В каком году была изобретена первая бумагоделательная машина
Бумагоделательная машина
Бумагоделательная машина (БДМ) — многосекционный агрегат непрерывного действия, на котором из сильно разбавленной водой волокнистой суспензии получают бумагу и некоторые виды картона.
Содержание
История
Бумагоделательные машины первого поколения
Для машин первого поколения характерны следующие особенности:
Примером такой машины может служить бумагоделательная машина с гауч-валом Славутской бумажной фабрики, изготовленная в 1864 году и работавшей до конца XX века. [1] :59
Бумагоделательные машины второго поколения
Для машин второго поколения характерны следующие особенности:
Бумагоделательные машины третьего поколения
Для машин третьего поколения характерны следующие особенности:
Бумагоделательные машины четвертого поколения
Для машин четвертого поколения характерны следующие особенности:
Технология
Виды бумагоделательных машин
Главное различие между ними состоит в том, что на плоскосеточных формование (отлив) бумаги осуществляется на длинной горизонтальной сетке, а на круглосеточных — на сеточном цилиндре.
В бумажной промышленности наиболее распространены плоскосеточные машины, которые производят почти весь объем бумаги. Цилиндрические машины (с несколькими цилиндрами)применяются в основном для изготовления многослойной бумаги и картона. На бумажных фабриках Гознака денежные и ценные бумаги делаются как на столовых, так и на цилиндрических машинах. Однако бумаги с локальным водяным знаком изготовляются на цилиндрических машинах.
Вентиляция
Сушильная часть
Сушильная часть машины закрывается колпаком. Воздух, нагретый в теплообменниках до 80. 100°, нагнетают снизу под колпак. Воздух в восходящих потоках поднимается наверх, поглощает пары и вытяжкой удаляется из-под колпака. Паровоздушная смесь температурой 60. 70° поступает в теплообменник, отдаёт своё тепло свежему воздуху и выбрасывается в атмосферу. [2] При обрыве бумажного полотна в сушильной части машины, оборудованной колпаком закрытого типа, подача горячего воздуха должна автоматически прекращаться. [3] :п. 2.1.15
Пожары на бумагоделательных машинах
Бумагоделательные машины имеют две части: мокрую и сухую, которые по пожарной опасности резко отличаются. [4]
Пожарная опасность цехов, где расположены бумагоделательные машины связана с наличием большого количества бумажной пыли, которая выделяется в процессе производства бумаги и оседает на конструкциях машины и коммуникациях. Наблюдения показывают, что наибольшее количество пыли оседает в первой сушильной группе со стороны привода. Бумажная пыль состоит из волокон древесной костры мелкой фракции. Температура самовоспламенения для отложившейся бумажной пыли составляет 333 °C. [4]
Исследования пожаров и загораний на бумагоделательных машинах показывают, что во многих случаях при пожаре система вентиляции работала, что способствовало развитию пожара. При включенной вентиляции огонь по сушильным сукнам и промасленым станинам может распространятся с большой скоростью, достигая более 10 м/с. [4]
При пожарах на бумагоделательной машине возможно интенсивное распространение огня по всей сушильной части картонно-бумагоделательных машин. При ликвидации горения необходимо:
Бумаго- и картоноделательные и сушильные машины должны быть оборудованы системами автоматического пожаротушения в сушильной части. [3] :п. 2.1.25 В качестве огнетушащего вещества применяют воду или пену. В составе системы монтируют узлы трубопроводов, равномерно распределенные в два яруса под колпаком и перекрытием второго этажа сушильной части машины, с оросителями и датчиками. Систему подключают к действующей системе противопожарного водопровода. [8]
В 1975 году на De Eendracht Karton (en:Appingedam, Голландия) произошел пожар, в результате которого сгорели 8 бумагоделательных и картоноделательных машин (PM 1-8). Число персонала было сокращено с 450 до 250 человек. [9]
12 марта 2004 года на БДМ-1 Котласского ЦБК произошел пожар. Пожару был присвоен второй номер сложности. В тушении участвовали четыре автомобиля трех пожарных частей. От пожара серьёзно пострадали одежда и колпак машины, частично — оборудование КИПиА и централизованная система смазки. [10] Сгорело имущество на сумму около 2 млн. рублей. Возгорание произошло по причине плохой уборки машины. Мусор копился на протяжении долгого времени. Пыль и масляные утечки привели к возгоранию. [11]
