使用固體還原劑的直接還原法，回轉窯是重要的使用固體還原劑（煤炭）進行直接還原的設備。

由還原劑（0～3毫米粒度的煤炭）、小塊礦石和細粒石灰石（白云石）等組成的爐料由窯尾投入，窯體稍有傾斜，在轉動時爐料逐漸向窯頭運動。窯頭設有燒嘴，使用能產生火焰的燃料（煤氣、燃油或煙煤粉）。產生的高溫窯氣抽向窯尾，氣流與固體爐料逆向運動，逐步把固體料加熱，料溫達到 800℃左右，開始固體碳還原析出的CO在料層上部空間燃燒；放出熱量補充加熱。為了保持料層中還原氣氛，爐料配加的煤炭量必須超過還原反應的需要量。

回轉窯產品圖片

按照出料溫度，回轉窯可以生產海綿鐵、粒鐵或液鐵。但以回轉窯海綿鐵法較重要。回轉窯煉鐵的主要優點是可以直接使用資源豐富的煤炭。其缺點是生產率低。比較有代表性的回轉窯海綿鐵法是SL/RN和Krupp法，二者工藝流程基本相同。為了提高產量，減輕窯內預熱段工作負擔，在窯前配置鏈篦機，能把入窯料加熱到 800℃。在窯內配置隨窯體轉動的二次風機，以強化還原析出CO供燃燒(70年代以來改用氧化球團或塊礦入爐，取消了鏈篦機)。還原出的海綿鐵經過回轉冷卻筒冷卻到150℃排料。把混合的剩余碳和吸硫的石灰清除后，得到產品。回轉窯海綿鐵產量在1980年占直接還原鐵的15％。中國曾于40年代初在四川綦江進行了日產10噸規模的海綿鐵生產試驗，金屬化率可達90％以上，但因鐵礦脈石無法分離，未能正常生產。 把回轉窯的出料溫度提高到1250℃左右，固體料呈半熔化狀態,已還原的鐵滴在滾動中聚合成小的鐵粒,出窯后水淬冷卻可與脈石雜質磁選分離，得到粒鐵。

磁選機產品圖片

此法稱為回轉窯粒鐵法(Krupp-Renn法)，它能處理選礦困難的貧鐵礦，20世紀30年代曾在一些地區廣泛發展，但該法生產率很低，事故頻繁，60年代后已全部停產。