本公开涉及炼钢，尤其涉及一种钢包底吹氮电离增氮装置及增氮方法。
背景技术：
1、在钢铁行业，通常氮是钢中有害元素之一，对大多数钢种而言其含量需要加以控制。但是氮在钢中也具有有益作用，如高氮不锈钢，以氮代镍降低生产成本；高氮低合金高强度结构钢，利用氮与ti、nb、v等微合金化元素结合形成(ti,nb,v)(c,n)沉淀强化，提高钢材强度的同时节约合金用量、降低成本。当前转炉冶炼的钢材中氮含量通常为40-60ppm，难以满足高氮钢80-180ppm的要求。从实现钢中增氮的形式来说，主要有两种：(1)通过向钢液中加入含氮合金增氮，如氮化钒合金，氮化硅、氮化锰，氮化铬等；(2)向钢液中通入氮气增氮。由于当前含氮合金价格较高、合金加入后氮回收率不稳定、波动大等原因，生产企业更倾向于通过转炉制氧车间廉价副产物氮气增氮方式，低成本钢液增氮以充分发挥合金元素的强化效果。
2、因此，目前的钢包底吹氮电离增氮装置及增氮方法仍有待改进。
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种钢包底吹氮电离增氮装置及增氮方法，以解决或缓解相关技术中的一项或更多项技术问题。
2、作为本公开实施例的第一个方面，本公开实施例提供一种钢包底吹氮电离增氮装置，该装置包括：钢包；吹氩站，所述吹氩站上具有氮气管路；电离舱，所述电离舱设置在所述氮气管路上，所述电离舱将底吹氮气电离为氮离子并底吹至所述钢包中。
3、该装置在氮气管路上增设电离舱，将氮气分子电离再底吹入钢包。利用该装置进行钢液增氮后，钢液氮含量可由转炉出钢的30-50ppm增加到90-170ppm，增氮效果显著，可完全替代含氮合金增氮，成本降低，相比传统钢包单纯底吹氮气，还具有增氮效率高的优点。
4、在一些可能的实施方式中，所述电离舱内置于所述氮气管路中，所述电离舱包括：一节或多节子电离舱，所述子电离舱进一步包括：进气口和出气口；阳极棒和管状阴极，所述管状阴极套设在所述阳极棒的外围；阳极棒绝缘支撑部和管状阴极绝缘支撑部，所述阳极棒绝缘支撑部设置在所述阳极棒和所述管状阴极之间；所述管状阴极绝缘支撑部设置在所述管状阴极和所述氮气管路之间；阳极引线和阴极引线，所述阳极引线和所述阳极棒电连接，所述阴极引线和所述管状阴极电连接；阳极引线密封绝缘套和阴极引线密封绝缘套，所述阳极引线密封绝缘套套设在所述阳极引线外围，所述阴极引线密封绝缘套套设在所述阴极引线外围；电离气体存储罐，所述电离气体存储罐和所述出气口相连，并将所述氮离子底吹至所述钢包中。
5、在一些可能的实施方式中，所述电离舱包括2-5节所述子电离舱，所述阳极引线和其中一个所述子电离舱的所述阳极棒电连接，所述阴极引线和其中一个所述子电离舱的所述管状阴极电连接；所述电离舱进一步包括：阳极连接套管和管状阴极连接套管，所述阳极连接套管设置在相邻的2节所述子电离舱的所述阳极棒之间，所述管状阴极连接套管设置在相邻的2节所述子电离舱的所述管状阴极之间。
6、在一些可能的实施方式中，所述电离舱的击穿电压高压值为20-40kv，电流为100-500ma。
7、作为本公开实施例的第二个方面，本公开实施例提供一种利用前面所述的钢包底吹氮电离增氮装置增氮的方法，该方法包括：将钢包转运至吹氩站进行吹氮处理，开启氮气管路上的电离舱，所述电离舱将氮气电离为氮离子后再底吹至所述钢包中。
8、在一些可能的实施方式中，在将所述钢包转运至所述吹氩站之前，进一步包括：对所述钢包中的原始钢液进行脱氧除杂处理，得到第一钢液，所述第一钢液中的氧含量不大于50ppm，硫含量不大于0.025wt％。
9、在一些可能的实施方式中，所述吹氮处理中，进入所述电离舱的氮气流量为100-300nl/min，供氮压力为0.3-0.6mpa；经所述电离舱电离后排出的氮气流量为100-250nl/min，氮气压力为0.2-0.5mpa。
10、在一些可能的实施方式中，所述电离舱包括电离气体存储罐，经所述电离舱电离后的含有氮离子的氮气通过所述电离气体存储罐底吹至所述钢包中，底吹时间为15-35min。
11、在一些可能的实施方式中，经过所述吹氮处理后得到第二钢液，所述第二钢液中的氮含量为90-170ppm，所述吹氮处理的氮气利用率为75-85％。
12、在一些可能的实施方式中，所述电离舱包括2-5节子电离舱，可以根据氮气流量及氮气使用量增加或减少所述子电离舱的节数。
1.一种钢包底吹氮电离增氮装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的钢包底吹氮电离增氮装置，其特征在于，所述电离舱内置于所述氮气管路中，所述电离舱包括：
3.根据权利要求2所述的钢包底吹氮电离增氮装置，其特征在于，所述电离舱包括2-5节所述子电离舱，所述阳极引线和其中一个所述子电离舱的所述阳极棒电连接，所述阴极引线和其中一个所述子电离舱的所述管状阴极电连接；所述电离舱进一步包括：阳极连接套管和管状阴极连接套管，所述阳极连接套管设置在相邻的2节所述子电离舱的所述阳极棒之间，所述管状阴极连接套管设置在相邻的2节所述子电离舱的所述管状阴极之间。
4.根据权利要求1所述的钢包底吹氮电离增氮装置，其特征在于，所述电离舱的击穿电压高压值为20-40kv，电流为100-500ma。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的钢包底吹氮电离增氮装置增氮的方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将所述钢包转运至所述吹氩站之前，进一步包括：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述吹氮处理中，进入所述电离舱的氮气流量为100-300nl/min，供氮压力为0.3-0.6mpa；经所述电离舱电离后排出的氮气流量为100-250nl/min，氮气压力为0.2-0.5mpa。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电离舱包括电离气体存储罐，经所述电离舱电离后的含有氮离子的氮气通过所述电离气体存储罐底吹至所述钢包中，底吹时间为15-35min。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，经过所述吹氮处理后得到第二钢液，所述第二钢液中的氮含量为90-170ppm，所述吹氮处理的氮气利用率为75-85％。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电离舱包括2-5节子电离舱，可以根据氮气流量及氮气使用量增加或减少所述子电离舱的节数。
