Spiekanie rudy żelaza jest rodzajem metalurgii proszków stosowanej do wstępnej obróbki żelaza przed użyciem go w zastosowaniach produkcyjnych. Spiekanie polega na podgrzaniu proszku żelaza w celu częściowego, ale nie całkowitego stopienia cząstek żelaza. Dokładny zastosowany proces i dodatkowe elementy są różne, przy czym niektóre metody wykorzystują gaz lub energię elektryczną oprócz ciepła. W procesie spiekania rudy żelaza żelazo jest redukowane przez dyfuzję, usuwając w ten sposób cząstki nieżelazne przed dalszą obróbką w zależności od zastosowania.
Aby zrozumieć spiekanie rudy żelaza, należy najpierw zrozumieć pewne aspekty surowej rudy żelaza. Surowa ruda żelaza występuje na całym świecie i jest w rzeczywistości jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na ziemi. Operacje wydobywcze wydobywają surową rudę ze skorupy ziemskiej, dzieląc ją na wysokogatunkową i niskogatunkową, w zależności od zawartości surowego żelaza. Wysokogatunkowa ruda żelaza ma wyższe stężenie żelaza niż niskogatunkowa ruda żelaza. Zazwyczaj stężenie żelaza wynosi od 65 do 72 procent.
Różne metody przetwarzania, takie jak spiekanie i granulowanie, wymagają różnych gatunków rudy żelaza. W szczególności spiekanie rudy żelaza wymaga użycia drobnej rudy, produkowanej przez kruszenie wysokiej jakości rudy żelaza na cząstki o średnicy zaledwie kilku milimetrów. W zależności od konkretnej maszyny i zastosowanego procesu spiekania rudy żelaza, substancje takie jak koksik i wypalony wapień są używane do zapalania i podgrzewania cząstek rudy żelaza, aż do zestalenia się cząstek. Po zakrzepnięciu w aglomerat ruda jest ponownie kruszona. Przesiewanie zapewnia usuwanie cząstek nieżelaznych, a pozostałe cząstki żelaza mają średnio od 15 do 30 milimetrów średnicy.
Inne procesy spiekania rudy żelaza wykorzystują maszyny, które pobierają pokruszoną rudę żelaza i mieszają ją z wodą i innymi substancjami, znanymi jako topniki, przed zapaleniem mieszaniny. Przez mieszaninę przepływa prąd elektryczny, a jej powierzchnia jest zapalana, aby utworzyć aglomerat. Pył z rudy żelaza, a także cząstki żelaza, które nie spełniają wymagań dotyczących wielkości, są recyrkulowane przez maszynę z każdą przetwarzaną partią rudy żelaza.
Przede wszystkim celem spiekania rudy żelaza jest uzyskanie spójnego składu chemicznego, zwiększenie wytrzymałości cząstek żelaza i uzyskanie jednolitej wielkości cząstek. W związku z tym sposób spiekania rudy żelaza zależy od przeznaczenia gotowego produktu. Niektóre zastosowania produkcyjne wymagają mniejszych rozmiarów cząstek, podczas gdy inne wymagają różnic w wytrzymałości cząstek. Na przykład kompozyty metalowo-ceramiczne wymagają znacznie mniejszych cząstek niż spiekane żelazo stosowane w niektórych tarczach sprzęgła. Podobnie, niektóre zastosowania wymagają najwyższej możliwej czystości żelaza, a zatem wymagają innego procesu spiekania.