CN115090841A - 一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置及使用方法，属于金属熔体与渣层在冶金容器内运动行为的实验模拟装置及使用方法的技术领域。所述装置包括钢包模型、中间包模型、长水口模型和中间包出水口模型；所述使用方法是通过选择与中间包液态渣和固态渣的物理及流动特性近似的油脂来模拟中间包覆盖剂，再将覆盖剂分散装入水溶性纸袋中，然后加入中间包水面溶解后释放油脂，控制水温、性纸袋的厚度和油脂的属性等，以模拟不同物性的覆盖剂在中间包的运动行为。本发明能够基于实际生产中中间包开浇和稳态浇注工况，通过调整加热速率和水流量等参数控制油脂在不同温度下的液态和固态比例，从而模拟出实际生产中间包覆盖剂的运动行为。

Description

一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置及使用方法

技术领域

本发明属于金属熔体与渣层在冶金容器内运动行为的实验模拟装置及使用方法的技术领域，涉及一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置及使用方法。

背景技术

在连铸过程中，中间包覆盖剂是连铸生产过程中重要的材料，覆盖剂被广泛地运用，其功能主要有：隔离钢液和空气，以减轻二次氧化，吸收由钢液分离出来的非金属夹杂物等。为了满足上述要求，覆盖剂通常是三层结构，分别是粉渣层、烧结层、液渣层。

而且现有技术中，关于中间包覆盖剂的研究，还包括其粘度测量、成分含量测量、渣层结构测量和膨胀倍数测量，显然这些技术方案中都是通过实际的中间包覆剂来进行数值测量，并未有通过其他物质来模拟覆盖剂在中间包运动行为的装置结构和方法。

例如：中国专利CN114791405A公开了一种快速测量连铸中间包覆盖剂黏度的方法，其中的中间包覆盖剂采用的并非模拟物质，不能够模拟覆盖剂在中间包运动行为；测量的粘度也不能反应覆盖剂在中间包运动过程中的粘度变化，三层结构中的粘度变化也未考虑。

中国专利CN111487102A公开了一种ICP-AES法测定硅钢用中间包覆盖剂钛量的方法，该方法能够快速测量所需覆盖剂的钛量，并不能够指示出三层结构中不同钛量对硅钢制备的产品质量的影响，特别是覆盖剂在中间包运动过程中的钛量变化。

中国专利CN106825476A公开了连铸中间包覆盖剂钢水表面渣层结构的测量方法，不同覆盖剂在中间包运动行为只能一次测量一种，并不能够通过某种物质来模拟覆盖剂在中间包运动行为，也不能够通过调节某种物质中的成分比例、水的温度、加热速率和流量来模拟不同覆盖剂在中间包运动行为。

中国专利CN103331423A公开了一种连铸中间包覆盖剂膨胀倍数的测量方法，其中的覆盖剂膨胀倍数是用来衡量三层熔融层结构的高度，是覆盖剂膨胀后厚度与膨胀前厚度的比值；膨胀倍数愈大，保温性愈好；显然测量方法针对的不同覆盖剂在中间包运动行为只能一次测量一种，测量方式也未通过某种物质来模拟覆盖剂在中间包运动行为。

故而现有技术中对中间包覆盖剂的研究大多数是基于不同覆盖剂在中间包运动行为只能一次测量一种，通过其他物质来模拟覆盖剂在中间包运动行为的装置结构和方法，特别是三层结构在中间包中的运动行为模拟研究，在现有技术中还未发现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何克服现有技术中中间包覆盖剂的研究都是通过实际的中间包覆剂来进行数值测量，中间包覆剂研究的成本高，效率低，且只能一次测量一种覆盖剂；三层结构在中间包中的运动行为模拟研究难以预期，一般都很少考虑三层结构，将覆盖剂在中间包中的运动行为进行整体考虑，如何通过实验快速选择实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量所面临的技术障碍等等。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，所述装置包括钢包模型、中间包模型、长水口模型和中间包出水口模型；所述钢包模型的底部通过所述长水口模型与所述中间包模型连通，所述中间包出水口模型设置在所述中间包模型的底部；

其中：所述钢包模型包括第一本体、第一加热装置和第一温度测量装置，所述第一加热装置设置在所述第一本体中一侧壁的液面刻度线以下，所述第一温度测量装置设置在所述第一本体中另一侧壁的液面刻度线以下；

