法，其原料组成为：富含氧化铝物料40%～60%,富含氧化钙物料40%～60%；化学成分为：CaO 40%～60%、Al
1.一种电化学脱氧用预熔导电渣，其特征在于，预熔导电渣原料组成wt％为：富含氧化铝物料40％～60％,富含氧化钙物料40％～60％；预熔导电渣化学成分wt％为：CaOxa046.53％～55％、Al₂O₃
40.22％～55％、SiO₂1～5％、MgOxa00.5～3％、F^-
0.1～2％、其它杂质1～3％；所述富含氧化铝物料为电解铝生产过程中产生的铝灰和铝渣；所述富含氧化钙物料为电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉、石灰窑除尘灰、废弃钙质灰中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的电化学脱氧用预熔导电渣，其特征在于，所述预熔导电渣原料粒度＜100目。
3.一种权利要求1所述的电化学脱氧用预熔导电渣的制备方法，其特征在于，具体步骤为：(1)、原料加工：将富含氧化铝物料和富含氧化钙物料分别制成100目以下原料粉末；(2)、混料：将原料粉末按富含氧化铝物料40％～60％、富含氧化钙物料40％～60％的比例混合均匀；(3)、熔炼：将混匀后的粉末加入高温窑炉中，在温度1400～1550℃进行熔炼；熔融出炉后冷却结晶；(4)、破碎成型：将冷却结晶后的结块进行破碎，制成粒度为50mm以下的块状预熔导电渣。技术领域
本发明属于冶炼脱氧用料技术领域，尤其涉及一种具有低成本的电化学脱氧用预熔导电渣及其制备方法。
背景技术
钢的洁净度严重地影响着钢的性能和质量，而决定钢洁净度的因素很多，冶炼过程的脱氧操作是其中的关键环节。为了去除钢中的氧，传统的脱氧方法主要以脱氧剂直接脱氧为主，真空脱氧起辅助作用，由于脱氧反应的反应物和生成物全部处在钢液中，因此无法彻底的避免对钢液造成污染。随着人们对钢的洁净度的要求越来越高，传统的脱氧方法已无法满足人们的要求。降低甚至避免脱氧产物对钢液的污染是降低钢中全氧含量，提高产品表面和内在质量的一个重要途径，为了解决这些问题，就必须将钢中的氧有方向的引出熔体，于是许多冶金学家提出了一些新的脱氧方法。冶金工作者尝试了电化学脱氧方法来进行金属液的脱氧。渣金间外加直流电场脱氧法，在渣金间施加电场来强化脱氧，通过控制氧离子在熔渣体系中的传导方向和速度，从而实现金属液的无污染脱氧。其研究思路体现在一些专利文献中，如公开号为CN1453371A、CN101235430A、CN101457276A等的中国发明专利。这些方法具有设备简单、可连续作业、无需脱氧剂等优点。对于电化学脱氧方法来讲，选择合理熔渣体系，是整个技术的关键之一，关系着是否能够将钢液中的氧脱到预期的水平。这就要求熔渣具有良好的氧离子迁移能力、良好的导电性、合适的粘度、合适的熔点、均匀稳定的化学成分等特点。这些研究思路体现在公开号为CN101435009A的中国发明专利申请案中。尽管其发明中介绍的熔渣具有熔点低，熔化速度快，流动性好，氧离子电导率高等特点，但其熔渣对制造工艺要求比较苛刻，制备熔渣的物料要求极高，生产成本很高，且不符合国家对节能减排，低碳环保的要求。同时，此合成熔渣为粉末状，在冶炼过程中损失严重，会造成粉尘污染。另外，此合成熔渣粉末表面张力大，与钢液接触需较长的熔化时间，利用率较低，不易推广应用。
发明内容
本发明旨在提供一种以工业废弃物为主要原料，生产高效无污染，具有良好的氧离子迁移能力，良好的导电性，合适的黏度，合适的熔点及均匀稳定的化学成分等特点的电化学脱氧用预熔渣及其制备方法。为实现上述目的，本发明所采取的解决方案是：一种电化学脱氧用预熔导电渣，其预熔导电渣原料组成wt%为：富含氧化铝物料40%～60%,富含氧化钙物料40%～60%；预熔导电渣化学成分wt%为：：CaO35%～55%、Al₂O₃40%～55%、SiO₂1～5%、MgO0.5～3%、F^-0.1～2%、其它杂质1～3%；所述富含氧化铝物料为电解铝生产过程中产生的铝灰和铝渣；所述富含氧化钙物料为电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉、石灰窑除尘灰、废弃钙质灰中的一种或多种。所述预熔导电渣原料粒度＜100目。