低压轧制控制金属基材平坦度的系统和方法与流程

相关申请的引用

本申请要求下列申请的权益：2017年7月21日提交的名称为“低压轧制控制金属基材的表面纹理化的系统和方法”的美国临时申请62/535,345；2017年7月21日提交的名称为“通过低压轧制的微纹理化表面”的美国临时申请62/535,341；2017年7月21日提交的名称为“压轧制控制金属基材的平坦度的系统和方法”的美国临时申请62/535,349；2017年8月29日提交的名称为“低压轧制控制金属基材表面纹理化的系统和方法”的美国临时申请62/551,296；2017年8月29日提交的名称为“通过低压轧制的微纹理化表面”的美国临时申请62/551,292；2017年8月29日提交的名称为“压轧制控制金属基材的平坦度的系统和方法”的美国临时申请62/551,298，其全部内容通过引用合并于此。

本申请涉及在精整线中利用低压轧制控制金属基材的平坦度的控制系统和方法。

背景技术：

金属轧制可用于由诸如锭或较厚的金属条的原料形成金属条(例如，板、片、箔、块等)(以下称为“金属基材”)。金属基材的重要特征是基材的平坦度，或基材在没有外部负载的情况下在水平表面上的平坦放置能力。平坦度偏离或平坦度偏差由金属基材中的内部应力引起，并且可能以各种形式出现，例如边缘波、中心波、屈曲、近边缘袋等。平坦度较差的金属基材很难高速加工，可能会在加工过程中引起转向问题，难以修整和/或切开，并且通常对于各种客户或下游加工而言都不令人满意。当前，在金属卷到卷的精整过程中，使用张力控制的板材找平装置使金属板变平。但是，张力控制的板材找平所需的设备通常会妨碍精整线的紧凑。

技术实现要素：

本专利中使用的术语“发明(invention)”和“本发明(theinvention、thisinvenion和thepresentinvention)”旨在广泛地指代此专利的所有主题和下文的专利权利要求。含有这些术语的陈述应理解为不限制本文所描述的主题或不限制下文的专利权利要求的含义或范围。本专利所涵盖的本发明的实施例由下文的权利要求限定，而不是由此发明内容限定。此发明内容是本发明的各个实施例的高级概述，并且介绍了在下文的具体实施方式部分中进一步描述的概念中的一些。此发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独使用以确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每个权利要求理解本主题。

本公开的某些方面和特征涉及一种在基材上施加纹理的方法。在一些实例中，基材可以是金属基材(例如，金属片或金属合金片)或非金属基材。例如，基材可以包括铝、铝合金、钢、钢基材料、镁、镁基材料、铜、铜基材料、复合材料、用于复合材料的片材，或任何其他合适的金属、非金属，或材料组合。

在一些方面，该基材是金属基材。尽管下面的描述是参考金属基材提供的，但是应当理解，该描述适用于各种其他类型的金属或非金属基材。根据各种实例，一种控制金属基材的平坦度的方法包括将金属基材引导至精整线的工作台并且在一对竖直对齐的工作辊之间。所述方法包括通过所述一对工作辊中的第一工作辊在所述金属基材的整个宽度上向所述金属基材施加多个局部工作辊压力。每个局部工作辊压力由第一工作辊的相应平坦度控制区施加，并且由每个平坦度控制区施加的工作辊压力由相应的致动器控制。该方法包括利用平坦度测量装置测量金属基材的实际平坦度轮廓(flatnessprofile)。在一些实例中，该方法包括：通过控制器将实际平坦度轮廓与期望平坦度轮廓进行比较；以及通过控制器调整致动器中的至少一个。调节致动器，使得局部的工作辊压力改变实际的平坦度轮廓以获得期望的平坦度轮廓，并且当金属基材离开工作台时金属基材的总厚度和长度基本保持恒定。与轧机上常规平坦度控制相比，所公开的方法在该操作期间不会显著改变带材的整体标称规格，并且仅非常轻微地减小了在较高相对进入张力下的局部区域。校正平坦度所需的局部厚度变化仅为标称厚度百分比的极小部分，通常小于0.2％，并且小于典型张力找平操作所赋予的厚度变化。

根据各种实例，平坦度控制系统包括精整线的工作台、多个致动器、平坦度测量装置和控制器。工作台包括一对竖直对齐的工作辊。所述一对工作辊中的第一工作辊包括在所述第一工作辊的整个宽度上的多个平坦度控制区，并且每个平坦度控制区被配置为向金属基材上的对应区域施加局部的工作辊压力。多个致动器中的每个致动器对应于多个平坦度控制区之一，并且被配置为使对应的平坦度控制区施加局部工作辊压力。平坦度测量装置被配置为测量金属基材的实际平坦度轮廓。控制器被配置为调节多个致动器，使得局部的工作辊压力改变实际的平坦度轮廓以获得期望的平坦度轮廓，同时当金属基材离开工作台时金属基材的总厚度和长度基本保持恒定。如上所述，在轧机上的常规平坦度控制与所公开的方法之间的区别在于，在该操作期间，带材的整体标称规格没有明显变化。相反，只有在较高的相对进入张力下的局部区域才被非常轻微地减小。校正平坦度所需的局部厚度变化仅占标称厚度的一小部分，通常小于0.2％。这小于典型张力找平操作所赋予的厚度变化。

本公开中描述的各种实施方案可以包含另外的系统、方法、特征和优点，所述另外的系统、方法、特征和优点不一定在本文中明确地公开，但是在审查了以下详细描述和附图时对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。旨在将所有这种系统、方法、特征和优点包含在本公开内容内并且由所附权利要求保护。