所述中间包模型包括第二本体、第二加热装置和第二温度测量装置，所述第二加热装置设置在所述第二本体中底部，所述第二温度测量装置设置在所述第二本体中一侧壁的液面刻度线以下；

所述长水口模型按照实际生产中钢包和长水口、中间包的位置关系、连接关系与所述钢包模型和所述中间包模型进行装置结构设置；

所述中间包出水口模型按照实际生产中中间包和出水口的位置关系、连接关系与所述中间包模型进行装置结构设置。

优选地，所述装置中的钢包模型、中间包模型、长水口模型的材质为有机玻璃。

优选地，所述中间包出水口模型至少包括一个出水口。

优选地，所述装置中的钢包模型、中间包模型内均设置有测量液位深度的刻度线。

优选地，所述装置中还包括体积测量装置。

一种基于所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

S1、实际测量钢包、中间包、长水口和中间包出水口的尺寸及各装置结构的位置关系和连接关系，然后按照前述尺寸等比例缩小制备对应的钢包模型、中间包模型、长水口模型和中间包出水口模型，并将制备的模型按照前述各装置结构的位置关系和连接关系进行装置结构设置；

S2、向步骤S1中装置结构设置好的钢包模型内加入水，保持钢包模型内的水温处于恒定的预设温度值范围，调节长水口模型和中间包出水口模型的流量，使中间包模型内的液位逐渐上升，利用第一温度测量装置和第二温度测量装置分别对钢包模型内和中间包模型内的温度进行监测；

S3、根据相似原理选择与中间包液态渣和固态渣的物理及流动特性近似的油脂来模拟中间包覆盖剂，将覆盖剂分散装入水溶性纸袋中，得到若干水溶性纸袋的油脂；

S4、待步骤S2中的中间包模型内的液位达到一定深度后，将步骤S3中一部分水溶性纸袋的油脂分散放置在中间包模型内的液位表面，采用摄像机记录水溶性纸袋和油脂的融化过程；

S5、在步骤S4之后继续加水，待中间包模型内的液位上升到指定工作液位深度高度后，调节进出口流量使得中间包模型内的液位稳定，随后补加油脂使得其达到目标厚度；

S6、在步骤S5之后监测钢包模型和中间包模型内的温度变化，通过调整加热速率和水流量，控制油脂在不同温度下的液态和固态比例，从而模拟出实际生产中覆盖剂在中间包运动行为，采用摄像机记录油脂的运动。

优选地，所示使用方法还包括步骤S7，所述步骤S7为在不同的中间包控流结构和浇注工艺参数下重复步骤S1到S6，得到不同工况条件下覆盖剂的运动规律；所述运动规律包括不同工况条件下覆盖剂的铺展、卷入、裸露、波动等运动规律。

优选地，所示使用方法还包括步骤S8，所述步骤S8为拟合前述检测得到的与油脂运动行为的关系曲线，从而得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量；诉搜狐的与油脂运动行为的关系曲线包括检测得到的加热速率、流动速率、温度、控流结构等关系曲线。

优选地，所述步骤S3中的油脂随温度变化会呈现出不同的液态油和固态脂的比例，液态油用于模拟覆盖剂的液渣层，固态脂用于模拟覆盖剂的粉渣层，中间的过渡状态用于模拟覆盖剂的烧结层。

优选地，所述步骤S3中的水溶性纸袋和油脂中，通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性以模拟不同物性的覆盖剂，从而更加真实地研究覆盖剂的运动行为。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

上述方案中，本发明的装置结构设置简单，是实际生产过程中的装置结构等比例缩小的模型，部分装置结构的材质为有机玻璃，便于肉眼直接观察模拟不同物性的覆盖剂在中间包实际生产过程中的具体运动行为，便于得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量，获得最优的覆盖剂加入制度。

本发明采用水溶纸包裹油脂用于模拟袋装覆盖剂，然后加入中间包液面溶解后释放，控制水温、水溶纸的厚度和油脂的属性等，就可以用来模拟不同物性的覆盖剂在中间包运动行为，从而准确的理解和判断检测和控制提供有效的技术支持。