12 января 2005 в 4 часа на КДМ-3 Котласского ЦБК отключили подачу пара, а через 50 минут машину остановили для планово-предупредительного ремонта. Проводилась убирока брака, обрезок и накруток бумажного полотна. К проведению обдувки пыли не приступали, так как ждали диагностов для проверки состояния подшипников. Как только они пришли, была включена машина на рабочую скорость. Около 5 часов 30 минут, после запуска машины, диагност, проходя под колпаком со стороны привода между 1 и 2 сушильными группами, почувствовал запах гари, а затем увидел пламя. Об этом он сообщил специалистам смены. Сушильщик открыл главную задвижку системы пожаротушения, а мастер смены включила систему пожаротушения КДМ, сообщив о происшествии на пульт объектовой пожарной части. Остальные приступили к тушению. К моменту прибытия дежурной смены пожарной части загорание на машине было ликвидировано. КДМ до запуска для диагностирования работала на вспомогательной скорости с поднятыми шторками колпака, при высокой температуре на сушильных цилиндрах и других конструкциях машины. Это создало условия для высыхания сукон и цилиндров, возросла вероятность возникновения разрядов статического электричества, что и послужило причиной загорания. [12]
10 мая 2010 на финской фабрике Kaipola, принадлежащей UPM, произошел пожар на БДМ №6, мощностью 300 тыс. тонн, выпускающая легкомелованные бумаги. Возгорание произошло в сушильной камере. Благодаря действиям рабочих предприятия и сработавшей противопожарной системе возгорание было быстро ликвидировано. Пострадавших нет. Ущерб незначительный. [15]
Первая в России бумагоделательная машина.
Рисунок И.И. Свиязева
“Проходит год и Петергоф славится чудесною выделкою бумаги, стоустая молва проповедует о бесконечной длине листов и игривое воображение устилает одним из них дорогу между двумя российскими столицами”. Из впечатлений И.И. Ивлиева, участника строительства Петергофской Императорской бумажной фабрики, о первой в России бумажной машине
Изобретённая во Франции в 1799 г Николасом Луи Робером машина для производства бесконечного бумажного полотна, была впервые изготовлена в Англии. Это сделали общими усилиями английские бумажники Джон Гембл, два брата Фурдринье (Генри и Сили) и инженер — механик Брайан Донкин. Они основывались на патенте Луи Робера и усовершенствовали его. Первую машину шириной 76,2 см они сделали на машиностроительной фабрике в Фрагморе в 1803 году. Вторая машина была шириной 1м 52 см. К 1810 году их было изготовлено уже 10 [1].
Машиностроительная мануфактура в английском Фрогморе может считаться колыбелью бумажных машин (бумагоделательные машины бумажники называют “бумажными” или “буммашинами,иногда совсем коротко — БДМ). От этого времени в бумажной промышленности осталось название плоскосеточных бумагоделательных машин “фурдринеры” (Fourdrinier-Maschinen), использующееся до сих пор.
От ручного черпания к машинному производству
До 1818 г бумага в России производилась ручным полистным черпанием из чана с бумажной массой. Появление в России первой бумажной фабрики машинного производства (отлива) — Императорской бумажной фабрики в Петергофе, описано для нас, “воспитанником Академии Художеств” И.И. Свиязевым [2]. Г‑н И.Свиязев, будучи далёким от техники, передаёт эмоциональное состояние от увиденного на фабрике, приводит интересную информацию об устройстве фабрики. (Из дальнейшего мы увидим, что многое в его интерпретации событий не соответствует действительности). Им сделаны рисунки зала буммашин и отдельных видов оборудования с натуры. Один из рисунков зала двух бумажных машин в заголовке нашего поста.И.И. Свиязев пишет, что в 1815 году Г. Татищев (видимо в инициале автор ошибся, да и с годом неувязочка, но не это было для него важно…), путешествуя в Англии познакомился с российским подданным Ф.Н. фон Вистингаузеном, который показал ему “знатнейшую фабрику” по “выделке” бумаги. Татищев убедил Вистингаузена помочь организовать передовое производство бумаги в России. Тот согласился и через три недели было получено согласие Императора (Александра I) на реализацию проекта!
Вистингаузену предложили изготовить сначала “пробную или временную” машину. Эта экспериментальная, говоря современным языком, машина помещалась в Императорской гранильной фабрике. Она была ещё слабым подобием того, что должно было быть совершенством. Вистингаузен был назначен директором и гранильной и бумажной фабрик и принял поручение за 4 года построить бумажную фабрику рядом с гранильной. Фабрика была открыта в сентябре 1818 года. На фабрике параллельно были установлены две бумагоделательных машины. У И.И. Свиязева нет информации об изготовителе машин.
