转底炉煤基直接还原法，是目前较为成功的处理钢铁企业固体废弃物的工艺，其优点为对冶金含锌粉尘具有优良的适应性、粉尘中的锌去除率高。通过对钢铁厂冶金含锌尘泥的物理化学特性的分析，提出以冶金粉尘自身含碳为基础生产含碳球团，用转底炉高温加热工艺处理冶金含锌粉实现粉尘的锌分离。对转底炉处理含锌粉尘进行了理论分析，探讨了铁氧化物和锌氧化物在含碳球团条件下的还原特性、热力学条件、还原的碳素消耗、还原过程的自热特点等问题，为实验研究提高了理论基础。在理论分析的基础上，搭建了模拟转底炉加热过程实验平台，以转底炉法工艺中的压球、烘干、还原焙烧过程为对象，开展了实验研究，获得适宜的工艺参数。同时对球团料层传热过程假设简化，对其进行模拟计算。含锌粉尘压球实验以实验室辊式压球机对含锌粉尘压制成球的过程为研究对象。探讨粘结剂种类、粘结剂用量、含水量、配碳量对生球和烘球的落下强度及抗压强度的影响；在单一粘结剂实验结果的基础上，通过混料回归模型实验所得数据，考察粘结剂的组合及用量对生球和烘球的落下强度和抗压强度的影响。同时考察了烘干温度、烘干时间等工艺参数对含水量、球团落下强度及抗压强度的影响。还原焙烧球团实验以高温炉模拟转底炉还原焙烧，以含锌粉尘为原料进行了5因素4水平正交实验研究,，通过直观方法和方差方法分析了料层数、配碳量、温度、时间、气氛对金属化球团的性能的影响。得到了各个因素对焙烧球团脱锌率、金属化率和球团抗压强度的影响规律，提出转底炉焙烧的优化工艺参数。为了研究转底炉内球团料层的传热过程，通过对球团料层传热过程的合理简化，将球团料层的传热过程视为烟气对球团料层的综合传热、球团料层内部的导热、球团料层与炉底耐火材料之间导热的多种传热方式相结合。建立了传热数学模型，对炉料的各个位置的温度进行了数值计算，获取球团料层温度分布与时间的关系，并通过实验测量的料层表面和底部升温曲线对模拟结果进行了验证。考察了球团料层厚度、炉底温度、烟气传热系数、球团导热系数对球团料层传热过程的影响。