小球烧结法就是将烧结混合料制成小球，以提高烧结料层的透气性，实现厚料层及低温烧结的方法。小球烧结法一般要求混合料中粒度不小于3mm的小球占混合料总量的75%以上。该方法所制得烧结矿胶结相主要以针状和柱状铁酸钙为主，烧结矿强度高、还原性好、粉末少、块度大。
早在20世纪60年代，我国就进行了小球烧结法的研究，鞍钢开发了适合红矿烧结的双球烧结工艺，但因工艺难度较大，一直未能实现工业化生产。80年代，日本成功地开发了部分小球烧结法，于1987年在福山4号烧结机上投产，各项主要烧结技术指标都明显优于普通烧结法。在国内外研究的基础上，钢铁研究总院开发成功了小球烧结新工艺，然后和有关单位合作，于1994～1996年，小球烧结法在泰山钢铁公司烧结厂和首钢矿山公司烧结厂进行工业化生产获得成功，结束了我国小球烧结工艺只停留在试验研究阶段的历史，这是我国几代烧结工作者努力奋斗的结果。
目前，小球烧结法已在我国钢铁企业得到广泛推广和应用，取得了显著的经济效益。
小球烧结法可以大幅度地提高烧结矿产量，改善烧结矿质量，降低烧结燃料消耗，其理论根据分析如下：
烧结机的产量可用下式计算：
Q=60KRBHV (1)
式中 Q———产量,t/h;
K———成品率，%；
R———混合料松散密度，t/m3；
B———烧结机宽度，m；
H———料层高度，m；
V———烧结机机速，m/min。
式1中H用垂直烧结速度表示时，则：
C=H/t
因： C=H/(L/V)
则： CL=HV (2)
式中 C———垂直烧结速度,m/min;
t———烧结时间，min,t=L/V；
K———烧结机长度，m。
将式2代入式1：
Q=60KRBCL (3)
在式3中，烧结机的宽度B和长度L为不变量，成品率K、烧结料松散密度R和垂直烧结速度C为变量。可见，采取措施提高成品率K、混合料松散密度R和垂直烧结速度C是烧结机增产的关键，现对这三个变量分别进行分析。
（一）混合料松散密度R
(1)不同类型铁矿物的松散密度R不同。磁铁矿R=4.9～6.2(t/m3);赤铁矿R=4.9～5.2(t/m2);褐铁矿R=2.7～4.3(t/m3).
(2)同类铁矿物的TFe含量不同，R也不同,TFe含量高，R就增大，要求入厂含铁原料的铁品位尽量高些。
(3)在同种原料条件下，小球烧结料R比普通烧结料R大，这是因为小球烧结料造球时间长，颗粒结构致密。测定表明：
普通烧结料：R=1.5～1.9(t/m3)
小球烧结料：R=1.7～2.0(t/m3)
（二）成品率K
采用小球烧结法后，烧结料层的透气性得到改善，可以提高料层高度。料层高度的提高，则成品率K必然提高。一般成品率可提高5%～10%.
（三）垂直烧结速度C
垂直烧结速度C是影响烧结机产量的主要因素，只有在提高烧结料层透气性的情况下，垂直烧结速度才能提高。与烧结料层透气性有关的因素如下：
P∝ε1.58～3.0
P∝1/S0.579～2.0 (4)
式中 P———料层透气性指数；
ε———料层的孔隙度；
S———混合料比表面积。
上式表明，烧结料层透气性与料层孔隙度成正比，与烧结料比表面积成反比。
研究结果表明：烧结混合料粒度越均匀，料层的孔隙度就越大。小球烧结料中小于3mm的小颗粒大大减少，因此，粒度比较均匀。所以，小球烧结法可提高烧结料层的孔隙度。为了进一步提高料层的孔隙度，小球烧结工艺要求采用偏析布料技术增大混合料平均直径，这样可以减少混合料的比表面积S。而小球烧结使烧结料平均直径增大1～2mm,混合料比表面积S大大减少。
可见，小球烧结法可以提高料层孔隙ε，降低混合料比表面积S，从而提高烧结料层透气性指数P。随着料层透气性的改善，料层高度就可以提高，从而提高烧结矿成品率，使固体燃耗下降，烧结矿中FeO含量减少，铁酸钙矿物增加。所以，小球烧结法可以提高烧结矿产量、改善烧结矿质量、降低燃耗。
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