Сточные воды прокатных и трубопрокатных цехов
В прокатных цехах стальные слитки превращаются в изделия самого разнообразного профиля, являющиеся полуфабрикатом или окончательной продукцией металлургического завода (блюмы, слябы, балки, рельсы, сортовая сталь, листовая сталь, трубы, проволока, лента и др.). Технологический процесс разделяется на два основных цикла: предварительный нагрев слитков в печах или колодцах и прокатка нагретых слитков.
Загрязненные сточные воды в прокатных цехах получаются от охлаждения валков, шеек валков и подшипников, от смыва и транспортирования окалины, а также от охлаждения вспомогательных механизмов — пил, ножниц и др. В трубопрокатных цехах загрязненные сточные воды могут быть еще от гидравлического испытания труб.
Количество загрязненных сточных вод от прокатных станов на, единицу продукции колеблется в широких пределах, в зависимости от типа установленного стана и вспомогательного оборудования, а также от сорта проката. Можно считать, что на 1 т прокатанного металла получается следующее количество загрязненных сточных вод, м³:
На заготовку и крупный сорт …………………………………….2—6
- средний сорт …………………………………………………….3—7
- листопрокат ……………………………………………………..4—6
- мелкий сортопрокат …………………………………………….8—15
- проволоку………………………………………………………Около 10
- катаные трубы …………………………………………………. 9—16 и более
- трубы, полученные холодным волочением ………………….. 6—8
Температура сточных вод превышает температуру воды, подаваемой на прокатные станы, примерно на 5 град. Характерным загрязнением вод являются окалина и масло.
При прокатке предварительно нагретого металла на его поверхности образуется окалина, которая осыпается в сточные каналы, расположенные под станами, и уносится водой, стекающей с валков и подшипников; если этой воды недостаточно, то специально для смыва окалины подают воду под напором. Смазочное масло поступает главным образом от вспомогательных механизмов.
Образующуюся окалину делят на крупную, оставшуюся под станом в яме (крупностью выше 10 мм); среднюю, вымываемую из ямы под станом и уносимую водой по дну канала (крупностью 10 мм и менее), и мелкую (крупностью менее 2 мм), находящуюся в воде во взвешенном состоянии. В среднем количество всей окалины (в процентах по массе прокатываемого металла) составляет для станов:
Заготовительных.....3 Мелкосортных ......4
Крупносортных .....2 Проволочных .......4
Среднесортных .....3
Количество мелкой и средней окалины (по отношению к общему количеству окалины), %, составляет для станов:
Заготовительных и крупносортных………….. 10
Среднесортных и трубопрокатных……………20
Мелкосортных …………………………………30
Абсолютное количество средней и мелкой окалины, уносимой водой из-под станов, колеблется в зависимости от типа их и прокатываемого сорта металла: от крупносортных в пределах 0,6—2,5 г/л; от среднесортных 0,6—1,5 г/л; от мелкосортных 0,2—0,65 г/л; от листопрокатных и трубопрокатных — до 0,3 г/л. Крупная окалина, как правило, улавливается в первичных отстойниках, расположенных в прокатных цехах. В среднем можно считать содержание окалины в воде, поступающей во вторичные отстойники; до 0,6 г/л, от среднесортных и листопрокатных 0,3—0,35 г/л, от мелкосортных и трубопрокатных 0,06—0,18 г/л. Нужно иметь в виду, что на некоторых заводах в одну и ту же канализацию поступает вода как от прокатных станов, так и от охлаждения нагревательных печей; при этом происходит разбавление воды от прокатных станов сточными водами от охлаждения печей примерно вдвое.
На трубных заводах первичных отстойников для улавливания окалины непосредственно в цехах может и не быть, а воду очищают в одном отстойнике, расположенном вне цеха. В цехах прокатки тонкого листа и жести, сточная вода от которых содержит от 0,01 до 0,24 г/л окалины, первичные отстойники не устраивают.
Химический состав окалины не одинаков и, по данным заводских лабораторий, в ней содержится: 33,5—65,5% FeO; 62,8—26,9% Fe203 и 0,5—7,6% нерастворимых в соляной кислоте веществ (угля, песка и т. п.). Кроме окалины, сточные воды прокатных цехов содержат некоторое количество масел: при установке на станах бронзовых подшипников в среднем 30—40 мг/л, текстолитовых до 10—30 мг/л, а периодически, при остановках станов на ремонт, и более.
В сточных водах от цехов прокатки тонкого листа и жести концентрация масла составляет около 10 мг/л.
В сточных водах от трубопрокатных цехов содержание масла значительно больше — от 38 до 170 мг/л; на Синарском трубном заводе содержание масла и нефтепродуктов в воде от одного из станов достигает 160—170 мг/л.
Водоснабжение прокатных станов устраивают только оборотным; воду от нагревательных печей и колодцев нецелесообразно смешивать со сточной водой от станов, чтобы не разбавлять ее. При этом для сортопрокатных станов, как правило, устраивают в цехах первичные отстойники для улавливания крупной окалины; во вторичных отстойниках происходит улавливание остаточной окалины и масла. Исследования показали, что содержание масла в оборотной воде в количестве 10—50 мг/л никаких осложнений в работе системы водоснабжения и в работе самих станов не вызывает; наблюдается только отложение мелкой окалины и масла на внутренней поверхности водопроводных труб. Поэтому в воде, подаваемой на станы, содержание масла должно быть возможно меньше, в противном случае эти трубы необходимо чаще промывать водой с воздухом.
Для охлаждения очищенной оборотной воды применяют брызгальные бассейны или градирни с брызгальным оросителем.
При прокатке жести может применяться пальмовое масло или эмульсия (смесь из эмульсола, соды и воды) для смазки поверхности прокатываемых листов металла. Количество сточных вод от такого стана составляет 500—600 м3/ч.
При работе прокатного стана на пальмовом масле сточные воды загрязнены в основном маслом, концентрация которого в воде достигает 200—300 мг/л, и частично механической взвесью (окалиной). Учитывая сложность выделения пальмового масла из сточных вод, для них устраивают специальный цикл оборотного водоснабжения с горизонтальным отстойником, при этом воду не смешивают с водой от других прокатных станов, не использующих пальмового масла. После отстойников в воде остается пальмового масла 50—100 мг/л. При возрастании этой концентрации производят освежение оборотной воды (продувку системы); сбрасываемую из системы воду дополнительно очищают от масла. Температура плавления пальмового масла низкая (25—30° С), поэтому улавливание его из воды затруднено.
При работе прокатного стана на эмульсии отработавшую загрязненную эмульсию в замкнутом цикле оборотного цикла очищают также в отстойнике и сбрасывают из системы периодически (один раз в 3—5 дней) в количестве, определяемом емкостью системы, составляющей 100 – 200 м3. При обеднении эмульсии в цикле ее заменяют свежей эмульсией. Отработавшую эмульсию очищают путем разделения ее добавляемой кислотой, в результате чего тяжелые частицы эмульсии выпадают в осадок. Воду, освобожденную от эмульсии, нейтрализуют известью.
В общий сток от прокатных цехов могут поступать загрязненные сточные воды от машин огневой зачистки металла. Количество этих сточных вод может быть значительным. Состав их еще недостаточно изучен.