本发明在浇注过程中调整加热速率和水流量等参数控制油脂在不同温度下的液态和固态比例，从而更加真实准确地模拟出实际生产中间包覆盖剂的运动行为。

本发明的技术方案能够准确有效地模拟出不同连铸工况条件的覆盖剂运动规律，从而为实际生产中覆盖剂的选择、加入量和加入方式等提供优化方案。

综上，本发明的装置结构简单，能够与实际生产过程中的装置结构很好的匹配，成本低，效率高，且能一次测量多种物性的覆盖剂，主要是通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性来模拟，可得到不同工况条件下覆盖剂的铺展、卷入、裸露、波动等运动规律，通过拟合前述检测得到的加热速率、流动速率、温度、控流结构等与油脂运动行为的关系曲线，最终得到实际生产中最优的覆盖剂选择和加入制度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的结构示意图；其中：1为第一加热装置；2为钢包模型；3为长水口模型；4为水溶性纸袋；5为中间包模型；6为第二加热装置；7为中间包出水口模型。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案和解决的技术问题进行阐述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利的一部分实施例，而不是全部实施例。

实施例1

一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，所述装置包括钢包模型2、中间包模型5、长水口模型3和中间包出水口模型7；钢包模型2的底部通过长水口模型3与中间包模型5连通，中间包出水口模型7设置在中间包模型5的底部；

其中：钢包模型2包括第一本体、第一加热装置1和第一温度测量装置，第一加热装置1设置在所述第一本体中一侧壁的液面刻度线以下，所述第一温度测量装置设置在所述第一本体中另一侧壁的液面刻度线以下；

中间包模型5包括第二本体、第二加热装置6和第二温度测量装置，第二加热装置6设置在所述第二本体中底部，所述第二温度测量装置设置在所述第二本体中一侧壁的液面刻度线以下；

长水口模型3按照实际生产中钢包和长水口、中间包的位置关系、连接关系与钢包模型2和中间包模型5进行装置结构设置；

中间包出水口模型7按照实际生产中中间包和出水口的位置关系、连接关系与中间包模型5进行装置结构设置。

所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

S1、实际测量钢包、中间包、长水口和中间包出水口的尺寸及各装置结构的位置关系和连接关系，然后按照四分之一的前述尺寸等比例缩小制备对应的钢包模型2、中间包模型5、长水口模型3和中间包出水口模型7，并将制备的模型按照前述各装置结构的位置关系和连接关系进行装置结构设置；

S2、向步骤S1中装置结构设置好的钢包模型2内加入水，保持钢包模型2内的水温处于恒定的预设温度值35-45℃范围，调节长水口模型3和中间包出水口模型7的流量为30L/min，使中间包模型5内的液位逐渐上升，利用所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置分别对钢包模型2内和中间包模型5内的温度进行监测；

S3、根据相似原理选择与中间包液态渣和固态渣的物理及流动特性近似的油脂来模拟中间包覆盖剂，将覆盖剂分散装入水溶性纸袋4中，得到若干水溶性纸袋的油脂；

S4、待步骤S2中的中间包模型5内的液位达到一定深度后，将步骤S3中一部分水溶性纸袋的油脂分散放置在中间包模型5内的液位表面，采用摄像机记录水溶性纸袋和油脂的融化过程；

S5、在步骤S4之后继续加水，待中间包模型5内的液位上升到指定工作液位深度高度后，调节进出口流量为16.0L/min，使得中间包模型5内的液位稳定，随后补加油脂使得其达到1-2cm的目标厚度；

S6、在步骤S5之后监测钢包模型2和中间包模型5内的温度变化，通过调整加热速率和水流量，控制油脂在不同温度下的液态和固态比例，从而模拟出实际生产中覆盖剂在中间包运动行为，采用摄像机记录油脂的运动。

其中：所示使用方法还包括步骤S7，所述步骤S7为在不同的中间包控流结构和浇注工艺参数下重复步骤S1到S6，得到不同工况条件下覆盖剂的铺展、卷入、裸露、波动等运动规律；

所示使用方法还包括步骤S8，所述步骤S8为拟合前述检测得到的加热速率、流动速率、温度、控流结构等与油脂运动行为的关系曲线，从而得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量；

所述步骤S3中的油脂随温度变化会呈现出不同的液态油和固态脂的比例，液态油用于模拟覆盖剂的液渣层，固态脂用于模拟覆盖剂的粉渣层，中间的过渡状态用于模拟覆盖剂的烧结层；

