Штамповочная мельница (или штамповая батарея , или штамповочная мельница ) — это тип мельницы , которая измельчает материал путем измельчения, а не измельчения, либо для дальнейшей обработки, либо для добычи металлических руд. Разрушение материала является разновидностью единичной операции .
Штамповочная мельница состоит из набора тяжелых стальных ( в некоторых случаях кованых из дерева ) штампов, свободно закрепленных вертикально в раме, в которой штампы могут скользить вверх и вниз. Они поднимаются кулачками на горизонтально вращающемся валу . По мере движения кулачка из-под штампа штамп падает на руду внизу, дробя породу, и процесс подъема повторяется при следующем проходе кулачка.
Каждую рамку и набор штампов иногда называют «батареей» или, что сбивает с толку, «штампом», а мельницы иногда классифицируются по количеству штампов, которые у них есть, то есть «фабрика с 10 штампами» имеет 10 комплектов. Обычно они располагаются линейно, но при расширении завода из них может быть построена новая линия, а не продлена линия. Заброшенные мельницы (как задокументировано промышленными археологами ) обычно имеют линейные ряды фундаментов в качестве наиболее заметной видимой особенности, поскольку общая высота устройства может превышать 20 футов, что требует больших фундаментов. Марки обычно комплектуются наборами по пять штук.
В некоторых процессах переработки руды используется большое количество воды, поэтому некоторые штамповочные заводы расположены вблизи естественных или искусственных водоемов. Например, Redridge Steel Dam была построена для снабжения штамповочных заводов технической водой. Калифорнийская марка дебютировала на летней ярмарке в Сан-Франциско в 1894 году. Это был первый тип, который вырабатывал электроэнергию с помощью парового котла, питающего древесину. Пар начал вращать колеса и ремни; генератор, который также работал на паре, обеспечивал электричеством верхнее освещение. Это было большим плюсом для горнодобывающей компании, поскольку позволило увеличить производственное время.
Основные компоненты водяных штамповочных мельниц – водяные колеса , кулачки и молоты – были известны еще в эллинистическую эпоху в регионе Восточного Средиземноморья . [1] Древние камеры присутствуют в ранних водяных автоматах третьего века до нашей эры. [2] Отрывок из « Естественной истории» римского ученого Плиния (NH 18.23) указывает на то , что песты с водяным приводом стали довольно широко распространены в Италии к первому веку нашей эры: «Большая часть Италии использует некованые песты, а также колеса, которые вода поворачивается, протекая мимо, и молоток [мола]». [2] Эти молотки использовались для измельчения и шелушения зерна . [2] Зерновые толкилки с пестиками, а также обычные водяные мельницы также засвидетельствованы еще в середине пятого века в монастыре, основанном Романом Кондатским в отдаленном регионе Юра , что указывает на то, что знание молотков продолжалось и в раннее средневековье . [2] Помимо сельскохозяйственной обработки, археологические данные также убедительно свидетельствуют о существовании молотков в римской обработке металлов. В Икхэме в Кенте большая металлическая головка молота с механическими деформациями была раскопана в районе, где также были обнаружены несколько римских водяных мельниц и свалок металлических отходов. [2]
Однако самое широкое применение штамповочные мельницы, по-видимому, имели место в римской горнодобывающей промышленности, где руда из глубоких жил сначала дробилась на мелкие куски для дальнейшей обработки. [3] Здесь регулярность и расстояние между большими углублениями на каменных наковальнях указывают на использование рудных штампов с кулачковым приводом, очень похожих на устройства более поздней средневековой добычи полезных ископаемых. [3] [4] Такие механически деформированные наковальни были найдены на многочисленных римских месторождениях серебра и золота в Западной Европе , в том числе в Долаукоти ( Уэльс ), и на Пиренейском полуострове , [3] [4] [5] где имеются данные примеры относятся к I и II векам нашей эры. [6] В Долаукоти эти штамповочные мельницы были с гидравлическим приводом и, возможно, также на других римских горнодобывающих объектах, где широкомасштабное использование техники глушения и промывки грунта означало, что большое количество воды было непосредственно доступно для привода машин в действие. [3] [7]
