Основными направлениями снижения водопотребления предприятиями черной металлургии являются: внедрение сухих способов очистки технологических газов от пыли, оксидов серы и азота; совершенствование способов промывки металла после обезжиривания и травления; применение новых схем воздушного охлаждения крупных металлургических агрегатов (например, печей и прокатных станов); совершенствование систем оборотного водоснабжения; применение испарительного охлаждения, а также охлаждения горячей химически очищенной водой.
Большой расход технической воды при традиционном способе охлаждения металлургических агрегатов (холодной технической водой) связан с большими тепловыми нагрузками и наличием в воде накипеобразователей. Например, на охлаждение доменной печи требуется воды до 4000 м3/ч, однако очищать такое большое количество воды от накипеобразователей и извести практически невозможно.
Сущность системы испарительного охлаждения заключается в использовании скрытой теплоты парообразования воды для отвода тепла от охлаждаемых деталей.
Скрытая теплота парообразования при атмосферном давлении составляет приблизительно 2260 кДж/кг. Один килограмм воды при испарительном охлаждении отбирает от охлаждаемой детали до 2550 кДж тепла, а при традиционном охлаждении холодной водой 40-80кДж. Меньший расход воды на охлаждение за счет использования скрытой теплоты парообразования позволяет применять химически очищенную деаэрированную воду, при кипении которой в охлаждаемых деталях не образуется накипь, что ведет к увеличению срока их службы.
Например, для охлаждения печей прокатного цеха требуется 10-15тыс. м3 воды в час. При испарительном охлаждении этот расход снижается в60-100раз.
К снижению расхода воды ведет и охлаждение горячей химически очищенной водой. Сущность этого способа заключается в том, что для охлаждения элементов печи используют химически очищенную воду с начальной температурой около 70 °С, которая после нагрева в охлаждаемых элементах печи до 95 °С служит теплоносителем для подогрева конденсата, теплофикации и горячего водоснабжения. Циркуляционный контур охлаждающей воды выполнен замкнутым, потери воды восполняются химически очищенной деаэрированной водой.
Внедрение систем оборотного водоснабжения может резко сократить удельный расход воды в агломерационном производстве, который сейчас составляет около 8 м3/т агломерата. Для этого надо совершенствовать системуводо-шламовогохозяйства фабрик, сократить продувки чистого и грязного циклов, использовать продувочную воду после ее доочистки для гидрообеопыливания и т.п.
При травлении металлов различными кислотами образуются высоко минерализованные отработанные травильные растворы и промывные воды. Эти воды можно обрабатывать различными реагентами для получения товарной продукции и использования доочищенных вод в системах оборотного водоснабжения.
На многих коксохимических заводах, несмотря на наличие сильно загрязненных сточных вод сложного состава, совершенно исключен сброс в естественные водоемы. Существенное сокращение жидких отходов коксохимических производств достигается заменой свежего пара циркулирующей аммиачной водой, переходом на коксование предварительно высушенной угольной шихты, изменением технологии сернокислотной очистки сырого бензола и т.п. Перспективным является использование очищенных биохимическим путем сточных вод, содержащих окисляющихся компонентов до 5 мг/л, для подпитки охлаждающих систем, что снизит водопотребление. Для обезвреживания сточных вод, содержащих масла и другие органические и неорганические примеси, перспективным является огневой метод. Современные конструкции установок огневого обезвоживания сточных вод предусматривают возможность использования теплоты сгорания и утилизации образовавшихся солей.
