Каменным литьем принято называть сравнительно новый вид промышленного производства каменных изделий обладающих определенной формой и изготовленных путей кристаллизации расплавленных горных пород, искусственных смесей и шлаков.
Материалы из каменного расплава обладают высокой прочностью, износостойкостью и стойкостью в химически агрессивных средах. Это позволяет применять изделия для облицовки технологических аппаратов и узлов, работающих в наиболее тяжелых условиях, заменяя другие дорогостоящие материалы, в частности металлы.
Сырьем для получения каменного литья служат горные порода магматического происхождения, преимущественно базальты и диабазы, обладающее пониженной вязкостью в расплавах. По химическому составу базальты более постоянны, и каменное литье из вех обладает высокой химической стойкостью и прочностью на истирание. Температура плавления их 1100-1450°С. Расплав базальта обладает хорошими литейными качествами и кристаллизуется в течение 5-15 мин.
Температура, при которой расплавленный базальт превращается в твердое вещество, называется температурой замерзания или температурой кристаллизации. Обратное превращение вещества из твердого (кристаллического) состояния в жидкое, т.е. расплав, совершается тоже при строго определенной температуре, называемой температурой плавления. При постоянном давлении температура плавления и температура замерзания веществ определенного химического состава тождественны.
В качестве сырья для получения светлого каменного литья используют кварцевый песок (45%), доломит (34%), мел иди мрамор (21%). Кроме основных материалов, в шихту для снижения температуры плавления добавляют плавиковый шпат (3%), а для отбеливания расплава – окись цинка (0,8%). Перед загрузкой в печь сырьевые материалы измельчают, просеивают и дозируют в заданном соотношении.
Для плавки шихты используют шахтные, ванные, вращающиеся и электрические печи. Наиболее распространены ванные печи. Базальтовую шихту в ванных печах плавят при температуре 1450°С, Готовый расплав из ванны стекает в разливочный копильник, где охлаждается до 1250°С.
Характерная особенность жидкого состояния расплава заключается в том, что составляющие его частицы – ионы, атомы и молекулы находятся непрерывно в сложно-хаотическом – броуновском движении. С понижением температуры кинетическая энергия частиц уменьшается и движение их постепенно замедляется до тех пор, пока они утратят способность перемещаться в пространстве друг относительно друга. В таком состоянии конечное взаимное расположение этих частиц может быть упорядоченным, т.е. кристаллическим или беспорядочным – стекловидным.
Регулируя температурные условия охлаждения расплава во времени, получают изделия каменного литья сой или иной степени кристаллизации. Если же медленно кристаллизующийся расплав подвергнуть быстрому охлаждению, он не закристаллизуется и превратится в стекло. Таким образом, основная сущность получения изделий каменного литья заключается в том, чтобы залитый в форму расплав закристаллизовать, подвергая его правильной температурной обработке. Охлаждение расплава перед разливкой благоприятно оказывается на структуре отливаемых изделий и уменьшает число усадочных дефектов (трещин, раковин).
Для литья изделий применяют формы (кокили) из чугуна или жароупорной стали (постоянные формы), из силикатных материалов (временные формы) и земляные (одноразовые формы). Для уменьшения внутренних напряжений, возникающих при охлаждении, отливки подвергаются кристаллизации и отжигу. Степень кристаллизации расплава изменяется в зависимости от свойств расплава и размеров изделий. Кристаллизация и отжиг проводят в специальных печах (муфельных, туннельных, камерных) при температуре 800-900°С, затем изделия перемещают в зону отжига, а откуда на склад готовой продукции. Технические свойства различных видов каменного литья по некоторым показателям во много раз превышают свойства естественных камней магматического происхождения.
Изделия из каменного литья обладают следующими физико-техническими свойствами:
– плотность 2900-3000 кг/м³;
– предел прочности при сжатии 300-400 МПа, в отдельных случаях 1000 и даже 2000 МПа
                              при изгибе – 60-65 МПа;
– потери при истирании – 0,05-0,06 г/см²;
– химическая стойкость – 99,0-99,8%;
– твердость 7-8 и выше;
– коэффициент теплопроводности – 0,85.
Каменное литье обладает высокими электроизоляционными свойствами, отдельные виды его огнеупорны, стекло- и щлакоустойчивы. Стойкость изделий каменного литья по отношению к корродирующему воздействию растворов солей, кислот и оснований ставит его на первое место среди известных в настоящее время химически стойких материалов.
Благодаря высоким техническим свойствам область применения изделий каменного литья с каждым годом расширяется. Каменное литье широко используется в угольной, горно-обогатительной и металлургической промышленности для футеровки бункеров, течек, корпусов флотационных машин и т.д. Каменное литье широко используется в химической промышленности для кладки и футеровки кислотовместилищ, реактивных ванн, химически стойких аппаратов и сосудов, трубопроводов, желобов и т.д. Плитки из каменного литья с успехом заменяют металл; их используют для полов в цехах с агрессивными средами и для футеровки аппаратов, подверженных сильному истирающему воздействию.
Стойкость каменного литья по отношению к атмосферным реагентам делает его незаменимым материалом для художественно-декоративной отделки зданий и сооружений. Из него изготовляют дорожные знаки, скульптуры, архитектурные украшения и т.д.
Цвет и окраска изделий каменного литья зависит от химического состава отливки. Такие красящие окислы, как Fe₂O₃, TiO₂, MnO₂, Cr₂O₃ и другие, окрашивают изделия в темные и даже черные цвета. Отсутствие этих окислов дает возможность получать светлоокрашенные даже относительно белые изделия.
Стоимость каменного литья, особенно светлого, сравнительно высока. Однако, если отнести стоимость изделий к сроку их службы, то применение каменного литья оказывается экономически выгодный.