所述步骤S3中的水溶性纸袋和油脂中，通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性以模拟不同物性的覆盖剂，从而更加真实地研究覆盖剂的运动行为。

实施例2

一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，所述装置包括钢包模型2、中间包模型5、长水口模型3和中间包出水口模型7；钢包模型2的底部通过长水口模型3与中间包模型5连通，中间包出水口模型7设置在中间包模型5的底部；

其中：钢包模型2包括第一本体、第一加热装置1和第一温度测量装置，第一加热装置1设置在所述第一本体中一侧壁的液面刻度线以下，所述第一温度测量装置设置在所述第一本体中另一侧壁的液面刻度线以下；

中间包模型5包括第二本体、第二加热装置6和第二温度测量装置，第二加热装置6设置在所述第二本体中底部，所述第二温度测量装置设置在所述第二本体中一侧壁的液面刻度线以下；

长水口模型3按照实际生产中钢包和长水口、中间包的位置关系、连接关系与钢包模型2和中间包模型5进行装置结构设置；

中间包出水口模型7按照实际生产中中间包和出水口的位置关系、连接关系与中间包模型5进行装置结构设置。

所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

S1、实际测量钢包、中间包、长水口和中间包出水口的尺寸及各装置结构的位置关系和连接关系，然后按照三分之一的前述尺寸等比例缩小制备对应的钢包模型2、中间包模型5、长水口模型3和中间包出水口模型7，并将制备的模型按照前述各装置结构的位置关系和连接关系进行装置结构设置；

S2、向步骤S1中装置结构设置好的钢包模型2内加入水，保持钢包模型2内的水温处于恒定的预设温度值30-40℃范围，调节长水口模型3和中间包出水口模型7的流量为34L/min，使中间包模型5内的液位逐渐上升，利用所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置分别对钢包模型2内和中间包模型5内的温度进行监测；

S3、根据相似原理选择与中间包液态渣和固态渣的物理及流动特性近似的经过染色处理的氢化油来模拟中间包覆盖剂，将覆盖剂分散装入水溶性纸袋4中，得到若干水溶性纸袋的氢化油；

S4、待步骤S2中的中间包模型5内的液位达到一定深度后，将步骤S3中一部分水溶性纸袋的氢化油分散放置在中间包模型5内的液位表面，采用摄像机记录水溶性纸袋和氢化油的融化过程；

S5、在步骤S4之后继续加水，待中间包模型5内的液位上升到指定工作液位深度高度后，调节进出口流量为19.0L/min，使得中间包模型5内的液位稳定，随后补加氢化油使得其达到1.0cm的目标厚度；

S6、在步骤S5之后监测钢包模型2和中间包模型5内的温度变化，通过调整加热速率和水流量，控制氢化油在不同温度下的液态和固态比例，从而模拟出实际生产中覆盖剂在中间包运动行为，采用摄像机记录氢化油的运动。

其中：所示使用方法还包括步骤S7，所述步骤S7为在不同的中间包控流结构和浇注工艺参数下重复步骤S1到S6，得到不同工况条件下覆盖剂的的铺展、卷入、裸露、波动等运动规律；

所示使用方法还包括步骤S8，所述步骤S8为拟合前述检测得到的加热速率、流动速率、温度、控流结构等与油脂运动行为的关系曲线，从而得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量；

所述步骤S3中的油脂随温度变化会呈现出不同的液态油和固态脂的比例，液态油用于模拟覆盖剂的液渣层，固态脂用于模拟覆盖剂的粉渣层，中间的过渡状态用于模拟覆盖剂的烧结层；

所述步骤S3中的水溶性纸袋和油脂中，通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性以模拟不同物性的覆盖剂，从而更加真实地研究覆盖剂的运动行为。

实施例3

一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，所述装置包括钢包模型2、中间包模型5、长水口模型3和中间包出水口模型7；钢包模型2的底部通过长水口模型3与中间包模型5连通，中间包出水口模型7设置在中间包模型5的底部；

其中：钢包模型2包括第一本体、第一加热装置1和第一温度测量装置，第一加热装置1设置在所述第一本体中一侧壁的液面刻度线以下，所述第一温度测量装置设置在所述第一本体中另一侧壁的液面刻度线以下；

