آب در اکثر بخش های یک کارخانه فولاد استفاده می شود. یک کارخانه فولاد بدون آب نمی تواند کار کند. از این رو کارخانجات فولاد به طور معمول در نزدیکی منابع فراوان آب شیرین ساخته می شوند تا دسترسی و کیفیت آب مورد نیاز آن ها تضمین شده باشد. با این حال امروزه توجه ویژه ای به مدیریت منابع آب موجود در محیط کارخانه فولاد، به ویژه از نظر کیفیت، مقدار و نحوه استفاده از آن، معطوف شده است.

یک کارخانه فولاد از مقدار زیادی آب برای تولید بخار، خنک سازی، انتقال ضایعات، کنترل گرد و غبار و غیره استفاده می کند. فرایندهای کارخانه نمی توانند بدون آب انجام شوند. برای هر مرحله از تولید فولاد، مقدار زیادی آب مورد نیاز است. کمتر از 10 درصد از این آب در واقع مصرف می شود و بقیه ی آب معمولا به سیستم بازگردانده می شود.

چندین عامل باعث می شود آب یک ماده بسیار متداول باشد. به راحتی قابل حمل، به راحتی در دسترس، و ارزان است. آب می تواند مقدار زیادی حرارت را در واحد حجم (گرمای ویژه بالا) حمل کند. آب نه زیاد منبسط می شود و نه به طور قابل توجهی در محدوده های دمای محیط منقبض می شود.آب تجزیه نمی شود که این ویژگی می تواند باعث انحلال، جذب، تعلیق و انتقال مواد دیگر شود.

به رغم اهمیت فوق العاده ی آب در کارخانه های فولاد (شکل 1)، نحوه استفاده از آب در فرآیندهای تولید فولاد استاندارد نشده است و هیچ استراتژی یا یک تکنیک تعریف شده ای برای اندازه گیری آب در هر یک از فرایندها وجود ندارد.

تعدادی جنبه های مرتبط با آب و فن آوری های مربوط به آب وجود دارد که برای یک کارخانه فولاد مهم هستند:

آب یک واسطه برای انتقال حرارت است و به همین دلیل است که به بهره وری انرژی مرتبط است

اهمیت تامین منابع آب از نظر کیفیت و کمیت

پایش آب، شامل سیستم های باز تصفیه و بازگشت آب در گردش

هزينه هاي مرتبط با آب

کیفیت آب بستگی به فرایند مورد استفاده دارد

روند تخلیه پساب (نیاز به اکسیژن شیمیایی، مواد جامد معلق، نیاز به اکسیژن بیولوژیکی و غیره) به استانداردهای بیشتری نیاز دارند

نرم سازی آب باید بر پایه ی فرآیندهای مرحله به مرحله بهینه شود

استفاده از آب می تواند مشکلات بهداشتی و ایمنی خاصی مانند انتشار لژیونلا و همچنین مشکلات محیطی ایجاد کند

آب مستقیما برای خنک کردن و تمیز کردن فولاد در فرآیند تولید، برای خنک کردن گازهای خروجی، برای شستشو محصول و برای تشکیل محلول در فرآیند و غیره استفاده می شود. مقدار زیادی از آب برای خنک سازی غیر مستقیم و بدون تماس تجهیزات فرایندها استفاده می شود. همچنین برای تولید بخار و برق، آب آشامیدنی و کنترل گرد و غبار و رطوبت از آب استفاده می شود. در حقیقت، در یک کارخانه فولاد، آب تعدادی از وظایف را انجام می دهد. وظایف اصلی آب در کارخانه فولاد در زیر آمده است:

بخش قابل توجهی از آب مورد استفاده در یک کارخانه فولاد برای خنک کردن است، از جمله خنک کردن کک، خنک کردن پوسته کوره های انفجاری، خنک کننده در ماشین آلات ریخته گری و نورد گرم. تقریبا هر نقطه داغ عمدتا با استفاده از آب، خنک می شود.

آب برای تمیز کردن گازهای خروجی، در کوره های کک، کوره های انفجاری، کوره های اکسیژن و غیره استفاده می شود.

آب در ریخته گری و در عملیات نورد گرم استفاده می شود. همچنین به عنوان وسیله انتقال برای انتقال رسوبات به گودال رسوب استفاده می شود.

آب برای عملیات حرارتی (پایش حرارتی مکانیکی) در کارخانه های نورد گرم استفاده می شود.

آب به عنوان یک منبع برای تولید بخار عمل می کند.

آب همچنین به عنوان بخشی مهم در پایش های شیمیایی مانند حلال در ترشی اسیدی، ماتریس برای تولید امولسیون ها برای نورد، تمیز کردن، شستشو سطح ورق فولاد و غیره استفاده می شود.

آب برای پایش های الکتروشیمیایی مانند الکترو گالوانیزه یا قلع و غیره استفاده می شود.