附图说明

展示了以下附图的特征和部件以强调本公开的一般原理。为了一致性和清楚起见，可以通过匹配附图标记来指定整个附图中的对应特征和部件。

图1是根据本公开的方面的包括工作台和平坦度控制系统的精整线的示意图。

图2是图1的工作台的示意性端视图。

图3是图1的工作台的另一示意图。

图4a是金属基材的平坦度轮廓的示例。

图4b是示出图4a的金属基材的应变轮廓的曲线图。

图5a是金属基材的平坦度轮廓的另一实例。

图5b是示出图5a的金属基材的应变轮廓的曲线图。

图6是根据本公开的方面的包括一个或多个工作台和平坦度控制系统的多工作台精整线的示意图。

图7是根据本公开的方面的工作台的示意图。

图8是根据本公开的方面的工作台的示意图。

图9是根据本公开的方面的工作台的示意图。

图10是根据本公开的方面的工作台的示意图。

图11是图10的工作台的示意性端视图。

图12是根据本公开的方面的工作台的示意图。

图13是图12的工作台的示意性端视图。

具体实施方式

本文以具体的方式描述了本发明的实例的主题以满足法定要求，但是此描述不一定旨在限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以以其它方式体现，可以包含不同的元件或步骤，并且可以与其它现有或未来技术结合使用。除了明确描述各个步骤的顺序或元件的布置之外，该描述不应被解释为暗示各个步骤或元件之间或之间的任何特定顺序或布置。

本公开的某些方面和特征涉及一种在基材上施加纹理的方法。在一些实例中，基材可以是金属基材(例如，金属片或金属合金片)或非金属基材。例如，基材可以包括铝、铝合金、钢、钢基材料、镁、镁基材料、铜、铜基材料、复合材料、用于复合材料的片材，或任何其他合适的金属、非金属，或材料组合。

在一些方面，该基材是金属基材。尽管下面的描述是参考金属基材提供的，但是应当理解，该描述适用于各种其他类型的金属或非金属基材。

公开了用于控制由精整线加工的金属基材的平坦度轮廓的平坦度控制系统。

精整线包括至少一个具有一对竖直对齐的工作辊的工作台。在加工过程中，在加工方向上将金属基材送入工作辊之间。每个工作辊包括横向于加工方向延伸的宽度。每个工作辊具有一定量的刚度，使得在整个宽度上，平坦度控制系统的致动器可以通过向工作辊的局部区域施加力来引起工作辊的局部弯曲。这些局部弯曲的区域是工作辊的平坦度控制区，并且在其整个宽度上，每个工作辊都包括多个平坦度控制区。平坦度控制区中的局部弯曲导致工作辊施加局部工作辊压力，该局部工作辊压力可以在金属基材的整个表面上变化，以控制金属基材的平坦度。换句话说，每个工作辊具有一定的刚度，使得工作辊可以根据需要通过致动器弯曲、成形或以其他方式变形，以在从工作台上出来时在金属基材上最终赋予期望的平坦度轮廓(例如，基本平坦、弯曲、波浪形等)。

每个致动器施加到工作辊的力是这样的力，使得工作辊在金属基材的整个宽度上施加的平均负载(即，工作辊的每个平坦度控制区施加的平均压力)接近或低于金属基材的屈服强度。金属基材的屈服强度是指通过金属基材的厚度或规格的一部分发生塑性变形的强度或压力的量(例如，可能导致金属基材厚度或规格的一部分的基本上永久性变化的强度或压力的量)。施加到工作辊上的力可导致工作辊在金属基材上通过工作辊之间时在金属基材上施加的平均工作辊压力接近或低于金属基材的屈服强度。因为由工作辊施加在金属基材上的平均工作辊压力低于金属基材的屈服强度，所以金属基材的厚度可以保持基本恒定(例如，金属基材的厚度基本上没有减小)。以该相同的方式，金属基材的长度可以保持基本恒定。

在一些实例中，虽然平均工作辊压力低于金属基材的屈服强度，但是各个平坦度控制区可施加这样的力，该力使工作辊在金属基材的表面的局部区域上施加高于金属基材的屈服强度的局部工作辊压力。在这些局部区域，由于工作辊压力大于金属基材的屈服强度，因此工作辊可以在金属基材的表面上形成塑性变形的局部区域，并产生局部股线伸长，而使金属基材的其余部分不变形(例如，工作辊在金属基材表面上的特定位置引起塑性变形，而金属基材的厚度和长度沿金属基材的其余部分保持基本恒定)。例如，一个平坦度控制区可以施加明显低于屈服强度的工作辊压力，而另一个平坦度控制区可以施加高于屈服强度的工作辊压力，但平均工作辊压力小于金属基材的屈服强度。在一些实例中，施加在一个平坦度控制区中的工作辊压力大于屈服强度，以使得金属基材的部分在局部区域中具有局部股线伸长，但是工作辊压力不足以引起金属基材在该局部区域的厚度显著减小。作为实例，工作辊可以向金属基材施加工作辊压力，使得离开工作台的金属基材的厚度减小小于约1.0％。例如，离开工作台的金属基材的厚度可以减小约0.0％到约1.0％。作为一个实例，金属基材的厚度可以减小小于约0.2％。作为另一个实例，金属基材的厚度可以减小小于约0.1％。

在一些实例中，由工作辊施加的平均工作辊压力是这样的，使得当金属基材通过一对工作辊之间的间隙时，金属基材的长度保持基本恒定(例如，金属基材的长度基本不存在伸长或增加)。作为实例，通过工作辊施加到金属基材的工作辊压力可导致金属基材的长度增加约0.0％至约1.0％。例如，当金属基材穿过间隙时，金属基材的长度可以增加小于约0.5％。作为实例，金属基材的长度可以增加小于约0.2％或约0.1％。