Кто изготовитель первой бумажной машины?
По информации З.В. Участкиной [3] они были изготовлены силами двух предприятий: Петроградской гранильной фабрики и Петербургского казённого литейного завода (в последствии Кировский завод). На гранильной фабрике были хорошие механические мастерские, которые делали инструменты и вполне могли, видимо, делать некоторые детали для бумажных машин. В этом случае нужны были бы соответствующие чертежи. Зоя Васильевна очень резко отзывается о деятельности “иноземца” Вистенгаузена. Ссылаясь на заключение следственного комитета царского правительства, который установил целый букет нарушений контракта Вилленгаузеном, она констатирует, что он препятствовал развитию бумажного производства в России, так как им была получена от царского правительства привелегия на получение 25% от прибыли своей фабрики и от бумажных машин, установленных на других фабриках в течение 10 лет. И с удовлетворением сообщала о том, что этот господин в конечном счёте был выдворен из России.
В этом месте воспользуемся двумя другими источниками, которые позволяют скорректировать сведения З.В. Участкиной.
Первый из них из-за рубежа. В большом труде, “История бумаги” [1], к которому мы обращаемся регулярно, говоря о создании первых бумажных машин, Ханс Волф приводит такую историю. Якобы русский царь Александр I в 1814 году посетил мануфактуру Генри Фурдринье в Англии. Договорился об изготовлении двух буммашин для России. Машины были изготовлены. Но обещанные платежи не поступили и 72-летний Фурдринье в сопровождении дочери ездил в Петербург и вручил в руки уже Николая I петицию. По прошествии длительного времени, платежи были осуществлены. Отметим, что Г. Фурдринье родился в 1766 году, значит, в Петербург он ездил в 1838.
Вторая версия об изготовителях машин повторяется разными источниками. Все сходятся на том, что машины были изготовлены за рубежом, но называются разные фамилии производителей: Фурдринье [4] и Донкин [5].
Когда этот пост уже был готов к публикации, на сайте Союза журналистов Санкт-Петербурга и Ленинградской области мы обнаружили ещё одну, основанную на Питерских архивах, информацию об истории Петергофских бумажных машин. Там же нашли проект фасада бумажной мануфактуры, фотографию которой пока найти не удалось. По информации И.И. Свиязева корпус фабрики был органично пристроен к корпусу существовавшей гранильной фабрики. Внутреннее устройство подчинено задачам производства. Здесь “архитектура служит механике”.
Фасад Петергофской Императорской бумажной фабрики. Проект архитектора Е.Т. Соколова
Расследование истории первой бумагоделательной машины
Расскажем о том, что удалось установить журналистам Александру Потравнову и Татьяне Хмельник. Подробности на указанном сайте в профессиональном изложении журналистов, на основании найденных документов, как они пишут “без фантазий”.
Вызывает недоумение игнорирование истории бумажной фабрики в Петергофе. Пишут что здание построено в 1777 г Фельтеном. При этом умалчивается о основательной перестройке, которой подверглось здание в 1815–1816 гг. при строительстве фабрики. Умалчивается и история императорской бумажной фабрики.
Дипломатическое начало проекта машины
Начало истории первой бумагоделательной машины положил, находившийся с какой-то секретной миссией в Англии российский дипломат, тайный советник Дмитрий Павлович Татищев. В мае 1813 года посещает бумажную фабрику, знакомится с Генри Фурдринье и пишет Александру I послание. Переправляет ему образцы бумаги, описывает выгоды машинного производства бумаги. Подчёркивает, что бумагу можно производить из старых канатов и верёвок. (У морской державы Англии этого добра было много, а в России, как оказалось, это стало проблемой). Версия о том, что Александр I инициировал создание фабрики не соответствует действительности. Император действительно был в Англии в 1814. Но был там в июне, к этому времени контракт с Вистингаузеном был уже подписан (в апреле).