آب برای سرکوب گرد و غبار استفاده می شود.

با توجه به استفاده و کیفیت آب، واژگان مختلف در مکان های مختلف کارخانه فولاد عبارتند از: (i) آب خام، (ii) آب مصرفی، (iii) آب باران، (iv) آب تصفیه شده، (v) (vi) آب خنک کننده مستقیم، (viii) آب خنک کننده غیر مستقیم، (ix) آب تغذیه دیگ بخار، (x) آب DM (demineralized)، (xi) آب نرم، (xii) آب مقطر (xiii) آب جایگزین، (xiv) میعانات آب، (xv) آب آشامیدنی، (xvi) آب آتش نشانی، (xvii) آب خانگی، (xviii) آب آلوده، (xix) آب فنولی، (xx) پساب و (xxi) فاضلاب و غیره

آب خام آبی است که موجود در منابع طبیعی مانند (i) منابع آب سطحی (رودخانه، دریاچه، مخزن و دریا و غیره) و (ii) منابع آب زیرزمینی می باشد. آب دریا دارای شوري بالاست و نیاز به روش های تصفیه ای مانند اسمز معکوس و غیره برای استفاده از آن در کارخانه فولاد است. آب های زیرزمینی نیز مورد آنالیز قرار می گیرند زیرا ممکن است شور باشند. آب های خام از منابع غیر از دریا نیز قبل از اینکه بتوانند در کارخانه فولاد استفاده شوند، نیاز به تصفیه دارند. میزان تصفیه مورد نیاز برای آب به ویژگی ها و کیفیت آب موجود بستگی دارد.

آب آبگیر آبی است که از داخل محل پمپ آبگیری که در محل منبع اولیه آب خام قرار دارد پمپ می شود. عوامل تعیین محل پمپ آبگیری به شرح زیر است:

تا آنجا که امکان دارد، این محل باید در نزدیکی مراکز تصفیه واقع در کارخانه فولاد باشد تا هزینه انتقال آب کمتر باشد.

آبگیر باید در ناحیه خالص منبع قرار گیرد تا بهترین کیفیت آب را از منبع تولید کند، در نتیجه بار در بخش تصفیه کاهش می یابد.

آبگیر هرگز نباید در پایین یا در نزدیکی نقطه دفع فاضلاب واقع شود.

این سایت باید در صورت نیاز در آینده اجازه خروج مقدار بیشتری آب را بدهد.

آبگیر باید در جایی قرار بگیرد که بتواند آب را حتی در طول دوره های خشک سال بچرخاند.

محل آبگیر باید در هنگام وقوع سیل به راحتی قابل دسترسی باشد و نباید دچار سیل شود. علاوه بر این، آب های سیل نباید در مجاورت آبگیر جمع شوند.

آب باران در کارخانجات فولاد به بخش تصفیه آب منتقل می شود. این کار به نوبه ی خود به کاهش مصرف آب و نیز به حفظ منابع طبیعی کمک می کند.

برای فرآیند کنترل رطوبت، فرایند کنترل دما و برای عملیات حرارتی فولادی، از آب فراوری شده استفاده می شود. همچنین آب فرآوری شده برای دانه بندی سرباره کوره مایع استفاده می شود. استفاده دیگر از آب فراوری شده برای تمیز کردن و عملیات پوشش در کارخانه های نورد سرد است.

استفاده عمده از آب در کارخانه فولاد برای خنک کردن است. آب خنک به طور کلی به عنوان آب خنک کننده بدون تماس یا غیر مستقیم و آب خنک کننده با تماس یا مستقیم طبقه بندی می شود. کاربرد غیر مستقیم آب به عنوان خنک کننده استفاده از آب برای اهداف عمومی است که در آن فقط تجهیزات خنک می شوند و آب با مواد در حال فرایند، مانند گازها یا مایعات تماس پیدا نمی کند. آب خنک کننده مستقیم شامل تمام استفاده های کاربردی از آب است که آب در تماس مستقیم با مواد در طی فرایند قرار دارد، جهت تمیز کردن گازهای فرایند، مایعات فرایند (روغن، پاک کننده ها، و غیره) و برنامه های شستشو می شود. آبهای خنک کننده مستقیم برای استفاده مجدد در سیستم تحت تصفیه قرار می گیرند.

آب خوراک بویلر برای تولید بخار در دیگ بخار استفاده می شود. آب خام باید تا حدی تصفیه شود که کیفیت موردنیاز برای تولید بخار در بویلر را داشته باشد. چنین تصفیه هایی معمولا شامل فیلتراسیون، حذف سختی (نرم شدن) و / یا کاهش سیلیس، deaeration و تنظیم pH / قلیائیت می باشد. اگر تصفیه به درستی انجام نشود، مشکلات مرتبط با آب، از جمله  خوردگی و رسوب مواد معدنی، می تواند باعث آسیب دائمی به واحد تولید بخار و نیز ناکارآمدی عملیات انتقال انرژی شود.

