造纸机的发展沿革

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1799年 法国人路易士·罗伯特(Louis Robert)发明连续抄造湿纸页的造纸机，铜网宽640mm，网长3000mm，纸机长15m，以手摇动，每分钟速度5m左右。湿纸缠卷在铜网端部的辊筒上，然后切成平张进行压榨和干燥。

1803年 英国人勃利安·唐金(Bryan Donkin)制成第一台生产用的造纸机，在长网上抄成纸页，经压榨部连续压榨脱水后缠卷在辊筒上。纸宽813mm，网宽1220mm。安装在英国福洛摩尔(Frogmore)。该机的制造由于得到了当时伦敦着名的文具商、以后又成为福洛摩尔造纸厂厂主的福尔吉林尔(Fourdriener)的巨额投资，因此长网机又被称为福尔吉林尔造纸机(Fourdriener machine)。

1805年 布莱曼(Braman)发明圆网造纸机。

1811年 英国人Bryan Donkin发明上下伏辊中心偏距的设计，并将伏辊由网案的2／3处移至网案末端。

1812年 英国人Thomas Cobb发明毯套式伏辊。

1816年 在纸机上开始装设烘缸，但烘缸两端无盖，用木炭加热。

1817年 英国人John Dickinson取得第二道压榨装置的专利。

1820年 John Dikinson制造并开始使用圆网机。

1823年 英国人Crompton发明用蒸汽加热烘缸，并采用了干毯。

1826年 英国人Canon开始在长网机的网部使用真空箱。

1826年 John Marshell发明整饰辊，并于1830年由Thomas装在长网纸机上使用。

1827年 美国纽约州Saugerties安装了从英国进口的Donkin式造纸机，机宽1524mm，为美国的第一台造纸机。

1827年 德国人Ocheläuser发明长网杨克式造纸机。

1829年 开始在纸机前装设平筛。

1829年 英国人Dickinson发明反压榨。

1830年 英国人Thomas Barutt发明网案振动装置。

1830年 英国人Thomas Barutt发明网上水印装置。

1838年 英国人William Howard发明除砂盘，10年后法国人Planche制作使用。

1839年 William Johnson发明在整饰辊面上制造水印。

1840年 长网机幅宽开始超过1525mm(60in)。

1855年 美国法尔利铸造机械厂(Farrel Foundry machine Co．)发明冷铸铸铁辊。

1860年 英国人James Harper发明哈伯式造纸机。

1860年 开始在纸机前装设圆筛。

1863年 美国霍利约克机械公司制成超级压光机用纸粕辊。

1864年 美国发明橡胶下压榨辊，在此以前下压榨辊均为木铁制造。

1864年 英国人Anderson发明铜网自动调整器。

1867年 美国纽约州瓦塔通的莱明通造纸厂安装了幅宽为2540mm(100in)的长网机，车速30m／min。

1868年 英国人Gregory发明铜网张力辊。

1868年 黑纹水印问世。

1870年 纸机纵轴锥形齿轮传动开始问世。

1870年 超级压光机在美国开始使用。

1873年 澳大利亚人CT．Bischof发明卷纸机。

1874年 德国发明损纸碎解机(Kneader)。

1876年 法国人谢弗勒·卡特发明锥型皮带轮及斜齿轮传动。

1880年 机上涂布在英国问世。

1887年 美国哈德逊·利瓦制浆造纸公司巴马斯·福路斯纸厂安装了Pusey & Jones机械厂制造的网宽为2845mm、网长为15．24m的长网纸机。

1889年 英国罗伊多纸厂安装了网宽为3048mm，网长为12．2m，20只烘缸的长网纸机，车速达到了82．3m／min。

1890年 美国昂塔利阿造纸公司安装了巴克莱机械厂制造的幅宽为2184mm的长网机，车速达到了114m／min。

1890年 发明双长网及三长网造纸机。

1891年 美国开始制造杨克式造纸机。

1892年 双网造纸机在英国Linewood纸厂最初运行。

1894年 美国纽约的格兰·弗雷斯造纸厂开始在长网纸机上使用喷水管。

1894年 奥地利纸厂第一次采用电动机传动造纸机，在此以前均由蒸汽机传动。

1896年 美国出现当时最大的造纸机，机宽4060mm，车速152m／min。

1897年 德国人西拉发明石头辊。

1898年 美国发明双鼓卷纸机。

1907年 德国人William Eibel发明网案倾斜装置。

1908年 美国纽约州的Gould造纸厂的网宽为2850mm的长网纸机最初采用电动机分部传动。

1908年 美国人H．Millspaugh发明真空伏辊，1911年纽约州的库利弗纸厂开始使用真空伏辊。

1909年 德国Voith机械厂与Brown Boveri电气公司联合设计成功长网造纸机分部电气传动装置。

1910年 美国International造纸公司最初采用Millspaugh式压缩空气引纸装置，将湿纸由真空伏辊引至第一压榨。

1911年 德国Voith机械厂提出高压流浆箱专利。

1913年 美国伍拉默特造纸公司总工程师威廉希汉发明引纸绳。

