国内外研究人员对Al镇静低合金钢生产过程中钢液、熔渣和耐火材料间的相互作用行为进行了大量研究,获得了显著的成果,为Al镇静钢高效冶炼和钢种质量提升提供了极大的助力。近年来,随着研究的深入,以Mn为主要合金元素的中高锰钢因其良好的综合力学性能引起了研究人员的重点关注。由于合金元素含量高,中高锰钢与熔渣、耐火材料等冶金辅助材料间的相互作用及夹杂物的生成和演变行为有着区别于普通Al镇静低合金钢的显著特点。然而,目前对于中高锰钢的研究基本都关注于其材料性能的提升,而在如何实现中高锰钢高效冶炼、连铸等冶金领域的研究却相当匮乏。为阐明中高锰钢与熔渣和耐火材料反应行为及夹杂物的生成和演变机理,本文通过实验室实验、工业实验和热力学计算等手段对上述涉及中高锰钢的反应行为和夹杂物演变机理进行了研究。本文的主要研究内容和结论如下:（1）采用实验室实验研究了中高锰钢与精炼渣的反应行为。研究结果表明,钢液中[Mn]会与渣中SiO2反应生成MnO。渣中MnO含量与钢液中[Mn]含量和熔渣碱度有关,反应生成MnO的量随着熔渣碱度的增加和钢液中[Mn]含量的减少而降低。渣中MnO含量增加会降低渣中MgO溶解度,并使渣的氧化性增强,对脱硫和钢液洁净度产生不利影响,但在—定程度上能够改善熔渣的熔化性质。为降低渣中MnO含量,保持熔渣的稳定性,在中高锰钢生产中应保持精炼渣碱度大于4。（2）基于工业实验和实验室实验研究了中锰钢精炼期间非金属夹杂物的生成和演变行为。在工业实验中,发现熔渣和耐火材料与钢液中[Al]反应而向钢液中提供[Mg]和[Ca]。精炼期间钢液中夹杂物的演变路径为:Al2O3夹杂物→MgO·Al2O3尖晶石夹杂物→（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石夹杂物→含有少量MnO及MgO的铝酸钙夹杂物。区别于普通Al镇静低合金钢,在LF精炼中期发现中锰钢液中有（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石夹杂物存在。该夹杂物MnO含量较高,在钢液中[Ca]的作用下（Mn,Mg）O·Al2O3夹杂物会转变为低熔点的铝酸钙,但夹杂物中仍含有少量的MnO。实验室实验详细地证明了钢液中（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石夹杂物的生成机理,实验结果表明MgO·Al2O3夹杂物的尖晶石结构有助于钢液中[Mn]置换夹杂物中的Mg并生成（Mn,Mg）O·Al2O3夹杂物。尽管钢液中[Mn]含量高达5.5%,但Al2O3夹杂物并不能够与[Mn]反应生成MnO·Al2O3尖晶石。因此,在工业实验中（Mn,Mg）O·Al2O3夹杂物发现于LF精炼中期并且生成于MgO·Al2O3夹杂物之后。（3）通过实验室实验研究了 1600℃温度下中锰钢与Al2O3、MgO和MgO·Al2O3等耐火材料的反应行为。研究结果表明,中锰钢中的[Mn]并不能够与Al2O3耐火材料发生反应,但是可以与MgO耐火材料发生反应并在耐火材料与钢液接触的边界上生成（Mn,Mg）O固溶体层,而后钢液中[Al]再与（Mn,Mg）O固溶体中的MgO反应并在其边界上生成（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石层。中锰钢与MgO·Al2O3耐火材料反应后也能够在耐火材料边界上生成（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石层。耐火材料边界上生成的（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石也是钢液中（Mn,Mg）O·Al2O3夹杂物的重要来源之一,（Mn,Mg）O·Al2O3尖晶石层上脱落的微小颗粒进入钢液中也能够成为（Mn,Mg）O·Al2O3夹杂物。（4）基于实验室实验研究了 1600℃温度下中锰钢与挂渣MgO耐火材料的反应行为。MgO耐火材料分别与四种不同碱度的熔渣相互作用后得到挂渣MgO耐火材料,然后将得到的挂渣MgO耐火材料分别与中锰钢反应。研究结果再次证明MgO耐火材料（无挂渣）可以与中锰钢中的[Mn]反应并在耐火材料边界上先后生成（Mn,Mg）O固溶体和（Mn,Mg）O·A12O3尖晶石。挂渣MgO耐火材料插入中锰钢液后,挂渣层会向钢液中提供夹杂物,但同时也能成为MgO耐火材料的保护层。尽管挂渣层也能够与钢液中的[Mn]反应并在挂渣层和MgO耐火材料基体中生成MnO,但MnO含量明显低于与钢液反应后的无挂渣MgO耐火材料。挂渣MgO耐火材料与钢液的反应受挂渣碱度的影响,高碱度渣能够阻止挂渣层和MgO耐火材料基体中MnO的生成。因此,在中锰钢生产中应避免使用低碱度渣。