本发明涉及高强钢筋技术领域，具体涉及一种630mpa级及以上热轧高强抗震钢筋及其轧制工艺。
背景技术：
热轧高强钢筋因其具有高强度、优良综合性能(工艺性能、焊接性能、延性、抗震性能等)、节能环保、使用寿命长、安全性高等优点可应用于高层、大跨度建筑结构、人防工程等重点工程。近年来国家一直在大力提倡节能减排、绿色环保，作为占国民经济重要地位的建筑行业，推广应用高强钢筋不仅顺应当代绿色、节能的发展趋势，而且能够显著提高建筑结构的安全性和整体质量。虽然近年来我国高强钢筋的产量和增长率呈逐年递增的态势，但是对比欧美发达国家，我国600mpa级及以上级别高强钢筋占比仍比较低。
热轧高强抗震钢筋的安全性能较非抗震高强抗震钢筋可大大的提高，但是生产难度会加大，强度级别越高抗震钢筋的生产难度越大。这主要是由于抗震钢筋除了满足同级别非抗震钢筋所规定的性能指标外，还需满足抗震钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度特征之比≥1.25；实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比≤1.30；钢筋的最大力总伸长≥9.0％的技术要求。上述技术性能指标可确保钢筋具有良好的抗震能力，提高建筑物的耐久性和安全性。
目前，国内630mpa级及以上高强钢筋的生产方法很多，但成分控制和产品抗震性能存在一定的差异，多是通过提高碳、氮含量，添加较高含量的贵重合金元素成分设计，虽然强度可以满足要求，但是抗震性能、焊接性能、延伸性会受到影响；同时高强钢筋生产工艺较普通钢筋复杂，比如增加了精炼工艺、坯料堆冷、控轧控冷或在线热处理等复杂工艺，大大限制了高强钢筋的大批量推广应用，同时对建筑物的安全性和稳定性造成一定影响。
技术实现要素：
发明目的：本发明提供了一种轧制工艺简单、合金成本低、具有优良综合性能和安全性能的630mpa级及以上热轧高强抗震钢筋产品及生产方法，以满足大跨度建筑工程、人防工程等重点搞工程对钢筋综合性能、安全性能的要求。
技术方案：本发明的高强抗震钢筋，按重量百分比，包括：c：0.24-0.28％、si：0.50-0.80％、mn：1.40-1.60％、s≤0.040％、p≤0.040％、v：0.120-0.160％、nb：0.010-0.030％、n：0.0140-0.0220％，其余为fe和不可避免杂质。
其中：
c：c元素是钢中最为经济有效的强化元素，但是过高的碳含量对产品的塑性和焊接性能有不良影响。本发明中碳含量上限同于国标gb/t1499.2-2018中hrb600热轧带肋钢筋的c含量上限0.28％，综合考虑将碳含量范围设定为0.24％-0.28％。
si：si以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，有较强的固溶强化作用，可显著提高钢的强度，且价格较锰、钒等合金元素低，性价比较高，因此本发明设定si含量控制范围si：0.50-0.80％。
mn：mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，也是行之有效的固溶强化元素。同时，锰在钢中起到细化珠光体的作用。本发明中mn含量优选范围：1.40-1.60％。
p、s：p、s在钢中被认为是杂质元素，钢质洁净化需要有效降低p、s含量，但是含量要求过低会增加炼钢成本，因此，本发明中p、s含量范围：p≤0.040％，s≤0.040％，要求略高于国标对螺纹钢的要求。
nb：nb和c、n都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，具有细化晶粒、固溶强化以及第二相析出强化作用。本发明中nb含量范围：0.01-0.03％。
v：v是强碳氮化物形成元素，与氮的结合力极强，形成稳定的vn，螺纹钢主要利用其析出强化作用，同时也有细化组织和固溶强化作用。本发明中v含量范围：0.120-0.160％。