平坦度控制系统包括控制器、一个或多个平坦度测量装置以及多个致动器。平坦度测量装置可以是适合于测量金属基材在其整个宽度上的平坦度轮廓的任何装置。多区域平坦度测量辊是合适的平坦度测量装置的一个非限制性实例，尽管可以使用各种其他类型的装置和传感器。一个或多个平坦度测量装置相对于精整线的工作台在精整线内的各个位置处测量金属基材的平坦度轮廓。例如，在某些情况下，一个或多个平坦度测量装置在金属基材进入工作台之前测量平坦度轮廓。在其他实例中，一个或多个平坦度测量装置在金属基材离开工作台之后测量平坦度轮廓。控制器与平坦度测量装置和多个致动器通信。控制器从一个或多个平坦度测量装置接收所测量的平坦度轮廓，并调节多个致动器中的一个或多个，使得金属基材的平坦度轮廓达到期望的平坦度轮廓(其可以是预定的或者可以由用户输入或其基于建模)。

在各种实例中，精整线被配置为既向金属基材提供期望的平坦度轮廓又向金属基材的表面施加纹理。在精整线包括一个工作台的一些实例中，每个工作辊可具有接近于金属基材的表面粗糙度的表面粗糙度，以为金属基材提供期望的平坦度轮廓和均匀的表面形貌。在其他实例中，精整线可以包括多个工作台，例如两个或多个工作台。在这种情况下，除了工作辊的表面之外，第一工作台和第二工作台可以基本相似。例如，第一工作台的工作辊可以具有相对光滑的外表面，使得第一工作台可以同时提供期望的平坦度轮廓，并且可以使金属基材的形貌平滑(即，具有小于约0.4-0.6μm的表面粗糙度)。第二工作台的工作辊可以具有带纹理的表面，使得工作辊可以在不减小金属基材的整体厚度的情况下在金属基材的表面上施加各种纹理、特征或图案。在附加或替代实例中，多个工作辊可以在保持金属基材的厚度的同时在金属基材的表面上施加各种纹理、特征或图案(例如，多个工作辊可能不会减小金属基材的厚度，同时留下纹理、特征或图案)，这有时可称为零减小纹理化。

图1示出了根据本公开的方面的精整线100的实例。精整线100包括工作台102。在一些实例中，精整线100包括一个以上的工作台102(例如，参见图6)。除了工作台102之外，精整线100还可以包括各种其他加工站，并且可以具有各种生产线配置(其指加工工位以及加工站的顺序)。例如，精整线100的配置可以包括工作台102和纵切站。精整线100可具有各种其他线配置。

工作台102包括一对竖直对齐的工作辊104a-b。在各种实例中，工作台102包括多于一对竖直对齐的工作辊104a-b(见图8和9)。例如，在某些情况下，工作台102包括两对工作辊104a-b、三对工作辊104a-b、四对工作辊104a-b或任何其他期望数量的工作辊104a-b。在工作辊104a-b之间限定间隙106，该间隙被配置为在金属基材108的加工期间接收金属基材108，如下文详细描述的。在其他实例中，基材可以是各种其他金属或非金属基材。在加工期间，工作辊104a-b被配置为当金属基材108在加工方向101上穿过间隙106时，分别接触并将工作辊压力施加到金属基材108的上表面110和下表面112。在各种实例中，工作辊104a-b对金属基材108进行处理，使得张力为大约2至45mpa，其通常小于(并且通常远小于)材料的屈服点。作为一个非限制性实例，在一些情况下，张力可以为约15mpa。

工作辊104a-b通常是圆柱形的，并且可以由马达或其他合适的装置驱动，以驱动工作辊104a-b并使工作辊104a-b旋转。每个工作辊104a-b具有在加工期间接触金属基材108的表面110和112的外表面114。在一些实例中，一个或两个工作辊104a-b的外表面114具有与进入的带相同的粗糙度或比其光滑(即，具有小于约0.4-0.6μm的表面粗糙度)，使得在加工期间，工作辊104a-b的(一个或多个)外表面114使金属基材108的表面110和/或112的形貌平滑。在其他实例中，工作辊104a-b的(一个或多个)外表面114包括一个或多个纹理，当金属基材108通过间隙106时，该纹理至少部分地转移到金属基材108的表面110和112之一或两个上。在一些实例中，工作辊104a-b的(一个或多个)外表面114上的纹理与金属基材108的表面110和/或112的表面粗糙度匹配或紧密接近，以为金属基材108提供均匀的表面形貌。可以使用光学干涉术技术或其他合适的方法量化表面粗糙度。在一些实例中，纹理化片可具有约0.4μm至约6.0μm的表面粗糙度。在一些实例中，纹理片可以具有约0.7μm至约1.3μm的表面粗糙度。在各种实例中，一个或两个工作辊104a-b可以通过各种纹理化技术纹理化，包括但不限于，放电纹理化(edt)、电沉积纹理化、电子束纹理化(ebt)、激光束纹理化、电熔涂层以及其他各种合适的技术。

辊和辊堆叠104a-b、119a-b、116a-b(下面详细描述中间辊119a-b和致动器116a-b)均具有一定量的刚度(或挠性)。这些物件104a-b、119a-b、116a-b的刚度特性通常由以下等式(1)描述：

在以上等式(1)中，l是辊的长度，c是根据施加的载荷而变化的系数。e是辊的弹性模量，i是辊和辊堆叠104a-b、119a-b、116a-b的面积惯性矩。辊堆叠是指工作辊104a-b和中间辊119a-b的组合。辊的面积惯性矩i(或轧辊叠的i堆叠)一般由下面的等式(2)描述：

在上面等式(3)中，iwr是各个相应工作辊104a-b的面积惯性矩，awr是各个相应工作辊104a-b的截面积，dwr是棍的质心在y轴方向离x轴的距离(参见图1)。类似地，iimr是各个相应中间辊119a-b的面积惯性矩，aimr是各个相应中间辊119a-b的截面积，dimr是辊的质心离x和y轴的距离。

在各种实例中，辊堆叠具有大约7.85e-08m至大约.0105m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。在某些实例中，辊堆叠具有大约9.69e-06m至大约1.55e-04m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。在各种情况下，辊堆叠具有大约1.49e-05m至约1.13e-04m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

