探索高压化肥管复杂的几 何、材料和接触边界等多重非线性的变形过程与规律，不仅是现代轧机设计的核心，也是具有实际意义的课题。本文首先综述了国内外有关辊弯制管技术开发和研究、成型理论、成型过程计 算机模拟和可视化技术的进展。进一步完善了基于修正拉格朗日法的弹塑性大变形样 条有限条方法，修正了相应的计算列式；建立了具有“流动”特性的全程模拟模型，体现了冷弯成型从带材咬入、轧辊作用下变形到出口成型的过程，首次实现了辊弯 成型全流程的数值模拟；与原有分段组合模型进行了对比并定性分析了误差，石油裂化专用管与相关 文献提供的实验结果进行了对比，得到良好的吻合；针对影响辊弯制管成型的不同 参数，进行了系统研究与一般规律的探讨，其模拟结果对实际生产和现代化孔型设计 具有指导意义。本文将面向对象的程序设计方法引入大型数值模拟计算，以类的形式封装了计 算部分，大大提高了程序的模块化程度，易于程序的增删和维护；VC++环境下，开发了良好的用户界面，引入了跨平台移植的OpenGL图形库，实现了计算过程的显 示与跟踪，以曲面、曲线形式显示和分析模拟结果；为了保证程序的稳定性和适用广 泛，化肥专用管实现了无缝拼接”和动态对象、数组的申请等方法，对图形曲线进行了颜色、反走样、融合与消隐等处理。总之，本文通过理论分析和与文献结果对比，证明了流动模型与基于修正拉格 朗日法的弹塑性大变形样条有限条方法的有效性和可靠性，结合可视化技术，不仅方 便辊弯制管系统工具设计，而且降低了试制成本和设计风险，为现代化设计提供了科 学分析的理论依据。

钢铁企业为铁矿石**终消费者，钢铁产能分布决定了铁矿石消费格局。从历年情况来看，我国铁矿石需求量逐步增大。2008年，我国高压化肥管产量4.69亿吨，对铁矿石的需求在7.5亿吨左右。2012年高压化肥管产量上升到6.5亿吨，对铁矿石的需求量在10.5亿吨左右，同比增长3.7%。我国铁矿石产量也一直伴随消费量增加而上升。但是进入2010年后，我国铁矿石的消费增长率明显放缓。从高压化肥管产量上看，河北省高压化肥管产量较多，2012年，河北省钢铁产量超过1亿吨，山东、辽宁、江苏的高压化肥管产量近两年均超过5000万吨，这几个省份为铁矿石主要需求省区。从省市比例来看，近五年中，河北、山东、辽宁、江苏、山西、湖北、河南高压化肥管产量占比基本稳定，比重变化不大，其他省市合计比例下降1%。从总体比例来看，高压化肥管产量排名前七的省市在总量中比重约为64%，表明我国铁矿石需求也较为集中。

从区域来看，环渤海地区的高压化肥管产量为2.96亿吨，占全国总产量的45.1%；长三角地区的高压化肥管产量接近1亿吨，为总产量的16.1%，居第二位，但仅为环渤海地区的1/3左右；华北、中南其他地区所占比重亦超过10%，西北地区、华南沿海地区以及西南地区，高压化肥管产量较低，不足10%。从需求地域看，铁矿石的需求也集中在环渤海地区。

“十一五”期间，我国产量前十的钢铁企业产量在总产量中比重有明显提高，从2006年的不足35%，到2010年的48.26%，提****过13个百分点，中国钢铁产业的集中度，表明政府调控钢铁产业的政策卓有成效。从重点钢企产量变化中可以看出，从2010年到2012年，我国的重点钢铁企业产能不断增加，对铁矿石的需求也比较稳定。其中，河北钢铁、鞍钢的产量增幅较大，均超过1500万吨，宝钢、武钢、包钢、马钢的产量增幅较小，不足300万吨，其他钢铁企业产量增幅在600-800万吨左右。

我国铁矿石产量不能完全满足目前我国钢铁生产的需求。因此，进口铁矿石成了填补国内产量缺口的必然选择。同时，进口铁矿石品位较高，冶炼条件好，综合效益佳。因此，尽管国际铁矿石价格不断上涨，我国大部分钢铁企业仍然选择从国际市场进口相当数量的铁矿石，这已成为中国钢铁生产扩张过程中的必然选择。

从进口 看，澳大利亚与巴西的铁矿石**受我国钢铁企业青睐。这两个地区的铁矿石规模大、质量好，符合我国大型钢铁企业发展高附加值钢材的需要。而澳大利亚尤以其比巴西铁矿石更低的运费和比印度铁矿石更稳定的质量受到欢迎。相比之下，尽管进口印度铁矿石在成本上要低于澳大利亚与巴西，但由于印度铁矿石质量稍次且产量有限，我国企业在印度的进口量稍逊于上述两国，但印度出口的铁矿石有80%以上销往中国。

废钢是钢铁生产的重要原料之一。考虑对环境的保护及资源利用效率，少用铁矿石、多用废钢是钢铁工业发展的大趋势。但由于我国积蓄的废钢资源少，而钢铁工业发展速度快，废钢资源存量低，废钢资源无法满足钢铁生产的需要，短期内中国废钢资源短缺的矛盾依然难以缓解，成为铁矿石大规模替代品的可能性较低。