随着高端装备的国产化,作为其关键零部件的高端轴承的制造要求不断提高,尤其是高疲劳寿命的高端轴承钢的研发和生产成为当前我国轴承行业迫切需要解决的问题之一。洁净度的好坏直接影响到轴承钢疲劳寿命的高低,是十分重要的影响因素,提高洁净度主要涉及到杂质元素的极低化和夹杂物的无害化。目前我国生产的轴承钢在氧、钛等杂质元素极低化方面已经达到或接近国际较好水平,但钢中出现的几十微米的微观大尺寸夹杂物和尺寸在几百微米甚至是毫米级的宏观大尺寸夹杂物的问题日益凸显,与国外仍有较大差距。因此,本文以宝武韶钢特殊钢生产流程“转炉-氩站-LF精炼-RH真空脱气-连铸”为背景,重点研究高端轴承钢中大尺寸夹杂物的形成机理与关键冶金工艺,为高效稳定地生产出高品质轴承钢提供理论和实践指导。通过对轴承钢中大尺寸夹杂物特征进行检验和确认,发现轴承钢中大尺寸夹杂物主要为两类,分别是单个球状的DS类微观大尺寸夹杂物和毫米级细长串型宏观大尺寸夹杂物,并进一步查明了其来源和形成机理,提出了关键改进工艺,在实际生产中得到了成功应用,取得明显改进效果。本文的主要研究结果如下:（1）DS类超标的微观大尺寸夹杂物主要为低熔点的CaO-Al2O3类夹杂物,CaO质量分数大于30%,尺寸在30μm-50 μm,二维形貌接近圆形,夹杂物中Ca、Al元素的分布较为均匀,部分夹杂物具有含Si元素的特征。毫米级细长串型大尺寸夹杂物主要为半固态CaO-Al2O3类夹杂物,CaO质量分数小于30%,长度大于5 mm,二维和三维形貌信息表明大尺寸夹杂物是由几微米到几十微米不同的小尺寸CaO-Al2O3-MgO夹杂物团聚而成。（2）热力学和数学模型研究结果表明,钢材中DS超标的含SiO2的低熔点CaO-Al2O3类夹杂物尺寸大于30μm,夹杂物中SiO2的质量分数大于2.4%,这类夹杂物为外来卷渣形成。卷渣与转炉出钢后所添加的含高SiO2的低碱度渣料有关,这种渣料与石灰（CaO）同时添加,成渣速度慢,容易卷入钢液,随着精炼的进行,卷渣形成的夹杂物中SiO2的平均质量分数从氩站的27.5%下降到轧材的3.0%。（3）不含SiO2的DS类微观大尺寸夹杂物和毫米级细长串型宏观大尺寸夹杂物成分类似,均为CaO-Al2O3类夹杂物,但具体含量不同,DS类微观大尺寸夹杂物CaO和Al2O3的质量比为0.5＜CaO/Al2O3＜1.2,毫米级细长串型宏观大尺寸夹杂物CaO和Al2O3的质量比为CaO/Al2O3＜0.5,其本质机理是钢液中Ca含量不同所引起的夹杂物成分差异,钢液中Ca含量高,对应的夹杂物中CaO含量也高。钢液中Ca含量与LF精炼过程钢渣之间反应导致炉渣向钢液中传递的Ca量有关。（4）热力学计算结果表明,Mg=5ppm,O=10ppm条件下,当钢液中Ca含量大于4.4 ppm时,平衡的夹杂物全部为低熔点CaO-Al2O3类夹杂物。当控制钢液中的Ca含量在4 ppm以内,钢液中的Al质量分数为0.04%时,可以有效抑制低熔点CaO-Al2O3类夹杂物的生成。钢渣之间平衡Ca含量的计算结果表明,钢液中Al质量分数为0.035%,炉渣中CaO质量分数小于52%时,可以控制平衡Ca含量小于4ppm,夹杂物中CaO的质量分数小于17%,有利于夹杂物上浮去除。（5）液态夹杂物碰撞团聚模型研究结果表明,当夹杂物与钢液之间的界面张力从0.1 N/m增加到2.0 N/m,液态夹杂物碰撞团聚的临界直径从11.8μm增加到40.3 μm,界面张力对液态夹杂物的碰撞团聚影响明显。与钢液不润湿夹杂物的团聚模型研究结果表明,空腔引起的腔桥力是范德华力的103到104倍,是夹杂物CaAl2O4颗粒粘附的主要作用力。接触后的夹杂物在1673 K条件下经过4.2 s可以完成烧结。烧结的夹杂物进一步形成团簇,经轧制后最终形成毫米级细长串型大尺寸夹杂物。（6）大尺寸夹杂物控制工艺主要包括转炉出钢选用低熔点低粘度造渣剂;全程控制钢液中的Al含量,从氩站的0.05%以上逐步下降到LF结束的0.02%以上;LF精炼分段补加石灰,控制炉渣CaO从52%逐步增加到57%,LF终点炉渣成分为 55%＜（%CaO）＜60%,7%＜（%SiO2）＜10%,27%＜（%Al2O3）＜31%,3%＜（%MgO）＜6%。改进后冶炼过程大尺寸含SiO2的低熔点CaO-Al2O3类夹杂物数量降低,尺寸减小,改进后轧材CaO/Al2O3质量比的值在0.12以内的夹杂物数量占比高达90.9%,DS评级≤0.5的比例从原来的71%提高到了86.38%,高频超声波水浸探伤的合格率从原来的48.1%提高到85.7%,工艺的改进效果明显。