在一些实例中，这些辊的长度可以为约5mm至约3000mm，尽管在一些实例中，长度可以大于3000mm。在一些实例中，辊104a-b、119a-b、116a-b中的至少一个的刚度可以通过调节任何上述变量或以不同的图案布置辊控制。作为一个非限制性实例，可以调节辊104a-b、119a-b和/或116a-b的直径以及布置这些辊的空间图案，以实现期望的刚度。在各种实例中，每个工作辊104a-b、119a-b和/或116a-b可具有约0.020m至约0.200m的直径。在一些实例中，直径为约0.030m至约0.060m。在一些实例中，直径可以是大约0.045m。如以下详细描述的，辊104a-b、119a-b和/或116a-b中的至少一个的刚度低于预定量，以允许通过辊堆叠104a-b、119a-b和/或116a-b进行局部工作辊压力控制。

在各种实例中，由工作辊104a-b施加到金属基材108的工作辊压力允许金属基材108的厚度和金属基材108的长度保持基本恒定(例如，基本不减小金属基材108的整体厚度和基本不增加金属基材108的长度)。作为实例，由工作辊104a-b施加的工作辊压力可以使金属基材108的厚度减小大约0.0％到大约1.0％。例如，当金属基材108穿过间隙106时，金属基材108的厚度可以减小小于约0.5％。作为实例，金属基材108的厚度可以减小小于约0.2％或约0.1％。

更具体地，工作辊104a-b施加工作辊压力，使得施加在金属基材108的宽度上的平均工作辊压力接近或低于金属基材108的屈服强度，这可以防止在金属基材108穿过间隙106时金属基材108的厚度显著减小(例如减少了超过约1.0％)。基材的屈服强度是指在基材108的基本上整个厚度或规格上发生塑性变形的强度或压力的量(例如，可以在基材108的基本上整个厚度或规格上引起永久性变化的强度或压力的量)。在加工过程中，为了防止金属基材的厚度减小，由致动器施加到工作辊104a-b的力使得工作辊104a-b在金属基材108上施加平均工作辊压力，其当金属基材108穿过间隙106时接近或低于金属基材108的屈服强度。由于工作辊104a-b在金属基材108上施加的平均工作辊压力接近或低于金属基材108的屈服强度，因此金属基材108的厚度保持基本恒定(例如，金属基材108的厚度保持基本恒定，并且金属基材108的厚度基本没有减小)。

尽管由工作辊104a-b施加的平均工作辊压力低于金属基材108的屈服强度，但是由工作辊104a-b进行的局部工作辊压力控制可在金属基材108上产生局部区域，在其中当金属基材108在工作辊104a-b之间通过时由工作辊104a-b施加的工作辊压力高于金属基材108的屈服强度。在这些局部区域，由于工作辊压力大于金属基材108的屈服强度，因此形成了塑性变形的局部区域，以进行局部线股伸长，从而改善了平坦度，其使金属基材108的其余部分保持不变形(例如，局部工作辊压力在金属基材108上的特定位置处引起塑性变形，而金属基材108的总厚度沿金属基材108的其余部分保持基本恒定)。因此，在一些实例中，工作辊104a-b可以用于在金属基材108上引起塑性变形的局部区域，而不改变金属基材108的整体厚度(例如，不减小整个金属基材108的厚度)。

在一些实例中，当金属基材108穿过间隙106时，由工作辊104a-b施加的平均工作辊压力使得金属基材108的长度保持基本恒定(例如，金属基材108的长度基本不伸长或增加)。作为实例，由工作辊104a-b施加的工作辊压力可以使金属基材108的长度增加约0.0％至约1.0％。例如，当金属基材108穿过间隙106时，金属基材108的长度可以增加小于约0.5％。作为实例，金属基材108的长度可以增加小于约0.2％或约0.1％。

如上所述，在金属基材108的整个宽度上的不平坦度或与平坦度的偏差是由金属基材108中的内部应力或张力引起的。在精整线100内的加工期间，工作辊104a-b中的一个或两个可在金属基材108上的高张力区域处施加高于金属基材108的屈服强度的局部工作辊压力，以在高张力区域引起局部股线伸长(即长度将仅在局部屈服的位置增加)。局部股线伸长减少了这些区域中的张力，其又提高了整体带的平坦度。因此，通过提供局部工作辊压力控制，精整线100能够基本保持金属基材108的厚度和长度，同时以高张力选择性地将工作辊压力施加于金属基材108的特定区域以引起局部股线伸长，其改善平坦度。

精整线100还可包括平坦度控制系统120。如图1所示，平坦度控制系统120包括控制器118、平坦度测量装置122和多个致动器116a-b(也称为“支撑辊”)。致动器116a-b在相应的工作辊104a-b的特定区域处的数量或位置不应被认为是对本公开的限制。例如，图1示出了在各个工作辊104a-b的相应区域处的两个致动器116a-b的配置的实例。然而，在其他实例中，可以为各个工作辊104a-b的特定区域设置一个致动器116a-b或两个以上的致动器116a-b。

控制器118与平坦度测量装置122和多个致动器116a-b通信。如下所述，基于从平坦度测量装置122感测到的各种传感器数据，控制器118被配置为调整多个致动器116a-b中的一个或多个，使得金属基材108获得期望的平坦度轮廓。

平坦度测量装置122测量金属基材108在被加工时的实际平坦度轮廓。在图示的实例中，平坦度测量装置122是多区域平坦度测量辊。然而，在其他实例中，平坦度测量设备122可以是一个或多个各种合适的装置或传感器。平坦度测量装置122相对于工作台102的位置不应被认为是对本公开的限制。例如，在一些实例中，平坦度测量装置122在工作台102的上游，使得在金属基材108进入工作台102之前测量金属基材108的实际平坦度轮廓。在其他实例中，平坦度测量装置122在工作台102的下游，使得在金属基材108离开工作台102之后测量金属基材108的实际平坦度轮廓。