n：n元素是与钒、铌有强结合能力的元素，适量的氮元素可有效发挥铌、钒等合金元素的微合金化作用，但是氮含量过高对时效性能及焊接性能都会造成不良影响，因此氮含量应控制在合适的范围较好。本发明中n含量范围：0.0140-0.0220％。
所述c的碳当量：ceq≤0.58％，且ceq＝c+mn/6+(cr+v+mo)/5+(cu+ni)/15。
所述钢筋的屈服强度达到630mpa以上，抗拉强度达到800mpa级以上，强屈比≥1.26，屈屈比≤1.30。
上述的高强抗震钢筋的轧制工艺，包括以下步骤：
(1)按照各成分重量百分比准备成分合格坯料；各成分按重量百分比，包括：c：0.24-0.28％、si：0.50-0.80％、mn：1.40-1.60％、s≤0.040％、p≤0.040％、v：0.120-0.160％、nb：0.010-0.030％、n：0.0140-0.0220％，其余为fe和不可避免杂质。
(2)准备适合尺寸的钢坯。
(3)轧制，其中钢坯加热温度1000-1200℃，均热温度1150-1230℃，开轧温度1100-1200℃。
(4)加热轧制后上冷床，自然冷却并打捆、堆放。
步骤(3)中，优选的，钢坯加热温度1150-1180℃，均热温度1190-1220℃，开轧温度1150-1185℃。
步骤(3)中，轧制过程中不需控轧控冷。
本发明高强钢筋的轧制工艺在于充分利用合金元素在加热、轧制及相变过程中的不同赋存状态的强化机理来发挥其提高产品强塑性及抗震性能的目的；并通过成本与质量最优的成分设计理念，并结合适合的轧制工艺，生产出高强度、高塑性及优良抗震性能的630mpa级热轧带肋钢筋。
有益效果：1、本发明的钢筋合金体系简单，易于坯料冶炼与连铸高效化生产，未采用镍、钼等贵重合金，且铌、钒含量较低，产品合金成本低；2、碳、氮等元素含量进一步优化，以保证产品的低合金成本和优良综合性能及安全性能；3、产品生产过程不采用控轧控冷和热处理，生产轧制工艺简单，方便生产操作，便于推广，适合大批量稳定生产；4、采用上述工艺生产的高强钢屈服强度达到630mpa以上，抗拉强度达到800mpa级以上，强屈比≥1.26，屈屈比≤1.30，微观组织为铁素体+珠光体，满足gb/t1499.2-2018新标准对热轧带肋钢筋金相组织的要求；5、本发明开发的高强钢筋具有优良的综合性能和安全性能，可保证重点工程建筑的耐久性和安全性，推广应用前景良好。
具体实施方式
实施例1
钢筋的生产工艺包括坯料准备、加热、轧制、轧后上冷床空冷的步骤，其轧制工艺包括：
化学成分配比，按重量百分比计：c：0.25，si：0.55，mn：1.48％，p：0.018％，s：0.025％，nb：0.015，v：0.125％，n：0.0169％，ceq：0.52％，其它为fe和不可避免的杂质。上述成分坯料轧制规格φ12mm的带肋钢筋，所用钢坯尺寸150×150方坯。该规格钢筋的轧钢工艺参数：钢坯加热温度1150℃，均热温度1190℃，开轧温度1150-1170℃。产品性能指标：rel：645mpa；rm:820mpa，强屈比：1.27，屈屈比1.02，断后伸长率21.5％，最大力总延伸率(agt)：10.2％，微观组织为珠光体+铁素体，满足新国标对热轧螺纹钢的要求。
实施例2
钢筋的生产工艺包括坯料准备、加热、轧制、轧后上冷床空冷的步骤，其轧制工艺包括：
化学成分配比，按重量百分比计：c：0.27，si：0.65％，mn：1.50％，p：0.021％，s：0.023％，nb：0.025，v：0.15％，n：0.0205％，ceq：0.55％，其它为fe和不可避免的杂质。上述成分坯料轧制规格φ32mm的带肋钢筋，所用钢坯尺寸150×150方坯。该规格钢筋的轧制工艺参数：钢坯加热温度1180℃，均热温度1220℃，开轧温度1170-1185℃。产品性能指标：rel：650mpa；rm:835mpa，强屈比：1.28，屈屈比1.03，断后伸长率19.5％，最大力总延伸率(agt)：10.3％，微观组织为珠光体+铁素体，满足新国标对热轧螺纹钢的要求。