1914年 美国莱斯巴登机械公司制成移动式网案。

1914年 德国发明游动式真空箱，并用于长网纸机。

1915年 美国Black Clawson机械公司制成垂直排列式的烘缸部，安装于美国佳鲁斯哈比公司。

1915年 美国缅因州的S．D．Warren纸厂首先使用纳氏真空泵。

1916年 美国人E．J．Trimbey发明Trimbey式浓度调节器。

1918年 挪威发明长网部无带定边装置。

1919年 美国人F．W．Vickery发明Vickery式毛毯洗涤器。

1921年 美国Consolidated造纸公司在网宽4060mm的长网纸机上采用移动式换网装置。

1923年 美国Beloit机械厂提出高速摇振网案方案。

1926年 美国Minton公司发明Minton式真空干燥部，安装于加拿大普拉斯普拉赛造纸厂。

1926年 美国开始使用电磁离合器。

1930年 英国W．P．Evens公司发明履带式真空箱(Rotabelt)。

1931年 开始使用橡胶包覆真空辊，随后真空压榨首先在美国开始使用。

1937年 英国Millspaugh机械公司发明复合压榨，并首先在法国纸厂开始使用。

1937年 美国Consolidated造纸公司开始进行纸机联合涂布。

1938年 美国Southern kraft造纸公司首先在牛皮纸板机上安装第二流浆箱。

1940年前后 真空引纸辊开始问世。

1941年 美国Robertsong发明弧形伸展辊(Mont Hope Roll)。

1950年 加拿大Canadian International纸厂新闻纸机最初使用浆料脱气装置。

1950年前后 开始出现气垫式密闭流浆箱。

1951年 美国纸厂开始使用差动传动装置。

1951年 德意志民主共和国发明塑料网，60年代后半期塑料网已被广泛使用。

1953年 美国Consolidated造纸公司的David Webster发明辊式成形器(Roll Former)。

1954年 美国Beloit机械厂发明双吸式压榨(Twinver Press)，并在Scott纸厂开始使用。

1954年 美国West Virginia造纸公司安装了第一台伸性装置(Clupak Unit)。

1955年 美国纽约州纸厂开始采用Sand Hill公司的Roto式圆网造纸机。

1955年 George Burkhard和Peter Wrist发明脱水板(Hydrofoil)。

1956年 英国St．Anne’s纸板公司开始采用Beloit Walmslay开发的长短网组合纸板机(lnverform machine)。

1958年 美国Time造纸公司的Dave Robinson首先设计出水力流浆箱，并与Consolidated造纸公司的Woody Holt在威斯康辛州River纸厂安装了第一台水力流浆箱。由机械厂设计制造的水力流浆箱于1969年首先安装在Baie Comeau纸厂的Bel Baie I纸机上。

1959年 开始在Wrist脱水板的基础上进行研究强真空脱水板(Vacuum augmented foil)第一台工业生产用的强真空脱水板于60年代初在美国开始使用。

1960年 美国最初采用人造纤维帆布。

1961年 美国Beloit公司研制成沟纹辊。

1964年 瑞典纸厂开始在普通压榨辊及真空压榨辊上采用塑料套毯压榨。

1964年 Papriformer在美国取得专利，1972年加拿大Bromptonville的Kruger纸厂开始使用。

1964年 美国Union Carbide公司开始在不锈钢材上喷镀碳化钨，作为脱水板材料。

1965年 美国Beloit公司研制成层流式(Converflow)流浆箱。

1965年 美国Beloit公司研制成水平双网机(Twinver former)。

1968年 美国Beloit公司研制成可控中高辊。

1968年 美国Black Crawson公司研制成立式夹网纸机，并在加拿大Tbree River纸厂开始使用。

1969年 第一台Bel Baie Ⅰ型夹网机在加拿大Baie Comeau纸厂开始使用。

1972年 第一台Bel BaieⅡ型夹网机在日本Jujo纸厂开始使用。

1973年 第一台Duoformer在日本大昭和纸厂开始使用。

1973年 美国Beloit公司研制成三压区高强压榨(Tri－Nip Press)。

1973年 第一台Symformer夹网纸机在芬兰联合造纸厂开始使用。

1977年 Escher Wyss公司研制成分段可控中高辊(Nipco Roll)。

1980年 第一台Bel Bond脱水上网装置在加拿大Mac Millan Bloedel纸厂开始使用。

80年代 软辊压光机开发问世。

1981年 美国Accurray公司在芝加哥召开的造纸技术学会会议上发表了“定量控制法”。

1993年 芬兰JämJäsnkoski纸厂6号机创造以1502m／min的记录生产56g／m²的超级压光纸。该机网宽10．1m，由Valmet机械厂制造。

1993年 芬兰Kaipola纸厂6号机创造1408m／min的记录生产56g／m²(原纸定量38g／m²)低定量涂布纸。该机网宽9．1m，由Valmet机械厂制造。