设置多个致动器116a-b以有时通过中间辊119a-b分别在各个工作辊104a-b上施加局部力。如图1所示，中间辊119a支撑工作辊104a，中间辊119b支撑工作辊104b。尽管示出了两个中间辊119a与工作辊104a和两个中间辊119b与工作辊104b，但是不应将中间辊119a-b的数量视为对本公开的限制。在一些实例中，提供中间辊119a-b以帮助防止工作辊104a-b在金属基材108穿过间隙106时分离。进一步设置中间辊119a-b以传递来自各个致动器116a-b的在各个工作辊104a-b上的局部力。在一些实例中，中间辊的直径和刚度等于或大于工作辊104a-b的直径和刚度，尽管它们不是必需的。以此方式，工作辊104a-b在每个平坦度控制区内向金属基材108施加局部的工作辊压力以局部地延长金属基材108。尽管示出了中间辊119a-b，但是在一些实例中，可以从精整线100中省略中间辊119a-b，并且致动器116a-b可以分别直接或间接地在工作辊104a-b上施加力(参见例如图7和8)。

在各种实例中，提供致动器116a以将力施加在工作辊104a上，并且提供致动器116b以将力施加在工作辊104b上。致动器116a-b的数量和构造不应被认为是对本公开的限制，因为致动器116a-b的数量和构造可以根据需要改变。在各种实例中，致动器116a-b被定向为基本垂直于加工方向101。在一些实例中，每个致动器116a-b具有在各个致动器116a-b的宽度上具有冠部或倒角的轮廓，其中冠部通常是指致动器的中心线和边缘之间的直径差(例如，执行器为桶形)。冠部或倒角的高度可以为约0μm至约50μm。在一个非限制性实例中，冠部为约30μm。在另一个非限制性实例中，冠部为约20μm。在一些实例中，致动器116a-b的冠部可以被控制以进一步分别控制施加在工作辊104a-b上的力。在一些实例中，致动器116a-b通过控制器118被单独地控制。在其他实例中，可以一起控制两个或更多个致动器116a-b。

如图2所示，每个致动器116a-b对应于各个工作辊104a-b的特定区域(即，平坦度控制区)，该特定区域又对应于金属基材108的特定区域。因为每个致动器116a-b被单独地控制，所以可以实现金属基材108的期望的平坦度轮廓。例如，如图3所示(其仅示出致动器116a、工作辊104a和金属基材108)，不同的致动器116a可以向工作辊104a施加不同的力以引起工作辊104a的弯曲、成形或其他变形。在各个实例中，区域之间的工作辊压力差被最小化。在某些情况下，两个工作辊104a-b都包括平坦度控制区；在其他情况下，工作辊104a-b中仅一个具有平坦度控制区。在某些方面，致动器116a-b或作用在工作辊104a-b的特定部分上的多个致动器的密度可以沿着工作辊104a-b变化。例如，在一些情况下，在工作辊104a-b的边缘区域处的致动器116a-b的数量可以与在工作辊104a-b的中央区域处的致动器116a-b的数量不同。在一些实例中，可以根据特定致动器116a-b沿着工作辊的宽度的期望位置来调节或控制致动器116a-b的特性。作为一个非限制性实例，致动器116a-b的靠近工作辊的边缘的冠部或倒角可以不同于致动器116a-b的向工作辊的中心的冠部或倒角。在其他方面，可以控制或调节直径、宽度、间隔等，使得致动器116a-b的特定特性可以取决于位置而相同或不同。在一些方面，与在工作辊的中心区域中的致动器相比在工作辊的边缘区域中具有不同特性的致动器可以进一步在纹理化期间允许均匀的压力或其他期望的压力分布。例如，在某些情况下，可以控制致动器以有意地改变金属基材108的平坦度和/或纹理。作为一些实例，可以控制致动器116a-b以有意地产生边缘波，产生较薄的边缘等。可以创建各种其他轮廓。

通过在金属基材108的加工期间使工作辊104a的不同区域弯曲或变形，金属基材108的一些区域可具有减小的工作辊压力，从而几乎没有张力减小至没有张力减小，而金属基材的其他区域增大了工作辊压力，从而降低了张力。

作为一个非限制性实例，参考图4a和图4b，金属基材108可以在金属基材108的边缘区域中具有增加张力的区域401。在该实例中，致动器116a和/或116b可以使工作辊104a和/或104b在工作辊的边缘区域中施加增加的局部工作辊压力(以减小在金属基材108的对应区域处的张力)和/或在工作辊的中心区域处施加减小的局部工作辊压力(以在金属基材108的相应区域几乎没有张力降低至没有张力降低)。图4b示意性地示出了图4a的金属基材108的残余应力(mpa)与位移(m)的关系。

在图5a和5b中示出了另一个非限制性实例。在该实例中，金属基材108在金属基材108的边缘区域处具有非常局部的增加了张力的区域401。在加工期间，致动器116a和/或116b可以使工作辊104a和/或104b在工作辊的边缘区域中施加增加的局部工作辊压力(以减小在金属基材108的对应区域处的张力)和/或在工作辊的中心区域处施加减小的局部工作辊压力(以在金属基材108的相应区域几乎没有张力降低至没有张力降低)。图5b示意性地示出了图5a的金属基材108的残余应力(mpa)与位移(m)的关系。

回到图1，在某些情况下，在纹理化期间，上工作辊104a可沿箭头103大体指示的方向被致动，而下工作辊104b可沿箭头105大体指示的方向被致动。在这样的实例中，工作辊被致动抵靠金属基材108的上表面110和下表面112。然而，在其他实例中，可以仅致动台102的一侧/仅工作辊104a-b中的一个，并且可以省略由箭头103指示的致动或由箭头105指示的致动。在这样的实例中，在纹理化期间，可以冻结和/或可以完全省略一侧上的致动器，使得不致动工作辊104a-b之一(即，仅从金属基材的一侧致动金属基材上的致动器)。例如，在某些情况下，下致动器116b可以被冻结，使得下工作辊104b被冻结(并且不沿箭头105所示的方向被致动)。在其他实例中，可以省略下致动器116b，使得下工作辊104b被冻结。