中间包模型5包括第二本体、第二加热装置6和第二温度测量装置，第二加热装置6设置在所述第二本体中底部，所述第二温度测量装置设置在所述第二本体中一侧壁的液面刻度线以下；

长水口模型3按照实际生产中钢包和长水口、中间包的位置关系、连接关系与钢包模型2和中间包模型5进行装置结构设置；

中间包出水口模型7按照实际生产中中间包和出水口的位置关系、连接关系与中间包模型5进行装置结构设置。

所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

S1、实际测量钢包、中间包、长水口和中间包出水口的尺寸及各装置结构的位置关系和连接关系，然后按照三分之一的前述尺寸等比例缩小制备对应的钢包模型2、中间包模型5、长水口模型3和中间包出水口模型7，并将制备的模型按照前述各装置结构的位置关系和连接关系进行装置结构设置；

S2、向步骤S1中装置结构设置好的钢包模型2内加入水，保持钢包模型2内的水温处于恒定的预设温度值40-45℃范围，调节长水口模型3和中间包出水口模型7的流量为30L/min，使中间包模型5内的液位逐渐上升，利用所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置分别对钢包模型2内和中间包模型5内的温度进行监测；

S3、根据相似原理选择与中间包液态渣和固态渣的物理及流动特性近似的经过染色处理的黄油来模拟中间包覆盖剂，将覆盖剂分散装入水溶性纸袋4中，得到若干水溶性纸袋的黄油；

S4、待步骤S2中的中间包模型5内的液位达到一定深度后，将步骤S3中一部分水溶性纸袋的黄油分散放置在中间包模型5内的液位表面，采用摄像机记录水溶性纸袋和黄油的融化过程；

S5、在步骤S4之后继续加水，待中间包模型5内的液位上升到指定工作液位深度高度后，调节进出口流量为19.0L/min，使得中间包模型5内的液位稳定，随后补加黄油使得其达到2.2cm的目标厚度；

S6、在步骤S5之后监测钢包模型2和中间包模型5内的温度变化，通过调整加热速率和水流量，控制黄油在不同温度下的液态和固态比例，从而模拟出实际生产中覆盖剂在中间包运动行为，采用摄像机记录黄油的运动。

其中：所示使用方法还包括步骤S7，所述步骤S7为在不同的中间包控流结构和浇注工艺参数下重复步骤S1到S6，得到不同工况条件下覆盖剂的铺展、卷入、裸露、波动等运动规律；

所示使用方法还包括步骤S8，所述步骤S8为拟合前述检测得到的加热速率、流动速率、温度、控流结构等与油脂运动行为的关系曲线，从而得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量；

所述步骤S3中的油脂随温度变化会呈现出不同的液态油和固态脂的比例，液态油用于模拟覆盖剂的液渣层，固态脂用于模拟覆盖剂的粉渣层，中间的过渡状态用于模拟覆盖剂的烧结层；

所述步骤S3中的水溶性纸袋和油脂中，通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性以模拟不同物性的覆盖剂，从而更加真实地研究覆盖剂的运动行为。

上述方案中，本发明的装置结构设置简单，是实际生产过程中的装置结构等比例缩小的模型，部分装置结构的材质为有机玻璃，便于肉眼直接观察模拟不同物性的覆盖剂在中间包实际生产过程中的具体运动行为，便于得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量，获得最优的覆盖剂加入制度。

本发明采用水溶纸包裹油脂用于模拟袋装覆盖剂，然后加入中间包液面溶解后释放，控制水温、水溶纸的厚度和油脂的属性等，就可以用来模拟不同物性的覆盖剂在中间包运动行为，从而准确的理解和判断检测和控制提供有效的技术支持。

本发明在浇注过程中调整加热速率和水流量等参数控制油脂在不同温度下的液态和固态比例，从而更加真实准确地模拟出实际生产中间包覆盖剂的运动行为。

本发明的技术方案能够准确有效地模拟出不同连铸工况条件的覆盖剂运动规律，从而为实际生产中覆盖剂的选择、加入量和加入方式等提供优化方案。

综上，本发明的装置结构简单，能够与实际生产过程中的装置结构很好的匹配，成本低，效率高，且能一次测量多种物性的覆盖剂，主要是通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性来模拟，可得到不同工况条件下覆盖剂的铺展、卷入、裸露、波动等运动规律，通过拟合前述检测得到的加热速率、流动速率、温度、控流结构等与油脂运动行为的关系曲线，最终得到实际生产中最优的覆盖剂选择和加入制度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，其特征在于，所述装置包括钢包模型、中间包模型、长水口模型和中间包出水口模型；所述钢包模型的底部通过所述长水口模型与所述中间包模型连通，所述中间包出水口模型设置在所述中间包模型的底部；

