Calcium treatment is a critical process in steelmaking for inclusion modification, enhancing steel quality and castability. This study investigates the effect of calcium treatment on two grades of alloyed steel produced via two different routes during secondary metallurgy at SSAB. The routes analyzed are the Al-deoxidized Vacuum Tank Degasser (VTD) and the direct route without vacuum degassing in the ladle furnace. Steel samples were collected before and after calcium treatment and analyzed using Scanning Electron Microscope (SEM) and Pulse Distribution Analysis Optical Emission Spectroscopy (PDA/OES).

Before calcium treatment, non-spherical MgO·Al₂O₃ spinel was observed in inclusions from both routes. After calcium treatment in the VTD route, the inclusions completely transformed into spherical and liquid CaO·MgO·Al₂O₃ inclusions. In contrast, in the SU route, even after the addition of calcium, the MgO·Al₂O₃ spinel inclusions remained unmodified. This lack of modification was due to the formation of CaS inclusions, which appeared as a CaS ring precipitating outside the calcium aluminate. The thermodynamic analysis revealed that the precipitation conditions for CaS significantly affect the modification efficiency and morphology of the inclusions.

Additionally, the possible application of PDA/OES in the steelmaking process was also evaluated. PDA/OES combined with stored industrial database was used for the analysis of clogging effect during casting and influence of sulfur content on impact strength. 20 steel samples were investigated using PDA/OES method during late stages of casting. The clogging risk index (CRI), determined based on insoluble calcium and aluminum levels, indicates that all samples from the VTD route fall below the semiliquid zone threshold (CRI < 0.75), suggesting a lower risk of nozzle clogging. In contrast, 50% of samples from the SU route exceed this threshold, indicating a higher risk of clogging. These findings underscore the importance of production routes and parameters in managing tundish clogging and ensuring continuous casting process efficiency. 

Kalciumbehandling är en kritisk process inom ståltillverkning för modifikation av inneslutningar, vilket förbättrar stålkvaliteten och gjutbarheten. Denna studie undersöker effekten av kalciumbehandling på två legerade ståltyper som produceras via två olika vägar under sekundärmetallurgi vid SSAB. De analyserade rutterna är Al-desoxidant vakuumtankavgasat stål (VTD) och den direkta rutten utan vakuumavgasning i skänkugn (SU). Stålprover samlades in före och efter kalciumbehandling och analyserades med hjälp av svepelektronmikroskop (SEM) och pulsfördelningsanalys vid optisk emissionsspektroskopi (PDA/OES). Före kalciumbehandling observerades icke-sfärisk MgO·Al₂O₃ spinell i inneslutningar från båda rutterna. Efter kalciumbehandling i VTD-rutten omvandlades inneslutningarna helt till sfäriska och flytande CaO·MgO·Al₂O₃ inneslutningar. Däremot, i SU-rutten, även efter tillsats av kalcium, förblev MgO·Al₂O₃ spinell inneslutningarna omodifierade. Denna brist på modifiering beror på bildningen av CaS inneslutningar, som framträdde som en CaS-ring som fälls ut utanpå kalciumaluminatet. Den termodynamiska analysen visade att utfällningsförhållandena för CaS påverkar modifieringseffektiviteten och morfologin hos inneslutningarna avsevärt. Även den möjliga tillämpningen av PDA/OES i ståltillverkningsprocessen utvärderades. PDA/OES kombinerat med lagrad industriell databas användes för att analysera igensättningseffekten under gjutning och svavelhaltens inverkan på slagseghet. 20 slutprover undersöktes med PDA/OES-metoden tagna under gjutningen. Igensättningsriskindexet (CRI), bestämt utifrån olösliga kalcium- och aluminiumnivåer, indikerar att alla prover från VTD-rutten ligger under tröskeln för halvflytande zon (CRI < 0,75), vilket tyder på en lägre risk för igensättning av gjutröret. Däremot överskrider 50% av proverna från SU-rutten denna tröskel, vilket indikerar en högre risk för igensättning. Dessa fynd understryker vikten av produktionsvägar och parametrar för att hantera igensättning i gjutlådan och säkerställa en effektiv kontinuerlig gjutningsprocess.