图6示出了根据本公开的方面的精整线600的实例。与精整线100相比，精整线600包括两个工作台102a-b。在该实例中，工作台102a包括工作辊104a-b，工作辊104a-b具有光滑的外表面，用于同时平坦化和平滑金属基材108。工作台102b包括工作辊104a-b，其中之一或两者在施加到金属基材108的外表面上具有纹理。在该实例中，工作台102a在工作台102b的上游。如上所述，各种其他实施方式和配置是可能的。

在各种实例中，利用精整线100(或精整线600)控制金属基材108的平坦度的方法包括在精整线100的工作台102的工作辊104a-b之间引导金属基材108。平坦度控制系统120的平坦度测量装置122测量金属基材108的实际平坦度轮廓。在一些实例中，平坦度测量装置122测量工作台102上游的实际平坦度轮廓。在其他实例中，平坦度测量装置122测量工作台102下游的实际平坦度轮廓。

平坦度控制系统120的控制器118从平坦度测量装置122接收感测到的数据，并将实际平坦度轮廓与期望的平坦度轮廓进行比较。在一些实例中，期望的平坦度轮廓可以由精整线100的操作者预定或输入，或者可以基于建模。期望的平坦度轮廓可以是期望的金属基材108的任何平坦度轮廓，包括但不限于基本平坦、弯曲或弯拱、波浪形等。

基于实际平坦度轮廓与期望平坦度轮廓的比较，控制器118可以调节致动器116a-b中的至少一个，以调节由致动器116a-b施加在至少一个工作辊104a-b上的力。如上所述，每个致动器116a-b沿着各个工作辊104a-b的宽度对应于特定的平坦度控制区。通过调节一个或多个致动器，由致动器116a-b施加到工作辊104a-b的局部力导致工作辊104a-b的一些平坦度控制区在金属基材108的一个区域上施加工作辊压力，其与在金属基材108的另一个区域上的另一个平坦度控制区所施加的工作辊压力不同。因此，致动器116a-b使工作辊104a-b施加局部工作辊压力，使得可以调节实际平坦度轮廓以获得期望的平坦度轮廓。

在各种实例中，也如上所述，致动器116a-b使工作辊104a-b中的至少一个施加局部工作辊压力，使得在金属基材的整个宽度上施加的平均工作辊压力小于基材的屈服强度。在一些实例中，工作辊104a-b将局部工作辊压力施加到金属基材108，使得金属基材108的厚度保持基本恒定。在某些情况下，金属基材108的厚度减小小于约1％。在一些情况下，工作辊104a-b将局部工作辊压力施加到金属基材108，使得金属基材108的长度保持基本恒定。在各种情况下，金属基材108的长度增加小于约1％。在各种实例中，致动器116a-b使工作辊104a-b施加局部工作辊压力，该局部工作辊压力大于金属基材108在金属基材的特定区域处的屈服强度，从而引起局部股线伸长，这降低了在这些特定区域的张力并沿金属基材108的宽度增加平坦度。

在一些实例中，该方法包括在金属基材的一个或多个表面上施加纹理。在一些实例中，单个台102包括工作辊104a-b，其表面粗糙度接近于金属基材108的表面粗糙度，以使得基材108在离开台102时具有期望的平坦度轮廓和均匀的表面形貌。在其他实例中，精整线是双台系统，在第一台102中具有光滑的工作辊104a-b，在第二台102中具有纹理化的工作辊104a-b。第一台102使用具有平滑工作辊104a-b的低压、载荷分布受控的台102同时使片材变平并且使金属基材108的形貌平滑。然后，具有纹理化工作辊104a-b的第二台102可以用于利用第一台102获得的平滑的表面形貌来对金属基材108进行纹理化。

在各种其他实例中，精整线可以具有一个台102、两个台102或多于两个台102。作为一个非限制性实例，精整线可以具有六个台102。在一些实例中，第一台102可以用于通过使用工作辊104a-b来改善金属基材108的平坦度，所述工作辊104a-b的表面粗糙度等于或低于进入的金属基材108。随后的台(例如，第二到第六台)可以用于使用纹理化的工作辊104a-b施加表面纹理。可以提供各种其他的精整线配置。

图7示出了工作台702的实例。与工作台102相比，工作台702包括直接接触工作辊104a-b的致动器116a-b。在图7所示的实例中，尽管可以提供任何期望数量的致动器116a-b和/或工作辊104a-b，但是两个致动器116a接触工作辊104a并且两个致动器116b接触工作辊104b。

图8示出了工作台802的实例。与工作台102相比，工作台802包括两对工作辊104a-b(因此总共四个工作辊104a-b)。类似于工作台702，工作台802包括直接接触工作辊104a-b的致动器116a-b。在图8所示的实例中，三个致动器116a接触两个工作辊104a(每个工作辊104a两个致动器116a)，并且三个致动器116b接触两个工作辊104b(每个工作辊104b两个致动器116b)，尽管任何期望数量的致动器116a-b和/或工作辊104a-b可以被提供。

图9示出了工作台902的实例。与工作台102相比，工作台902包括两对工作辊104a-b(因此总共四个工作辊104a-b)。在图9所示的示例中，工作台902包括八个致动器116a-b、六个中间辊119a-b和四个工作辊104a-b，尽管可以提供任何期望数量的工作辊104a-b、中间辊119a-b和/或致动器116a-b。

在一些实例中，工作台的一侧可以被冻结，使得仅台的一侧被致动(即，台仅在方向103上或仅在方向105上被致动)。在这样的实例中，下工作辊104b的竖直位置是恒定的、固定的和/或不相对于金属基材竖直地移动。