Штамповочные мельницы использовались горняками Самарканда еще в 973 году. В средневековой Персии их использовали для дробления минеральных руд. К 11 веку штампованные мельницы широко использовались во всем средневековом исламском мире , от исламской Испании и Северной Африки на западе до Центральной Азии на востоке. [8]
Водяные и механизированные молотки вновь появились в средневековой Европе к XII веку. Их использование описано в средневековых письменных источниках Штирии (на территории современной Австрии), один от 1135 года, другой от 1175 года. В обоих текстах упоминается использование вертикальных штампованных мельниц для дробления руды. Средневековые французские источники 1116 и 1249 годов сообщают об использовании механизированных молотков , используемых при ковке кованого железа . [9] Средневековые европейские молотки к 15 веку чаще всего имели форму штампованной мельницы с вертикальным пестиком. [10] Известный художник и изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи часто зарисовывал молотки для использования в кузницах и даже напильники типа штампованной мельницы с вертикальным пестиком. Самая старая изображенная европейская иллюстрация кузнечного молота солдафона , возможно, находится в Historia de Gentibus Septentrionalibus Олауса Магнуса , датированная 1565 годом нашей эры. На этой гравюре на дереве изображены три солдафона и водяное колесо, работающее на деревянных и кожаных сильфонах печи для цветения Осмунда (св) . Лежачий молоток впервые был изображен в европейских произведениях искусства на иллюстрации Сандрарта и Зонки (датированной 1621 годом нашей эры). [11]
Штамповочные мельницы с водяным приводом проиллюстрированы в восьмой книге книги Георга Агриколы « De Re Metallica» , опубликованной в 1556 году . Распределительный вал был установлен непосредственно на оси водяного колеса , а штампы обычно располагались группами по три, причем каждое колесо приводило в движение одну или две группы.
Первая штампованная мельница в США была построена в 1829 году на шахте Кэппс недалеко от Шарлотты, Северная Каролина . [13] Они были распространены в регионах добычи золота , серебра и меди в США во второй половине 19-го и начале 20-го веков, на операциях, где руда дробилась в качестве прелюдии к добыче металлов. Во второй половине XIX века во многих приложениях они были заменены более эффективными методами. Однако их простота означала, что их использовали в отдаленных районах для переработки руды даже в 20 веке. (В рекламе некоторых мельниц XIX века подчеркивалось, что их можно было разобрать, упаковать мулом по частям и собрать на месте с помощью только простых инструментов.) Штампованные мельницы до сих пор используются в Колумбии горняками-кустарями, приводимыми в движение электродвигателями.
Корнуоллские штампы — это штамповочные мельницы, которые были разработаны в Корнуолле для использования при добыче олова примерно в 1850 году. Корнуоллские штампы использовались для измельчения небольших кусков руды в материал, похожий на песок. Штамп был изготовлен из тяжелого дерева с железной «головкой» внизу. Он поднимался с помощью кулачков на вращающейся оси и падал на смесь руды и воды, подаваемую в ящик внизу. Голова обычно весила от 4 до 8 центнеров (около 200–400 кг) каждая и обычно располагалась комплектами по четыре штуки в деревянных рамах. Маленькие штампы обычно приводились в движение водяными колесами , а более крупные — паровыми двигателями.
Калифорнийские марки были созданы на основе марок Корнуолла и использовались для калифорнийских золотых приисков. В этих штампах кулачок предназначен для подъема штампа сбоку и его вращения. Это выравнивает износ обуви в нижней части штампа. Они были более быстрыми в действии и одна головка могла раздавить 1,5 тонны руды, в отличие от корнуоллских штампов, которые могли раздробить только 1 тонну. [ нужны разъяснения ]
Штамповочные фабрики использовались на ранних стадиях производства бумаги для подготовки бумажного материала ( целлюлозы ) до изобретения голландского венчика и, возможно, произошли от тех, которые использовались при валянии шерсти. [14] Их использовали при переработке масличных семян перед отжимом масла из размолотых семян. Первые мельницы работали на воде, но мельницы также могут быть паровыми или электрическими.
Штамповочная фабрика может означать фабрику, выполняющую штамповку.