其中：所述钢包模型包括第一本体、第一加热装置和第一温度测量装置，所述第一加热装置设置在所述第一本体中一侧壁的液面刻度线以下，所述第一温度测量装置设置在所述第一本体中另一侧壁的液面刻度线以下；

所述中间包模型包括第二本体、第二加热装置和第二温度测量装置，所述第二加热装置设置在所述第二本体中底部，所述第二温度测量装置设置在所述第二本体中一侧壁的液面刻度线以下；

所述长水口模型按照实际生产中钢包和长水口、中间包的位置关系、连接关系与所述钢包模型和所述中间包模型进行装置结构设置；

所述中间包出水口模型按照实际生产中中间包和出水口的位置关系、连接关系与所述中间包模型进行装置结构设置。

2.根据权利要求1所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，其特征在于，所述装置中的钢包模型、中间包模型、长水口模型的材质为有机玻璃。

3.根据权利要求1所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，其特征在于，所述中间包出水口模型至少包括一个出水口。

4.根据权利要求1所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，其特征在于，所述装置中的钢包模型、中间包模型内均设置有测量液位深度的刻度线。

5.根据权利要求1所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置，其特征在于，所述装置中还包括体积测量装置。

6.一种基于权利要求1-5任一所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：

S1、实际测量钢包、中间包、长水口和中间包出水口的尺寸及各装置结构的位置关系和连接关系，然后按照前述尺寸等比例缩小制备对应的钢包模型、中间包模型、长水口模型和中间包出水口模型，并将制备的模型按照前述各装置结构的位置关系和连接关系进行装置结构设置；

S2、向步骤S1中装置结构设置好的钢包模型内加入水，保持钢包模型内的水温处于恒定的预设温度值范围，调节长水口模型和中间包出水口模型的流量，使中间包模型内的液位逐渐上升，利用第一温度测量装置和第二温度测量装置分别对钢包模型内和中间包模型内的温度进行监测；

S3、根据相似原理选择与中间包液态渣和固态渣的物理及流动特性近似的油脂来模拟中间包覆盖剂，将覆盖剂分散装入水溶性纸袋中，得到若干水溶性纸袋的油脂；

S4、待步骤S2中的中间包模型内的液位达到一定深度后，将步骤S3中一部分水溶性纸袋的油脂分散放置在中间包模型内的液位表面，采用摄像机记录水溶性纸袋和油脂的融化过程；

S5、在步骤S4之后继续加水，待中间包模型内的液位上升到指定工作液位深度高度后，调节进出口流量使得中间包模型内的液位稳定，随后补加油脂使得其达到目标厚度；

S6、在步骤S5之后监测钢包模型和中间包模型内的温度变化，通过调整加热速率和水流量，控制油脂在不同温度下的液态和固态比例，从而模拟出实际生产中覆盖剂在中间包运动行为，采用摄像机记录油脂的运动。

7.根据权利要求6所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，其特征在于，所示使用方法还包括步骤S7，所述步骤S7为在不同的中间包控流结构和浇注工艺参数下重复步骤S1到S6，得到不同工况条件下覆盖剂的运动规律。

8.根据权利要求7所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，其特征在于，所示使用方法还包括步骤S8，所述步骤S8为拟合前述检测得到的与油脂运动行为的关系曲线，从而得到实际生产中最优的覆盖剂加入时机、位置和数量。

9.根据权利要求6所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤S3中的油脂随温度变化会呈现出不同的液态油和固态脂的比例，液态油用于模拟覆盖剂的液渣层，固态脂用于模拟覆盖剂的粉渣层，中间的过渡状态用于模拟覆盖剂的烧结层。

10.根据权利要求6所述的研究覆盖剂在中间包运动行为的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤S3中的水溶性纸袋和油脂中，通过调节水溶性纸袋的厚度和油脂的属性以模拟不同物性的覆盖剂，从而更加真实地研究覆盖剂的运动行为。

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