在台的上侧和下侧上都包括致动器的一些方面中，可以通过控制一组致动器以使它们不致动来冻结工作台的一侧。例如，在某些情况下，下致动器116b可以被冻结，使得下工作辊104b不沿方向105被致动。在其他实例中，可以省略下致动器116b，使得下工作辊104b被冻结。在其他实例中，可以利用各种其他机制，使得台的一侧被冻结。例如，图10和图11示出了其中一侧被冻结的工作台的另一实例，和图12和图13示出了其中一侧被冻结的工作台的进一步实例。可以利用各种其他合适的机构和/或辊配置，用于冻结工作台的一侧，同时向工作台的冻结侧提供必要的支撑。

图10和11示出了工作台1002的另一实例。工作台1002与工作台102基本相似，除了工作台1002包括固定的支撑辊1021代替下致动器116b。在该实例中，固定支撑辊1021没有被垂直地致动，并且因此，工作台1002仅在方向103上被致动。可选地，支撑辊1021根据需要支撑在台1023或其他合适的支撑件上。可选地，台1023在沿着支撑辊1021的一个或多个位置处支撑每个支撑辊1021。在图10和11的示例中，提供了三个支撑辊1021；然而，在其他实例中，可以提供任何期望数量的支撑辊1021。在这些实例中，因为支撑辊1021被竖直地固定，所以下工作辊104b被冻结，这意味着下工作辊104b是恒定的、固定的和/或不相对于金属基材竖直地移动。在这样的实例中，在纹理化期间台1002中的致动仅来自台1002的一侧(即，仅从具有上工作辊104a的台的上侧致动)。

图12和13示出了工作台1202的另一实例。除了省略中间辊和致动器，并且下工作辊104b的直径大于上工作辊104a的直径之外，工作台1202与工作台102基本相似。在该实例中，工作台1202仅在方向103上被致动。在一些方面，较大直径的下工作辊104b提供抵抗致动所需的支撑，使得在纹理化期间产生金属基材108的期望轮廓。应当理解，在其他实例中，中间辊和/或各种其他支撑辊可以设置有下工作辊104b。在另外的实例中，下工作辊104b可以具有与上工作辊104a类似的直径，并且工作台还包括任何期望数量的中间辊和/或支撑辊，以在一侧被冻结时为下工作辊104b提供必要的支撑。

下面提供了示例性实例的集合，其包括至少一些明确列举为“ec”(实例组合)，提供了根据本文所述概念的各种实例类型的附加描述。这些实例并不意味着相互排斥、穷举或限制；并且本发明不限于这些示例性实例，而是包括在授权的权利要求及其等同物的范围内的所有可能的修改和变化。

ec1.一种控制基材的平坦度的方法，所述方法包括：将所述基材引导至精整线的工作台并在所述工作台的一对竖直对准的工作辊之间；通过所述一对竖直对准的工作辊中的第一工作辊在所述基材的整个宽度上向所述基材施加多个局部压力，其中所述多个局部压力中的每一个均由所述第一工作辊的对应的平坦度控制区施加，并且其中每个平坦度控制区施加的局部压力由相应的致动器控制；用平坦度测量装置测量所述基材的实际平坦度轮廓；通过控制器将所述实际平坦度轮廓与期望平坦度轮廓进行比较；并通过所述控制器调节所述致动器，使得所述多个局部压力改变所述基材的所述实际平坦度轮廓以获得所述期望平坦度轮廓，同时所述基材的整体厚度和长度随着所述基材进入和离开所述工作台基本保持恒定。

ec2.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述基材的总厚度减小从约0.0％至约1.0％。

ec3.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中由所述第一工作辊施加到所述基材的所述多个局部压力的平均值小于所述基材的屈服强度。

ec4.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中调节所述致动器包括调节至少一个致动器，使得在与所述至少一个致动器对应的平坦度控制区处的局部压力大于所述基材的屈服强度。

ec5.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中调节所述致动器包括调节与所述至少一个致动器不同的致动器，使得在与所述不同的致动器对应的平坦度控制区处的局部压力小于所述基材的所述屈服强度。

ec6.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中调节所述致动器包括使平坦度控制区之间的载荷差最小化。

ec7.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述平坦度测量装置是多区平坦度测量辊。

ec8.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述辊堆叠具有大约7.9*10^-8m⁴至大约.01m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

ec9.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述辊堆叠具有大约9.7*10^-6m⁴至大约1.6*10^-4m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

ec10.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述辊堆叠具有大约1.5*10^-5m⁴至大约1.1*10^-4m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

ec11.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中第一工作辊包括外表面，并且其中施加所述多个局部压力包括使第一工作辊的所述外表面与所述基材的表面接触。

ec12.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述第一工作辊的所述外表面是光滑的，并且其中调节所述致动器以使所述实际平坦度轮廓实现所述期望平坦度轮廓还包括使所述基材的表面的表面形貌平滑。

ec13.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述工作台是第一工作台，并且所述一对竖直对准的工作辊是第一对竖直对准的工作辊，并且其中所述方法还包括：将所述基材引导至所述精轧线的第二工作台并且在第二对竖直对准的工作辊之间；以及通过第二对竖直对准的工作辊中的第一工作辊在所述基材的整个宽度上向所述基材施加多个局部压力，其中每个局部压力由第二对垂直对准的工作辊的第一工作辊的相应平坦度控制区施加，其中每个平坦度控制区施加的载荷由相应致动器控制，其中第二对垂直对准的工作辊的第一工作辊的外表面包括纹理，并且其中由第二对垂直对准的工作辊的第一工作辊施加所述多个局部压力包括使所述基材的表面纹理化，使得当所述基材离开第二工作台时所述基材的总厚度和长度保持基本恒定。

ec14.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述第一工作辊的所述外表面包括纹理，并且其中调节所述致动器以使所述实际平坦度轮廓实现所述期望平坦度轮廓还包括将所述纹理施加到所述基材的表面。

ec15.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述基材的表面包括表面粗糙度，其中所述第一工作辊的外表面包括大约相同的表面粗糙度，并且其中所述表面粗糙度为约0.4μm至约6.0μm。

ec16.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中所述表面粗糙度为约0.7μm至约1.3μm。

