Currently, the existing technologies for commercial large-scale production of 

fired pellets include the following: the shaft furnace, the grate-kiln, and the straight 
grate firing systems (Zhu et al., 2015). Figure 1 shows the flow sheets for modern 
straight grate and grate-kiln pelletizing processes.  

The straight grate process consists of a single furnace, where the different is zones 

can be distinguished for drying, green ball preheating, green ball indurating and the 
zones for fired pellets cooling. However, the grate-kiln system consists of three 
separate process units connected in a series: a traveling grate for drying and preheating 
green balls, a rotary kiln for indurating preheated pellets, and an annular cooler for 
cooling the fired pellets. 

Certain characteristics allow the substitution of sinter and calibrated lump ore in 

the blast furnace burden with iron ore pellets. They are as given below. Spherical shape, 
open pores of pellets and with their uniform size range (generally within a range of 8-
16 mm) give better and uniform permeability resulting in a high furnace drive (i). Very 
high value of pellet cold crushing strength generates negligible amounts of fines during 
storing in a stock house (ii). High porosity (greater than 18 %) leads to faster chemical 
reduction (iii). High strength of pellets (around 250 daN/p) provides good resistance to 
disintegration during the descent of burden within the metallurgical unit (iv). The iron 
ore pellets have better tumbling index when compared with the calibrated iron ore (v) 
and more uniform chemical composition compared to calibrated lump ore (vi). 
Absence of LOI (loss on ignition at 950 

o

C in air atmosphere) is another advantage of 

the pellets (vii). 

In this chapter, the analysis of the experimental data on magnetite pellets 

oxidation and calcite dissociation, as well as the theoretical analysis of the dedicated 
processes, have showed that these processes occur simultaneously within certain 
temperature ranges under heat treatment conditions created for iron ore pellets. The 
development of technological requirements for the pellets induration requires 
analyzing the mutual character of magnetite pellets oxidation and calcite dissociation 
and places this topic within the scientific and practical interest. This issue can be solved 
by the analytical study on the stated processes using the mathematical model of mass 
and heat exchange specially developed for heterogeneous reactions of magnetite 
oxidation, calcite dissociation and reduction.  

Based on the heat treatment phenomenon of the pellets moving layer and 

considering the main heat and mass exchanging processes, the model, which has been 
developed, allows establishing the influence of various parameters of the technological 
process and the characteristics of individual pellets on the induration and the quality of 
pellets. 

The crucial parameters of iron ore pellets induration process. Determination 

of the principle parameters in the process of pellets drying. Generally, the drying 

- 457 -