本发明涉及电渣重熔预熔渣制备技术领域，特别是含氟化钙成分预熔渣的环保制备方法。
背景技术：
电渣重熔钢的特点是成分均匀、组织致密、纯净度高。电渣重熔技术广泛用于生产高品质特殊钢，如轧辊钢、工模具钢、高温合金等。熔渣是电渣重熔生产的必备原料，在电渣重熔过程中主要起到发热、净化、成型的作用。caf2、al2o3、cao是熔渣的主要成分，按照质量百分比由多到少排序依次为caf2、al2o3、cao，有些熔渣还含有少量sio2、mgo等，其中caf2含量通常在40%-70%。
特钢企业在进行电渣重熔生产时，都是按照质量百分比称量熔渣各组元后混匀，然后将熔渣放到600℃-800℃烘烤炉内烘烤6-10h，去除渣料表面水后加入到电渣炉结晶器中熔化。但从烘烤炉取出熔渣加入电渣炉结晶器内过程中，随着熔渣温度的降低熔渣仍会吸水，特别是含有cao的熔渣吸水最严重，吸水后的熔渣在熔化过程会产生“喷溅”，存在安全隐患，而且也会使电渣钢锭底部增氢，影响产品质量。另外，cao是由石灰石煅烧制备，工业cao中含有少量残留的caco3，ca2co3在高温熔渣中分解产生co2会使电渣钢锭底部0-200mm高度范围内产生大量气孔，致使钢锭报废。
电渣重熔预熔渣是将预先配制好的渣料在化渣炉内熔化，然后冷却、破碎成小颗粒渣料，预熔渣的突出优点是吸水率很低。预熔渣可以不经过烘烤直接使用，熔化过程稳定。虽然使用预熔渣的生产成本高于过去生产方式，但近期国内特钢企业开始接受使用预熔渣料进行生产，且用量呈逐年递增趋势。但是，渣料中caf2含量高达40%-70%，熔化过程中产生大量的氟化物，对大气环境污染严重。
专利文献201711121706.3公布了一种小批量电渣重熔预熔渣的生产方法，该方法先将预熔渣料在烘烤炉中预热烘烤，然后采用双极串联电渣炉在化渣包内化渣，冷却凝固、破碎、封装。专利文献200510132524.2、专利文献201410476519.7、专利文献201510504744.1等都是采用带电的石墨电极将混匀、烘干的含有caf2的渣料熔化后凝固破碎的方式生产预熔渣料。上述生产预熔渣的方法，生产过程中由于caf2参与反应过程，都不同程度地产生了氟化物，如sif4、hf等，对大气环境污染严重。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种含氟化钙成分预熔渣的环保制备方法，采用该方法能够在无氟化物排放的条件下制备出含氟化钙成分预熔渣，无环境污染。
本发明提供的一种含氟化钙成分预熔渣的环保制备方法，具体包括以下步骤。
（1）渣料准备：将cao渣料破碎成粉末，将除caf2组元以外的al2o3粉、cao粉末、sio2粉末、mgo粉末等，按照熔渣质量百分比要求称量后混匀。
（2）压块：将混匀的渣料加入一定量的水，混匀后压制成渣料块。
（3）高温烧结：将渣料块放到高温容器内加热，1000℃-1400℃下，保温3-10h，此时组元间发生化学反应生成新的化合物，将此时的渣块命名为a。
（4）渣块破碎：待a冷却后，采用破碎机将渣块破碎成粉末b。
（5）将粉末b与caf2粉混合：将粉末b和caf2粉混匀，成为混合渣料c。
（6）造球：将混合渣料c造球，得渣球d。
（7）烘干：将渣球d加热至100℃-300℃保温2-6h，烘干后在干燥气氛保护下冷却。
（8）封装：按照设定的重量将渣球装到密封袋中。
（9）重复步骤（1）至步骤（8），可制备不同质量百分比要求的含caf2电渣重熔用预熔渣。
其中，步骤（1）中al2o3粉、cao粉末、sio2粉末、mgo粉末的粒度为1-10mm，caf2粉末粒度为0.5-2mm。
其中，步骤（2）中，加入的水的质量为渣量质量的5%-10%。
其中，步骤（3）中，加热温度至1000℃-1400℃，这是由于温度过高渣料将完全熔化，温度低于1000℃时反应速度很慢；生成的新的化合物为caal12o19、caal4o7和黄长石（2cao·al2o3·sio2）。
其中，步骤（4）中，粉末b粒度为0.5-2mm。
本发明的有益效果。
（1）整个生产过程中caf2组元不参与化学反应，故无氟化物排放，对环境无污染.