一种电化学脱氧用预熔导电渣的制备方法，其具体步骤为：1、原料加工：将富含氧化铝物料和富含氧化钙物料分别制成100目以下原料粉末；2、混料：将原料粉末按富含氧化铝物料40%～60%、富含氧化钙物料40%～60%的比例混合均匀；3、熔炼：将混匀后的粉末加入高温窑炉中，在温度1400～1550℃进行熔炼；熔融出炉后冷却结晶；4、破碎成型：将冷却结晶后的结块进行破碎，制成粒度为50mm以下的块状预熔导电渣。上述解决方案，在设计渣系时主要考虑了以下因素：1、熔渣需具有良好的氧离子迁移能力，如果熔渣中氧离子在外加导体或外加电场作用下的迁移速度太慢，这种脱氧方法就没有实际应用的价值。另外，氧离子在渣中阴阳离子迁移中所占的比例越大越好，即氧离子的迁移数越大越好，它关系到实验的成功与否。2、熔渣需具有良好的导电性，选用导电能力强的渣系，则渣中离子较多，有利于电化学反应的进行。3、选用阳离子电解电位比较高的渣系，使外加电场的调节范围更宽。4、考虑熔渣成分的蒸气压，在实验温度下应不易挥发或者少量挥发；否则挥发造成渣成分的变化，影响脱氧，同时不利于实操作。5、熔渣应具有合适的黏度，黏度太大，熔渣流动性不好，不适宜离子迁移；黏度太小也不利于脱氧的控制。6、熔渣的成分要均匀一致，保证化学性质稳定。7、制备熔渣的物料选择上，主要以工业废弃物为主，在体现使用效果的同时兼顾社会效益，实现废弃物料再资源化的目的，达到节能、减排，低碳、环保的要求。基于上述，本发明与现有合成熔渣相比具有以下积极效果：由于本发明预熔导电渣的原料采用电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等富含氧化钙的各种工业废弃物，以及工业生产过程中产生的富含氧化铝的铝灰、铝渣等工业废弃物，因此具有生产成本低，实现废弃物再资源化的特点。本发明预熔型导电渣具有很好的氧离子电导率，熔点低、熔速快，加入到钢水里进行电化学脱氧，可实现高效无污染脱氧；此预熔渣料为块状，较粉末渣料具有更小的表面张力，使用过程中能迅速被钢液熔侵、熔化，使用过程中无粉尘污染，利用率、收得率高；同时由于本发明的预熔型导电渣经高温熔融而成，性能稳定、不变质、不吸水、不粉化、低氟，不仅便于储存和运输，还有利环保，减少污染。
具体实施方式
实施例所用富含氧化钙物料的主要成分见表1：表1富含氧化钙物料及主要成分表ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>实施例所用富含氧化铝物料的主要成分见表2：表2富含氧化铝物料及其主要成分表ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>实施例1、2、3原料配比见表3：表3电化学脱氧预熔渣原料配比ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>将表3所列物料分别制成100目以下原料粉末。将原料粉末按富含氧化铝物料40%～60%、富含氧化钙物料40%～60%的比例混合均匀。再将混匀后的粉末加入高温窑炉中，在温度1400～1550℃进行熔炼，熔融出炉后冷却结晶。最后，将冷却结晶后的结块进行破碎，即制成粒度为50mm以下的块状预熔导电渣。使用本发明的方法制备的电化学脱氧用预熔导电渣的成分见表4：表4制备好的电化学脱氧预熔渣组分及熔点实施例
CaOwt%
Al₂O₃wt%
MgOwt%
SiO₂wt%
F^-wt%
杂质wt%
熔点℃
实施例1
38.46
54.07
0.66
3.47
1.55
1.79
1367
实施例2
50.34
40.22
2.80
4.68
0.83
1.13
1371
实施例3
46.53
47.02
1.64
1.95
0.33
2.53
1355
注：其中杂质包括Fe₂O₃、MnO、K₂O和Na₂O等。应用预熔导电渣在50kg多动能感应炉上进行电化学脱氧试验。将本实施例所制得的预熔导电渣加入IF钢钢液中，加热温度为1600℃；在预熔导电渣与钢液间施加直流电场，其脱氧结果见表5。表5应用预熔导电渣电化学脱氧结果实施例
预熔渣量kg
钢液量kg
初始氧活度ppm
终点氧活度ppm
实施例1
3.5
41
684
57
实施例2
4
38
712
44
实施例3
3.7
45
807
62