スタンプミル
クインシー鉱山ユニットのオペレーション図の一部。アリス蒸気スタンプミルを示す。

スタンプミル（またはスタンプバッテリー、スタンピングミル）は、粉砕ではなく叩き潰しによって材料を粉砕する粉砕機の一種で、さらなる加工や金属鉱石の抽出に使用されます。材料の粉砕は単位操作の一種です。

説明

オフセットカムと回転リフターを示すカリフォルニア切手の詳細
デッドウッド・テラ・ゴールドスタンプ・ミルの内部

スタンプミルは、重厚な鋼鉄（場合によっては鉄板で覆われた木材）製のスタンプ一式で構成され、フレーム内に垂直に緩く固定され、上下にスライドします。スタンプは水平回転軸上のカムによって持ち上げられます。カムがスタンプの下から移動すると、スタンプは下の鉱石に落下し、岩石を粉砕します。そして、カムの次の通過時にこの持ち上げプロセスが繰り返されます。

フレームとスタンプのセットはそれぞれ「バッテリー」、あるいは紛らわしいことに「スタンプ」と呼ばれることもあり、製粉機はスタンプの数によって分類されることもあります。例えば、「10スタンプ製粉機」は10セットのスタンプを備えています。スタンプは通常は直線的に配置されますが、製粉機を拡張する際には、既存のラインを延長するのではなく、新しいラインを構築することもあります。廃墟となった製粉機の跡地（産業考古学者によって記録されているもの）では、装置全体の高さが20フィートを超えることもあり、大規模な基礎が必要となるため、基礎セットの直線的な列が最も目立つ特徴となっています。スタンプは通常、5セットずつ配置されます。

鉱石処理の用途によっては大量の水を使用するため、一部の搗鉱機は天然または人工の水域の近くに設置されています。例えば、レッドリッジ・スチール・ダムは、搗鉱機に処理用水を供給するために建設されました。カリフォルニア・スタンプは、1894年のサンフランシスコ夏季博覧会で初めて公開されました。これは、木材を燃料とする蒸気ボイラーで電力を発電する最初のタイプでした。蒸気で車輪とベルトを回転させ、同じく蒸気駆動の発電機が天井照明用の電力を供給しました。これは鉱山会社にとって大きなメリットとなり、生産時間を増やすことができました。

歴史

ゲオルク・アグリコラの『金属論』（1556年）に描かれた鉱石粉砕機

水力で動く搗精機の主な構成部品である水車、カム、ハンマーは、東地中海地域ではヘレニズム時代に知られていました。 [ 1 ]古代のカムは、紀元前3世紀の初期の水力オートマタに見られます。 [ 2 ]ローマの学者プリニウスの博物誌(NH 18.23)の一節には、水力で動く杵は西暦1世紀までにはイタリアでかなり普及していたことが示されています。「イタリアの大部分では、靴のない杵と、水が流れるときに回転する車輪、そしてトリップハンマー [mola] が使用されています。」[ 2 ]これらのトリップハンマーは、穀物をすりつぶしたり、脱穀したりするために使用されました。[ 2 ]すりこぎ棒付きの穀物すりつぶし器や普通の水車は、5世紀半ばにはコンダのロマヌスが辺鄙なジュラ地方に設立した修道院で使用されていたことが確認されており、トリップハンマーの知識が中世初期まで受け継がれていたことを示しています。[ 2 ]農業加工以外にも、考古学的証拠はローマ時代の金属加工においてトリップハンマーが存在したことを強く示唆しています。ケントのイッカムでは、ローマ時代の水車や金属廃棄物の投棄跡もいくつか発見されている地域で、機械的な変形のある大きな金属製のハンマーヘッドが発掘されました。[ 2 ]

しかし、スタンプ ミルの最も広範な応用は、ローマ時代の鉱山で発生したようで、深部鉱脈の鉱石は、さらなる処理のために最初に細かく砕かれました。[ 3 ]ここでは、石の金床の大きな凹みの規則性と間隔が、カム操作の鉱石スタンプの使用を示しており、これは後の中世の鉱山の装置によく似ています。[ 3 ] [ 4 ]このような機械的に変形した金床は、ドラウコシ(ウェールズ) やイベリア半島など西ヨーロッパの数多くのローマ時代の銀と金の鉱山現場で見つかっており、[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]年代が特定できる例は西暦 1 世紀と 2 世紀のものです。[ 6 ]ドラウコシでは、これらのスタンプ ミルは水圧駆動でしたが、おそらく他のローマ時代の鉱山現場でも同様でした。[ 3 ] [ 7 ]

サマルカンドでは、973年頃から搗鉱夫によって搗鉱機が使用されていました。中世ペルシャでは鉱石を粉砕するために搗鉱機が使用されていました。11世紀までに、搗鉱機は西はイスラム圏スペインと北アフリカから東は中央アジアに至るまで、中世イスラム世界全体で広く使用されるようになりました。[ 8 ]

水力駆動で機械化されたトリップハンマーは、12世紀までに中世ヨーロッパで再び登場しました。その使用は、シュタイアーマルク州（現在のオーストリア）の中世文献に記述されており、1つは1135年、もう1つは1175年のものです。どちらの文献も、鉱石破砕用の垂直スタンプミルの使用について言及しています。1116年と1249年の中世フランスの文献は、どちらも機械化されたトリップハンマーが錬鉄の鍛造に使用されたことを記録しています。[ 9 ] 15世紀までの中世ヨーロッパのトリップハンマーは、ほとんどの場合、垂直乳棒スタンプミルの形状をしていました。[ 10 ]有名なルネサンス期の芸術家で発明家でもあるレオナルド ダ ヴィンチは、鍛冶場ややすり切り機械で使用するためのトリップハンマー、つまり垂直乳棒スタンプミルタイプのものを頻繁にスケッチしています。ヨーロッパで描かれたマルティネット鍛冶ハンマーの最も古い図像は、おそらく1565年に書かれたオラウス・マグヌスの『七人の鍛冶屋の歴史』に見られる。この木版画には、3つのマルティネットと、オスムンド（ SV）ブルーム炉の木と革のふいごを動かす水車が描かれている。横臥式トリップハンマーは、ヨーロッパの美術作品で初めてサンドラルトとゾンカによる図像（1621年）に描かれた。[ 11 ]