（2）将除caf2组元以外的al2o3、cao、sio2、mgo粉末高温烧结，发生化学反应生成新的化合物，新的化合物仍具有吸水率低的优点。
（3）caf2组元不参与化学反应，没有被熔化，预熔渣生产成本明显低于现有技术中的生产方法。
（4）通过高温烧结的方法，有效促使cao中残留的少量caco3分解，去除钢锭底部产生气泡的因素。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1。
一种电渣重熔用预熔渣，化学成分按照质量百分比组成为：caf2：60%，al2o3：25%，cao：15%。
制备方法包括以下步骤。
1）渣料准备：将al2o3粉和cao粉，按照质量比5:3称量后混匀。
2）压块：将混匀的渣料按质量百分比加5%的水压制成200×100×60mm块。
3）高温烧结：将渣料块放到高温容器内加热至1250℃，保温6h，al2o3和cao组元间发生化学反应生成新的化合物caal12o19、caal4o7。
4）渣块破碎：待渣块冷却至室温后，采用破碎机将渣块破碎成粒度为1mm粉末。
5）caf2粉与新的化合物渣料混合：caf2粉与新的化合物渣料，按照质量百分比60:40混匀。
6）造球：将混匀渣料造成直径为8mm小球。
7）烘干：将渣球加热至150℃保温4h，烘干后在干燥气氛保护下冷却至室温。
8）封装：按照10kg/袋的重量将渣球装到密封袋中。
实施例2。
一种电渣重熔用预熔渣，化学成分按照质量百分比组成为：caf2：50%，al2o3：30%，cao：15%，sio2：5%。
制备方法包括以下步骤。
1）渣料准备：将al2o3粉、cao粉和sio2粉，按照质量比6:3:1称量后混匀。
2）压块：将混匀的渣料按质量百分比加8%的水压制成150×90×60mm块。
3）高温烧结：将渣料块放到高温容器内加热至1400℃，保温4h，al2o3、cao和sio2组元间发生化学反应生成新的化合物caal12o19、caal4o7和黄长石（2cao·al2o3·sio2）。
4）渣块破碎：待渣块冷却至室温后，采用破碎机将渣块破碎成粒度为0.5mm粉末。
5）caf2粉与新的化合物渣料混合：caf2粉与新的化合物渣料，按照质量百分比50:50混匀。
6）造球：将混匀渣料造成直径为6mm小球。
7）烘干：将渣球加热至300℃保温2h，烘干后在干燥气氛保护下冷却至室温。
8）封装：按照20kg/袋的重量将渣球装到密封袋中。
实施例3。
一种电渣重熔用预熔渣，化学成分按照质量百分比组成为：caf2：50%，al2o3：25%，cao：15%，sio2：10%。
制备方法包括以下步骤。
1）渣料准备：将al2o3粉、cao粉和sio2粉，按照质量比5:3:2称量后混匀。
2）压块：将混匀的渣料按质量百分比加10%的水压制成150×90×60mm块。
3）高温烧结：将渣料块放到高温容器内加热至1250℃，保温6h，al2o3、cao和sio2组元间发生化学反应生成新的化合物caal12o19、caal4o7和黄长石（2cao·al2o3·sio2）。
4）渣块破碎：待渣块冷却至室温后，采用破碎机将渣块破碎成粒度为0.5mm粉末。
5）caf2粉与新的化合物渣料混合：caf2粉与新的化合物渣料，按照质量百分比1:1混匀。
6）造球：将混匀渣料造成直径为5mm小球。
7）烘干：将渣球加热至300℃保温2h，烘干后在干燥气氛保护下冷却至室温。
8）封装：按照20kg/袋的重量将渣球装到密封袋中。
需要说明的是，这些例子仅是本发明方法提供的一些应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的限制。