本发明公开了一种获得细晶粒20Cr钢的脱氧工艺，它包括以下步骤：（1）铁水脱硫及冶炼；（2）将步骤（1）预脱氧后的钢水送往氩站精炼；（3）LF精炼；（4）方坯连铸。本发明通过控制转炉终点碳含量并协同采用合适的铝脱氧，避免钢液氧和铝含量过高，使20Cr钢中生成适量的AlN颗粒，利用高熔点的AlN颗粒阻碍晶粒在加热过程中的长大倾向，达到提高钢质纯净度和晶粒度的目的，并且本发明不需要额外投资，在现有设备上即可实施，投资和运行成本低且能有效降低冶炼过程氧气和铝的消耗，具有良好的经济效益，从而实现低成本大规模生产本质细晶粒20Cr钢的目标。