Представитель изобретателя — Вистингаузен
Татищев провёл переговоры с Фурдринье о строительстве бумажной фабрики в России. С самого начала они старались, чтобы информация о переговорах не дошла до правительства Англии, так как вывоз оборудования и технологии бумажного производства был под запретом. Генри Фурдринье, как известно [1] испытывал в это время серьёзные финансовые трудности и согласился на передачу и мастеровых людей и информации по обустройству машины. Своим уполномоченным представителем он представляет Татищеву Ф. В. Вистингаузена. При этом наделяет его исключительными полномочиями представлять от своего имени русскому правительству метод изготовления бумаги и предпринимать любые меры по данному предмету. Между представителем российского Правительства Дмитрием Татищевым и Фридрихом Вестингаузером были подписаны Условия. В пункте №1 сказано “… Ввести в России искусство выделывать бумагу по сей новой методе, которою заменяются все вообще ручные работы, а также производить выделку бумаги из старых канатов и верёвок …”. Условия определяли, что все затраты на устройство фабрики, включая оплату переезда и содержания на период строительства всего персонала, ложатся на российское правительство. После начала работы фабрики Вистенгаузеру причиталось 25% от чистой прибыли (п.№10).
Обычная коррупция или издержки работы спецслужб?
Кто же такой Фридрих (или Фредерик) Вильям Вистингаузен? Журналистам удалось выяснить, что он родился в Российской империи, в Ревеле в 1777 г. Выезжал в Англию, где занимался неизвестным бизнесом, но в 1812 г. обанкротился.
Такое доверие со стороны хозяина бумажной фабрики и изобретателя машины Фурдринье к Вистингаузену, как предполагают журналисты, объясняется удачной женитьбой последнего на непростой девушке. Мать жены была сестрой сэра Уильяма Конгрива, 1‑го баронета, генерал-лейтенанта, смотрителя Королевских лабораторий Королевского Арсенала. Двоюродным братом жены был 2‑й баронет — изобретатель английского ракетного оружия. Родственники жены были влиятельными людьми в военных кругах Великобритании. В 1800 г Вистингаузен получил английское гражданство.
Фурдринье, по данным Татищева, производил для правительства из своей бумаги части зарядов для патронов и пушек (видимо имеются ввиду гильзы и хлопковый порох). По всей вероятности он был знаком со смотрителем лаборатории Арсенала, и в связи с работой на Арсенале мог познакомиться с Витингаузеном.
Из журналистского расследования становится понятно откуда возникла версия Ханса Вольфа о коварстве русского Императора, не заплатившего Фурдринье за машины. Оказывается в английском журнале в 1855 году была публикация, близкая к изложенной Хансом Вольфом. Эта версия не подтверждается архивными документами, на которые ссылаются журналисты, да и З. В. Участкина.
Вместе с Вистенгаузеном в Петергоф приехало несколько английских специалистов. Мастер бумажной машины, химик, механик. Позднее подъехала ещё группа из 6 специалистов, некоторые из них добирались через Германию. Англичане, видимо и делали проект.
Машины пришлось изготавливать в России. Оказалось, что на Санкт-Петербургском чугунолитейном заводе не хватает ни чугуна, ни меди. Министр морских дел маркиз де Траверсе нашёл возможность отпустить из Кронштадта чугун и медь в виде негодных орудий и снарядов. С трудом нашли необходимое количество кирпича — 3 млн штук.
Расследование итогов 10-летней работы
1 сентября 1818 г. фабрика начала работать. Через 10 лет было проведено два рассмотрения работы Вистенгаузена. Одно расследование проводилось Департаментом Уделов Министерства императорского двора в 1827 году. По результатам расследования Вистенгаузен написал свои объяснения и пояснения. После этого Николай I поручил создать специальный Комитет “Желая положить конец сим беспорядкам”. Возглавил Комитет М. М. Сперанский. Общая сумма убытков на 1 января 1828 года, предъявленная Вистенгаузену по результатам окончательного расследования и решения императора составила свыше 3,8 млн рублей. Комитет выявил массу нарушений и недостатков, а также не выполнения условий контракта. Из произведённой фабрикой бумаги было продано только 59%. Был сделан вывод о том, что причина в высокой цене. Тряпьё почему-то на фабрике закупалось по цене до 4 раз выше той, по какой оно поступало на другие фабрики. Выяснилось, что Вистенгаузен в 1820‑х годах начал строить под Ревелем собственную бумажную фабрику. Комитет отметил попустительство чиновников, допустивших такую странную ситуацию: “… нельзя не признать, что снисхождениями и послаблениями бывшее тогда начальство содействовало их продолжению и умножению…Но напротив при явных убытках спорили только о разделе прибылей, коих никогда не было, и в счёт или в замен сих прибылей фабриканту зачтено до 248 тыс. рублей”.
Вистенгаузен после снятия его с поста директора уехал в Англию.
Вопросы к истории машины без ответов
Заканчивается расследование журналистов такой оценкой странных событий, связанных со строительством и работой фабрики.
