20CrMnTi钢是广泛使用的齿轮钢之一,用于制造各类汽车、机械、航空工程的齿轮轴、传动齿轮材料,是众多钢铁企业开发关键品种钢之一。但在该钢种生产过程中容易生产高熔点夹杂物,在变载荷的接触应力、冲击力、摩擦力等作用下,齿轮钢容易产生劳受损甚至失效。为降低有害夹杂级别,减小夹杂物危害,本文以国内某钢厂BOF-LF-VD-CC工艺流程生产20CrMnTi钢为研究对象,对LF、VD精炼和CC连铸生产工艺采用现场调研、理论计算、实验研究、跟踪反馈的方法进行研究和优化,并得到以下主要结果:（1）生产现场调研发现精炼过程VD炉中钢渣反应剧烈,导致钢中的铝损和钛损较严重,增加了钢中夹杂物的含量和冶炼成本;连铸过程钢水可浇性差,存在水口结瘤现象,经XRD分析发现结瘤物为铝酸钙和镁铝尖晶石夹杂。通过电解铸坯样,发现夹杂物主要为CaO-MgO-Al₂O₃系夹杂,部分为SiO₂-Al₂O₃-MgO系,含有少部分CaS和TiO₂,形状呈尖棱状,部分呈圆球形。对轧材进行EDS-SEM分析发现轧材中存在四类不同类型的夹杂物:O-Ca-Al-S-Mg系链状夹杂、xCaO?yAl₂O₃球形夹杂、形状不规则的纯Al₂O₃夹杂以及TiN夹杂。（2）通过建立钢水凝固过程夹杂物耦合析出模型,计算发现在现有钢水成分下,凝固过程中,仅有Al₂O₃夹杂和TiN夹杂析出,Al₂O₃夹杂的量随着凝固分数的增加而增加,TiN夹杂主要在凝固末端析出。分析钢中氮含量的变化,LF炉化渣升温过程、VD破空到中包过程、中包到铸坯等过程钢水增氮严重。钢中初始氮含量越高,凝固过程生成的TiN夹杂总量越高,尺寸越大;TiN夹杂每一步的析出含量先增加后逐渐降低。因此,通过控制钢中氮的含量,减少钢水的二次氧化,提高钢水洁净度,避免钢中生成大尺寸的TiN,降低TiN夹杂的危害。（3）在钢中[Al]=0.01⁰.03%的条件下,讨论了精炼渣的成分和物理性质对钢中夹杂物吸收能力的影响。计算表明:当精炼渣碱度为4⁶,渣中CaO/Al₂O₃为1.4¹.8,MI指数为0.1⁰.2时,渣中Al₂O₃的活度较小,CaO的活度较大,精炼渣对Al₂O₃夹杂吸收能力较强,有利于降低钢液中T.O.含量。同时,为减少剧烈渣金反应引起钛损失和TiO₂的生成,钛铁应在LF出站前加入。另外,为减少精炼渣对镁碳质钢包内衬的侵蚀,精炼渣中要保证一定量的MgO。因此,设定20CrMnTi钢的目标精炼终渣成分范围控制如下:CaO=50⁵4%、SiO₂≤10%、Al₂O₃=30³4%、MgO≈6%、（FeO+MnO）<1%。（4）钢中[Al]=0.02⁰.03%时,应控制a_[O]在3ppm以下,[Ca]在20³0ppm之间,钢中的Al₂O₃才能被改性为液态的12CaO·7Al₂O₃夹杂。VD真空处理过程,耐材受到冲刷侵蚀不断向钢中增镁,钢中残留的Al₂O₃夹杂越多,越易生成MgO?Al₂O₃夹杂,浇注时易堵塞水口,降低钢水可浇性。对Ca-Al-Mg-O系夹杂的生成热力学研究表明,当钢中[Al]含量为0.03%,[Ca]含量为20³0ppm时,钢中溶解[Mg]含量应控制在1ppm以下。（5）通过优化精炼渣成分和钙处理、减少大包下渣等工艺,轧材中T.O.从19ppm降低到13ppm,平均下降6ppm;钛的收得率从51.2%提高到66%,提高14.8%;钢中铝的烧损由275ppm降低到131ppm,降低144ppm;精炼渣吸收夹杂物的能力有所加强;钢水可浇性明显改善,连浇10炉后,水口内壁光滑,结瘤物较少,结晶器液位无异常波动;铸坯中夹杂物尺寸范围主要在0¹0μm之间,未发现尺寸大于50μm的大型夹杂物。