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铝液铸造是铝电解工艺流程的关键工序，原铝配料方法和配料的稳定性直接影响成品铝锭的质量。目前，国内铝冶炼企业的铸造配料基本都采用人工配比的方法，即根据电解槽的原铝分析报告和计划出铝量确定出铝的大致顺序，铝液基本按照出铝顺序灌入混合炉内进行配料。这种配料方法的弊端是：第一，人工配料稳定性较差，往往为了保证铝锭产品的合格率，采取下限配料，质量超标现象严重；第二，配料主要根据计划出铝量，而计划出铝量与实际出铝量存在差异，产品质量易出现波动，不利于稳定生产；第三，采用固体配料时，配料铝锭的数量是人为估算，不够准确，不利于铸造的精细化生产。

工艺过程分析铸造重熔用铝锭的方法有两种，一种是直接用抬包在铸造机上进行简单浇铸；另一种是经过混合炉在铸造机上浇铸。由于目前我国铝冶炼企业大部分采用第二种方法，本文主要针对经过混合炉在铸造机上浇铸的方式来论述。

目前，国内铝液配料有两种方式，一种是动态配料。即每次铸锭时，首先灌满混合炉，开始铸锭后连续向混合炉逐包注入铝液直至完成当班铸锭任务；另一种是静态配料。即每次铸锭均在满炉后经过搅拌、除渣、静置后开始铸锭，混合炉铝液全部铸完之后，再开始下一个周期。本文所述“铸造优化配铝系统”即基于此种静态配料方式。

1、假定条件。第一，给定浇铸铝锭的品级，即目标铝的牌号；第二，铝冶炼过程中影响产品质量的主要杂质元素是Fe、Si ，其次是Cu、Mg、 Ga 、Mn、 Zn 等微量元素。由于这些微量元素含量很低，并且波动极小，对配料影响较小，所以此方案中不考虑微量元素以产品质量的影响；第三，计量原铝采用电子吊钩秤并且按照计划严格控制出铝量，注入混合炉的铝液必须达到一定容量后，经搅拌、扒渣、静置后才能铸锭，要确保混合炉内铝液成分均匀；第四，外加配料铝只能在混合炉中配料。

2、配料规则。遵循质量优先的原则，即以寻求最优配比为前提，在质量优先的前提下，考虑电解槽位置，以降低出铝工劳动强度，提高天车工作效率，合理控制铸造时间。遵循合包规则，在电解槽位置优先的前提下质量以最好配最差的原则进行合包，这样会进一步保证铝液的混合均匀。配料时对Fe、Si、Fe+Si应留有余地，单项留0.02％的余地，合时留0.03％的余地。外加配料铝以原铝计量数据，原铝质量分析数据及抬包铝液温度为依据精确计算。

3、优化配比方案。对所有当班所出铝液进行排序。首先根据电解槽位置修订出铝顺序，以降低工人劳动强度，然后根据出铝时间、抬包运输时间调整出铝顺序，以确保出铝顺序能够满足铝液注入多混合炉的顺序。对当班要出的×包原铝，按质量（Fe+Si 、Fe、Si、Cu）从高到低进行排序，并且按质量好的配质量差的原则划分每台混合炉，每炉须铸锭的原铝电解槽号，对每次真空抬包所出铝液进行排序。由于采用大真空抬包，每包可吸2-3台电解槽的铝液，因此在用真空包出铝前应计算出每次出铝顺序，在出铝合包时完成铝液的第一次配料。对加入混合炉的每包铝液进行排序，真空抬包铝液倒入混合炉时，完成铝液的第二次配比。计算混合炉铝液的单项及合量是否尚有余量，如有余量则考虑温度计算须加入的配料铝块数，对混合炉铝液进行外加配料铝锭完成第三次配铝。

4、外加配料铝锭配铝。固体配料有如下几种方式：一种方式是外加配料铝锭工序可以安排在原铝注入混合炉前，对单抬包铝液进行加料配比。单抬包配比结果控制在预定标准内，且留有余地，单抬包配铝后须再次调整出铝顺序。另一种方式是外加配料铝锭工序在铝液注入混合炉后对混合炉铝液进行配比。本系统主要采用第二种方式。

二、软件系统功能。
“铸造优化配铝系统”软件主要由用户登录、数据录入、数据审查、优化配铝、报表输出、密码修改、用户管理及关于等7个模块组成，以下对各个模块功能作一简述。

数据审查。“铸造优化配铝系统”所使用的数据是从技术监督中心光谱分析化验室分析所得的数据。当铸造用户打开“数据审查”模块之后，首先要选择当班所要出铝的电解槽，检查所选电解槽是否是要出铝的电解槽，系统在提取数据的同时计算出所有出铝的电解槽数据分析结果，包括Fe、Si、杂质总和的最大值、最小值及平均值。如果某一项目超标，则系统会自动弹出对话框，告知用户某项超标。

优化配铝。此模块是本系统的核心模块，铸造人员主要根据这一模块来完成优化配铝工作。此模块共分为两大部分，整炉配铝和单包配铝。整炉配铝就是首先选择注入当前混合炉的所有槽号，分析当前炉铝液的杂质成分，根据要配的目标铝的成分输入所要加的配料用铝的杂质成分值，系统会自动计算出当前混合炉中需要加入配料铝的重量。如果配料铝是成品的话，系统会自动将配料铝的重量转换成块数。单包配铝实现的过程是当从电解车间运来一包原铝，配料人员会将这一包原铝配成目标铝。配完之后，可以打印出“铸造配料生产记录单”。

报表预览。由于铸造车间要将所有配铝记录写入台帐，所以软件设计时开发了报表预览子模块，用于用户浏览即将打印的配铝记录单。在此模块中需要用户根据当前配铝输入相应的数据。

密码修改。此模块主要是从软件安全性方面考虑的。在设计数据库时，所有用户的密码都是相同的，从安全角度考虑，使用者在初次使用时应将自己的密码修改。

三、软件系统的特点。
第一，光谱原始数据实现了在线自动采集。公司以前的做法是每天都有专人从技术监督中心向电解厂送“光谱分析报告单”，这样做存在诸多弊端。首先，光谱数据上线要比人送提前。其次，专门为送报告单必须设立一个岗位，从企业精细化管理方面来说，不划算。本系统在第一时间内将光谱的数据采集到铸造客户端，实现数据的及时性。连城铝业有限公司电解生产中，电解槽由于各种原因，有时需要一天或一段时间内连续取料分析；第二，所有数据实现共享。原始数据的录入只从数据源一次录入，通过网络多次调用，保证了数据的唯一性和准确性；第三，系统采用当今流行的三层结构的软件设计思想，即数据库、软件层、用户界面层，各层次相互独立，每一层次的改变不影响其他层次，使系统具有极强的自适应性和可扩展性。

“铸造优化配料系统”软件于2005年11月开发完毕，通过在公司电解铸造车间试运行，应用效果显著。
实践表明，该软件不但提高了配料的精确度，解决了产品的质量超标问题，而且铝锭质量稳定，固化了配料方案，减轻了工人的劳动强度，因此，该系统在铝冶炼行业具有重要的推广价值。