Почему Фурдринье, затративший на усовершенствование бумажной машины десятки тысяч фунтов стерлингов и несколько лет жизни, легко делегирует право получать 25% чистой прибыли от фабрики в России бувшему банкроту? Почему в английском журнале уже в 1855 году напечатали выдумку про обман российского императора? Почему прекрасно оборудованная фабрика приносила убытки вместо прибыли, выпуская продукцию, невостребованную на рынке? Почему Вистенгаузен, выдавая себя за российского подданного и получив чин колежского ассессора, не оставил никакой собственности в России? Что всё это значило — природный авантюризм или злонамеренная позиция, изначально связанная с английской разведкой? Мы так и не пришли к однозначному мнению.
Фабрика продолжила работать. Новый директор Д. Н. Казин в последующие десять лет обеспечил казне 2 млн рублей прибыли.
Характеристика первой бумажной машины
Мы уже отметили впечатляющее здание и “двухсветный” зал буммашин. Какими были сами наши первые машины, ведь они имели на фабрике имена: № 1 и № 2?
Вернёмся к изложению описания И. И. Свиязева.На фабрике был участок обработки тряпья, которое сортировалось, обеспыливалось, измельчалось, замачивалось, промывалось, отбеливалось. Подготовка тряпья занимала 18 часов. Участок бумагоделательных машин, участок прессования, сушки и проклейки. Во вновь выстроенном корпусе две бумажные машины были установлены параллельно, как это делалось и позднее (потом параллельно могли устанавливаться несколько машин). Зал буммашин был “двухсветный”, т.е свет падал через окна с двух сторон. Это хорошо видно на рисунке, помещённом в заголовке поста.
Сетка машины была с тряской, имела гауч — вал с сукном, после сетки бумажное полотно поступало в двухвальный пресс с транспортным сукном. После пресса влажная бумага наматывалась на “деревянный параллелепипед” (по определению [5] — “мотовило”). Ширина машины 1м 40 см, скорость выработки бумаги 7,3 м в мин. Через каждые 12 минут (100 оборотов мотовила) мотовило с намотанной на него бумагой снималось и на его место ставилось пустое. Бумажное полотно с мотовила срезалось листами. Листы были влажными, их укладывали на доски и стопу листов с прокладками прессовали в ручном винтовом прессе.
После прессования листы поступали в комнату (камеру), где развешивались на волосяных верёвках для сушки. Сушили горячим воздухом, поступавшим от 6 печей. Далее листы могли проклеиваться окунанием в клей (для определённых сортов бумаги). В этом случае их снова отжимали в том же ручном прессе, удаляя избыток клея. Бумага ещё раз сушилась и поступала в окончательную комнату. Листы сортировали, по-возможности снимали неровности и сор. Далее листы складывали в дести и стопы и прессовали их ещё раз или в ручном прессе или в гидравлическом. Гидравлический пресс имел оригинальную конструкцию и использовал давление воды.
Машина по производительности заменяла 10–12 чарпальных чанов!
У З. В. Участкиной находим дополнительные сведения, отсутствующие у И. И. Свиязева.
Водяное колесо — привод всей машины. Оно наливное т.е. с подачей воды на колесо сверху. От колеса 4 приводных точки:
В 1825 г. для машин была создана оригинальная сушильная часть из 8 медных цилиндров диаметром 325 мм, обогреваемых паром.Нужно отметить новый для нас подход к обеспечению производства бумаги водой. На фабрике была построена система бассейнов, каналов, шлюзов и водоводов, обеспечивавших стабильность снабжения водой и защиту, как от паводков, так и от резкого падения уровня воды, чреватого производственными проблемами. На фабрике работало 120 человек. (В материалах расследования числилось 320!). Инвалиды, мальчики и переведённые мастеровые гранильной фабрики. В Англии на аналогичном производстве было меньше работников. Это связано с квалификацией работников. Обучение рабочих приёмам работы, чистоте в работе, стоили, как пишет И. И. Свиязев, большого труда. При посещении фабрики вдовствующая Императрица “благоволила” при посещении фабрики, 20 мальчиков из воспитанников Императорского воспитательного двора.
По данным [3] буммашина №1 работала до 1842 г, а затем продана фабриканту Жернакову и установлена на Лизинской фабрике в Петергофском уезде.
Фабрика была закрыта 21 августа 1848 года (по данным государственного исторического архива), отработав только 30 лет!
На фабрике подготовили много специалистов, которые работали на других предприятиях России. Здесь впервые опробованы многие технические новшества.
Такой была первая русская бумагоделательная машина: красивой и всё же порочной. Такой её сделали люди.