水力で動く搗鉱機は、1556年に出版されたゲオルク・アグリコラの『金属論』第8巻に描かれている。 [ 12 ] アグリコラが示す搗鉱機は、搗鉱機の先端に鉄製のシューが取り付けられていることを除けば、大部分が木造であった。カムシャフトは水車の車軸に直接取り付けられ、搗鉱機は通常3つずつのグループに分けられ、各水車が1つまたは2つのグループを駆動していた。

19世紀

米国初の搗鉱機は1829年、ノースカロライナ州シャーロット近郊のキャップス鉱山に建設された。[ 13 ]搗鉱機は19世紀後半から20世紀初頭にかけて米国の金、銀、銅の採掘地域では一般的で、金属抽出の前段階として鉱石を粉砕する作業に使用されていた。19世紀後半には、多くの用途でより効率的な方法に取って代わられた。しかし、その単純さから、20世紀に入っても遠隔地の鉱石処理に使用され続けた。（19世紀の一部の搗鉱機の広告では、搗鉱機を分解してラバで積み込み、簡単な工具のみで現場で組み立てられると強調されていた。）コロンビアでは今でも、電動モーターで駆動する搗鉱機が職人鉱山労働者によって使用されている。

水車で動くコーンウォールの切手8枚
かつてアリゾナで銅鉱石を粉砕するために使用されていた 5 ユニットのカリフォルニア製スタンプ ミル。

コーンウォール・スタンプは、1850年頃にコーンウォールで錫鉱山用に開発されたスタンプミルです。小さな鉱石の塊を砂のような物質に砕くために使用されました。スタンプは重厚な木材で作られ、底部には鉄製の「ヘッド」が取り付けられていました。ヘッドは回転軸のカムによって持ち上げられ、鉱石と水の混合物の上に落下し、下部の箱に投入されました。ヘッドは通常、1つあたり4～8 cwt （約200～400 kg）の重さで、通常は4つ1組で木製の枠の中に設置されていました。小型のスタンプは一般的に水車で、大型のスタンプは蒸気機関で 駆動されていました。

カリフォルニア・スタンプはコーンウォール・スタンプをベースとし、カリフォルニアの金鉱山で使用されました。これらのスタンプでは、カムがスタンプを側面から持ち上げるように配置されており、スタンプが回転します。これにより、スタンプの底にあるシューの摩耗が均一になります。動作速度はより速く、1つのヘッドで1.5トンの鉱石を粉砕できました。一方、コーンウォール・スタンプは1トンしか粉砕できませんでした。

その他のスタンピングミル

ゲオルグ アンドレアス ベクラーのテアトルム マチナルム ノヴムの縮絨工場、1661 年

スタンプミルは、ホランダービーターが発明される以前の初期の製紙業において、紙料（パルプ）を調製するために使用されていました。これは、羊毛の縮絨に使用されていたものから派生したものと考えられています。 [ 14 ]スタンプミルは、粉砕した種子から油を搾り出す前の油糧種子処理にも使用されました。初期のミルは水力で動いていましたが、蒸気や電気で動くミルもあります。

スタンピングミルとは、スタンピングを実行する工場を指す場合があります。

参照

参考文献

  1. ^ウィルソン、22ページ。
  2. ^ a b c d eウィルソン、p.16。
  3. ^ a b c dウィルソン、pp. 21f.
  4. ^ a bバリー・C・バーナム「ドラウコティにおけるローマ時代の鉱業：1991-93年のカルレグ・プムサント付近の発掘調査の示唆」ブリタニア、第28巻（1997年）、325-336頁（333-335頁）
  5. ^ J. Wahl: " Tres Minas: Vorbericht über die Archäologischen Ausgrabungen im Bereich des römischen Goldbergwerks 1986/87 "、H. Steuer および U. Zimmerman (編): Montanarchäologie in Europa、1993、p.123-152 (141; Fig.19)
  6. ^ウィルソン、21ページ、脚注110。
  7. ^ MJT Lewis (1997).ミルストーンとハンマー：水力の起源. 第2章
  8. ^アダム・ロバート・ルーカス「古代・中世世界における工業製粉：中世ヨーロッパにおける産業革命の証拠の概観」『テクノロジー・アンド・カルチャー』 46 (1):1-30[10-1 & 27](2005)
  9. ^ニーダム、379ページ。
  10. ^ニーダム、394ページ
  11. ^ニーダム、395ページ
  12. ^ゲオルグ・アグリコラ、デ・レ・メタリカ、 1556年、220、221、222、223、247、248、254、255ページ​​​​
  13. ^「ブルーリッジとピエモントの鉱物資源」 2005年3月11日アーカイブ、Wayback Machine、143ページ参照
  14. ^ニール・ハリス (2017). 「手漉き紙の歴史。基本的な問題」 . リヨン紙史研究所. 2017年2月24日閲覧。

参考文献

ニッセン切手2枚。1909年頃、コロラド州シルバートン近郊のサウンド・デモクラット・ミルに設置された。
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