آب DM آبی است که در آن مواد معدنی آب حذف شده است. آب DM همچنین به عنوان منبع تغذیه دیگ بخار استفاده می شود. فرآیند demineralization معمولا زمانی انجام می شود که آب برای فرآیندهای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد و مواد معدنی موجود ممکن است با مواد شیمیایی دیگر در تماس قرار گیرند. با استفاده از فرآیند demineralization، آب با حذف مواد معدنی ناخواسته نرم می شود. آب DM دارای رسانایی بالاتری نسبت به آب دیونیزه شده است.

آب نرم آبی است که دارای غلظت کم یون ها و به ویژه یون های کلسیم و منیزیم است. این اصطلاح برای توصیف آب تولید شده توسط فرآیند نرم سازی آب استفاده می شود. آب نرم ممکن است حاوی سطوح بالاتری از یونهای سدیم و بی کربنات باشد. آب نرم، در سيستم هاي حرارتي و سيستم خنک کننده غیر مستقیم رسوبات کلسيمي توليد نمي کند. آب نرم نشده به عنوان آب سخت نامیده می شود.

آب مقطر، آب تولید شده توسط فرایند تقطیر است که ابتدا شامل تبخیر آب تصفیه شده و پس از آن چگالش بخارات آب در اثر سرد کردن می باشد. آب مقطر خالص ترین شکل آب است و به طور معمول در آزمایشگاه ها برای تجزیه شیمیایی مواد استفاده می شود.

در سیستم هایی که از سیستم آب در گردش استفاده می کنند، غالبا به آب جایگزین نیاز است. آب جایگزین آبی است که برای جبران (i) آب از دست رفته طی فرایند، (ii) اب از دست رفته در اثر تبخیر، و (iii) آب از دست رفته به دلیل نشت، به سیستم تزریق می گردد.

میعانات آبی آن آبی است که در طول چگالش بخار در یک فرایند صنعتی تولید می شود. اگر هیچ آلودگی در این آب وجود نداشته باشد، میعانات آبی می تواند به طور مستقیم به آب تغذیه دیگ بخار اضافه شود.

آب آشامیدنی آن آبی است که در قسمت های مختلف تولید و کارخانجات فولاد برای نوشیدن استفاده می شود. کیفیت آب آشامیدنی باید در سطح مناسب برای مصرف انسان نگهداری شود.

آب آتش نشانی معمول ترین عامل برای خاموش کردن آتش است. کیفیت آب مورد نیاز برای مقاصد آتش نشانی بسیار پایین تر از آب آشامیدنی است. کیفیت آب مورد نیاز برای آتش نشانی هرگز به طور مشخصی تعیین و تعریف نشده است، اما یک مسئله ی آشکار نیاز به کم کردن غلظت مواد معلق به میزانی است که این مواد از تخلخل های مختلف و خروجی های موجود در تجهیزات پمپاژ آتش نشانی به راحتی و بدون مسدود کردن تجهیزات عبور کنند.

آب خانگی آبی است که برای شستشو استفاده می شود. در کارخانجات فولاد معمولا آب آشامیدنی به عنوان آب خانگی مورد استفاده قرار می گیرد.

آب آلوده آبی است که در اثر استفاده از مواد معدنی محلول و ذرات جامد معلق آلوده می شود.

آب فنولی در بخش محصولات جانبی از کوره ی کک تولید می شود و مقدار قابل توجهی از فنول محلول در آن وجود دارد. در کارخانه فولاد با wet quenching، این آب برای سرد کردن کک داغ استفاده می شود. در کارخانجات با dry quenchin ، این آب در بخش های مکانیکی، بیولوژیکی و شیمیایی قبل از خارج کردن آن مورد استفاده قرار می گیرد.

پساب آبی است که از فرایند خنک کننده مستقیم خارج می شود. این آب معمولا در بخش تصفیه آب بازتصفیه می شود و پس از تزریق آب جایگزین دوباره وارد سیستم آب در گردش می شود.

فاضلاب آبی است که نمی تواند پس از تصفیه، مجددا استفاده شود. این آب پس از اصلاح کیفیت آن تا حد مجاز و قانونی از کارخانه خارج می شود. امروزه به طور معمول کارخانجات فولاد در صدد کاهش میزان فاضلاب و حتی به صفر رساندن آن می باشند. این کارخانجات به طور معمول فاضلاب خود را برای رسیدن به سطحی از کیفیت تصفیه می کنند که بتوان از آن برای کشاورزی و باغبانی در اطراف کارخانه استفاده کرد یا می توانند در منابع ذخیره سازی مواد خام برای جلوگیری از گرد و غبار استفاده شوند.