1993年 芬兰Kaipola7号机创造1530m／min的记录生产48．8g／m²新闻纸。该机网宽9．1m，由Valmet厂制造。

1993年 芬兰Kymmene Kunsankoski纸厂8号机创造1136m／min的记录生产定量50～58g／m²含有机械木浆的高级纸。该机净纸宽8．8m，由Valmet厂制造。

从造纸机发展的历史来看，在上世纪的60年代，长网造纸机已基本上由现代长网纸机的构成部分所组成。长网纸机的结构原理在整整一百年中并没有改变。但是在20世纪的前25年中，由于1908年发明了真空伏辊及随后真空压榨辊的使用，加强了网部及压榨部的脱水；1911年以后高压流浆箱的发明，使纸料上网的速度能够适应网速的增长；1913年发明的引纸绳、1918～1921年间出现的能够在高速度下卷纸和引纸的圆筒卷纸机，解决了干燥部高速引纸的问题；1909年发明的多电机分部传动，使造纸机的车速有较宽的调整范围和各分部间的速比更为稳定。由于上述的一些技术突破，使长网机的车速由每分钟120～150m提高到了400m。此后，在长网纸机上又陆续出现了高速密闭、匀流均质的流浆箱，使高速宽幅纸机的纸页成形得以纵横均一；新型的网部脱水元件，真空引纸和高强、复合压榨，使脱水得以强化并消除了湿部的断纸；高效能的烘缸通汽排水与通风换气系统，使纸机的车速和干燥效率得以大大提高；可控中高辊和压区减压装置，使宽幅纸机的全幅厚薄得以均匀；新型的造纸网、湿毯，干毯和湿毯的高效洗涤装置，使纸页的脱水干燥得以强化，纸机的设备利用率得以提高；差动调节分部速比的单电机纵轴传动与可控硅分部传动，使速比更为准确和传动更为可靠；以及工艺过程的检测仪表与遥控调节，使纸机的调节更为及时，运行更为稳定。从而使长网机的车速连续不断的提高，到70年代长网多缸纸机已经达到900m／min(长网单缸纸机则达到了1800m／min)的水平，至1993年夹网纸机生产新闻纸之车速已达1530m／min，也就是说自20世纪以来，车速增长的速率几乎是每10年增长35%。图11－1－1、图11－1－2、图11－1－3、图11－1－4、图11－1－5、图11－1－6说明了历年来纸机速度变化的情况。

图11－1－1 100年来造纸机设计车速的变化

图11－1－2 40年代以来单缸纸机设计车速的变化

图11－1－3 40年代以来中级及高级纸机设计车速的变化

图11－1－4 40年代以来新闻纸机设计车速的变化

图11－1－5 新闻纸机与薄页纸机历年来的典型车速

图11－1－6 100年来纸机宽度的变化

长网造纸机的幅宽自20世纪以来也在不断增长，但是由于纸机的价格几乎与纸机宽度的三次方成正比，因此纸机幅宽的增加便较为缓慢。如40年代至60年代的20年间仅增加了0．5m，平均每10年增加3．6%。但在60年代以后增加较快，至70年代的10年间增加了2m，即10年之间增加27%。图11－1－6为100年来纸机宽度变化的情况。

由于纸机速度不断的提高，纸机幅宽不断的增加，因此纸机的生产率有了很大的增加。表11－1－1为目前几种纸张的造纸机已经达到的生产率。

表11－1－1 几种纸张的造纸机理已达到的生产率

从每米车速平均纸机总长度和各分部的长度来看，30年代至50年代之间，并无多大变化。但自50年代至70年代末之间，却有了明显的下降，即每米车速平均纸机总长度下降了50%，平均压榨部长度下降了60%，平均烘缸部长度下降了50%。平均压榨部长度的下降是由于复合压榨的出现，平均烘缸部长度的下降是由于压榨部出口纸页水分的降低和各种辅助干燥装置的出现，以及改进了通风换气、装设了更为完善的供汽排水系统、采用了尼龙干毯等等，使干燥效率大幅度提高的缘故。但平均网部长度在夹网成形器未问世以前仅下降9%，直到1968年夹网纸机问世后，方始下降60%。

表11－1－2 170年来长网机及夹网机总长度及各部长度变化情况