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本发明公开了一种改善低碳齿轮钢带状组织的冶炼工艺及低碳齿轮钢,冶炼工艺包括如下步骤:(1)转炉炉后初脱氧:出钢过程全程底吹氩,并加入初脱氧剂进行一次脱氧,使钢液中T.O含量为0.002%~0.004%;(2)LF精炼深脱氧:LF精炼过程加入深脱氧剂进行二次脱氧,使钢中[O]含量<0.0005%;(3)VD精炼合金改质:破真空后加入合金改质剂,并保持底吹15~30min,底吹模式为软吹,以质量百分数计,合金改质剂包括70%~80%的海绵锆及20%~30%的硼铁,加入量为每吨钢0.5~1.0kg。本发明通过转炉炉后初脱氧、LF精炼深脱氧和VD精炼加入合金改质剂,有效细化了钢中夹杂物尺寸,提高了钢液洁净度,而且促进了晶内铁素体形核,细化了晶粒,达到改善低碳齿轮钢带状组织的目的。