ec17.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中测量所述实际平坦度轮廓包括确定具有拉伸残余应力的所述基材上的区域和具有压缩残余应力的所述基材上的区域，并且其中调节所述致动器包括增加与拉伸残余应力的区域对应的平坦度控制区的局部压力。

ec18.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中增加与拉伸残余应力的区域对应的平坦度控制区的局部压力包括施加引起局部伸长率从约0.0％至约1.0％的局部压力。

ec19.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中增加与拉伸残余应力的区域对应的平坦度控制区的局部压力包括施加引起局部伸长率从约0.0％至约0.2％的局部压力。

ec20.根据前述或随后实例中任一个所述的方法，其中增加与拉伸残余应力的区域对应的平坦度控制区的局部压力包括施加引起局部伸长率为约0.1％的局部压力。

ec21.一种平坦度控制系统，其包括：精整线的工作台，其包括一对竖直对准的工作辊，其中所述一对竖直对准的工作辊的第一工作辊包括所述第一工作辊的宽度上的多个平坦度控制区，并且其中每个平坦度控制区被配置为向基材上的相应区域施加局部压力；多个致动器，其中每个致动器对应于所述多个平坦度控制区之一，并且被配置为使对应的平坦度控制区向所述基材上的对应区域施加局部压力；平坦度测量装置，其被配置为测量所述基材的实际平坦度轮廓；和控制器，其被配置为调节所述多个致动器，使得所述局部压力改变所述实际平坦度轮廓以实现期望平坦度轮廓，同时当所述基材离开所述工作台时所述基材的总厚度和长度保持基本恒定。

ec22.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中每个致动器由控制器单独控制。

ec23.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中多个致动器由所述控制器同时控制。

ec24.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中由所述第一工作辊施加到所述基材的所述局部压力的平均值小于所述基材的屈服强度。

ec25.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中所述控制器被配置为调节至少一个致动器，使得对应于所述至少一个致动器的平坦度控制区处的局部压力大于所述基材的屈服强度。

ec26.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中所述控制器被配置为调节与所述至少一个致动器不同的致动器，使得对应于所述不同的致动器的平坦度控制区处的局部压力小于所述基材的所述屈服强度。

ec27.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中所述控制器被配置为使平坦度控制区之间的载荷差最小化。

ec28.根据前述或后续实例中任何一个所述的平坦度控制系统，其中所述平坦度测量装置是多区平坦度测量辊。

ec29.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述辊堆叠具有大约7.9*10^-8m⁴至大约.01m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

ec30.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述辊堆叠具有大约9.7*10^-6m⁴至大约1.6*10^-4m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

ec31.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述辊堆叠具有大约1.5*10^-5m⁴至大约1.1*10^-4m⁴的绕x轴弯曲的面积惯性矩。

ec32.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述第一工作辊包括被配置为在加工期间接触所述基材的表面的外表面。

ec33.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述第一工作辊的外表面是光滑的，具有小于约0.4-0.6μm的表面粗糙度，并且其中所述第一工作辊被配置成使所述基材的表面的表面形貌平滑。

ec34.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述工作台是第一工作台，并且所述一对竖直对准的工作辊是第一对工作辊，并且其中所述平坦度控制系统还包括所述精轧线的第二工作台，其包括第二对竖直对准的工作辊；其中第二对竖直对准的工作辊中的第一工作辊包括在所述第二对工作辊的第一工作辊的整个宽度上的多个平坦度控制区，并且其中每个平坦度控制区被配置为向基材上的对应区域施加局部压力，其中第二对垂直对准的工作辊的第一工作辊的每个平坦度控制区施加的载荷由相应致动器控制，其中第二对垂直对准的工作辊的第一工作辊的外表面包括纹理，并且其中第二对工作辊的第一工作辊被配置为使所述基材的表面纹理化，使得当所述基材离开第二工作台时所述基材的总厚度和长度保持基本恒定。

ec35.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述第一工作辊的外表面包括纹理，并且其中所述第一工作辊被配置为将所述纹理施加至所述基材的表面。

ec36.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述基材的表面包括表面粗糙度，其中所述第一工作辊的外表面包括大约相同的表面粗糙度，并且其中所述表面粗糙度为约0.4μm至约6.0μm。

ec37.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中表面粗糙度为约0.7μm至约1.3μm。

ec38.根据前述或随后实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述平坦度测量装置被配置为确定具有拉伸残余应力的所述基材上的区域和具有压缩残余应力的所述基材上的区域，并且其中所述控制器被配置为调节所述致动器以增加对应于拉伸残余应力区域的平坦度控制区的局部压力。

ec39.根据前述或后续实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述控制器被配置为调节所述致动器，使得对应于拉伸残余应力的区域的平坦度控制区的局部压力引起大约0.0％到大约1.0％的局部伸长。

ec40.根据前述或后续实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述控制器被配置为调节所述致动器，使得对应于拉伸残余应力的区域的平坦度控制区的局部压力引起大约0.0％到大约0.2％的局部伸长。

ec41.根据前述或后续实例中任一个所述的平坦度控制系统，其中所述控制器被配置为调节所述致动器，使得对应于拉伸残余应力的区域的平坦度控制区的局部压力引起大约0.1％的局部伸长。

ec42.前述或随后实例组合中任一个所述的平坦度控制系统或方法，其中利用第一工作辊将多个局部压力施加到所述基材上包括冻结与所述第一工作辊垂直对准的第二工作辊的垂直位置。

上文所描述的方面仅仅是实施方案的可能实例，仅被阐明用于清楚地理解本公开的原理。在不实质偏离本公开精神和原理的情况下可以对(多个)上述实例做出多种变化和修改。所有这种修改和变化包含在本公开的范围内，并且对于各个方面或元件或步骤的组合的所有可能的权利要求旨在由本公开支持。此外，尽管本文以及随后的权利要求中采用了特定术语，但所述特定术语仅在一般性和描述性意义上使用，而不是用于限制所描述的发明的目的，也不用于限制随后的权利要求。