BT22钛合金是重要的航空结构材料,用于制造飞机发动机叶片、起落架等。其合金元素含量高达12.7%,其中高熔点合金含有5%,易偏析合金2%,并含有5%的低熔点合金,容易发生偏析等质量缺陷,因此熔炼工艺的选择非常重要。本研究采用真空自耗电弧炉熔炼BT22钛合金,通过小规格铸锭的试制和计算机模拟,研究铸锭冶金质量影响因素和控制措施,并开展大规格铸锭的工业化生产,研究生产工艺的可靠性。论文主要研究内容如下:进行了规格为Φ622 mm重2000 kg的小锭真空熔炼试验,研究了原料选择、合金添加、熔炼工艺对冶金质量的影响。研究表明,为了制备混料均匀的单块电极,在原料选择时应当使用高等级小粒海绵钛和小粒度并且尺寸均匀的中间合金,其中金属Cr的粒度应控制在3 mm以内;通过保证单块电极混料均匀,确保自耗电极焊接质量,规范各道工序清理和防护,加强熔炼过程管理,能够降低α缺陷;通过原料的合理选择和采用“一小二大三适中”的工艺,并且在电极制备和真空熔炼过程中,严格管控,避免带入新的污染物,可有效降低高密夹杂;通过对原料选择、合金添加方式、电极制备、氧含量控制、工艺参数（熔炼功率、磁场、热封顶）、合金元素偏析行为以及铸锭冶金质量影响因素的分析,提出了解决措施,确定了BT22钛合金合理的生产工艺。研究中通过对电磁场控制模型、流场控制模型、温度场控制模型、熔池控制模型分析,建立VAR熔炼的计算机仿真数学模型,模拟了Φ820 mm规格、投料量6.8 t的BT22铸锭的熔炼过程。研究发现,铸锭熔池深度随输入能量大小变化,首先形成小熔池,然后熔池深度逐渐增加,最终深度又逐渐降低。采用适合的熔炼工艺参数,可降低合金元素偏析程度,得到化学成分均匀的铸锭。熔炼过程中,底部最先开始冷却,随后结晶器四壁开始冷却;从而在铸锭底部和边部形成细晶区,中部形成柱状晶区,头部为等轴晶区和缩孔位置。模拟结果还表明,采用“小电流、低熔速”的熔炼工艺,可以形成相对稳定、扁平状的液态熔池,从而减少偏析现象。在上述基础上,进行了Ф820 mm规格BT22铸锭的试生产,研究大规格铸锭生产工艺的稳定性。研究表明,通过采用2～12.7 mm小颗粒海绵钛和强磁过筛控制,能避免原料中高密物质的带入,能有效提高铸锭的冶金质量。通过精准测量海绵钛和中间合金重量,采用自动混布料系统,并在焊接前进行电极块掉头处理,可以提高铸锭的化学成分均匀性。通过真空焊箱焊接一次电极,能有效降低因氧化造成的低密夹杂等冶金缺陷。试生产的Ф820 mm规格BT22铸锭,化学成分均匀,通过对20个铸锭的化学元素统计分析,表明生产工艺稳定、可靠;对铸锭锻造后的Ф400 mm棒材的性能测试表明,各项指标满足设计和使用要求。