镍铁生产过程中，根据还原和加热的需要，以及在熔融物料中获得合适的炉渣碱度和镍铁含量的要求，将矿粉、还原剂和石灰进行配比，混合均匀后从回转窑的上端放入窑内，压制成球。回转窑以50-120秒/转的速度旋转，在窑的下端（即出料端）安装燃料燃烧器，燃烧煤粉，加热矿物材料。镍铁专家认为如有必要，应安装二次空气供应管，以供应炉料中的碳和还原反应产生燃烧所需的氧气。
炉料在窑中停留4-6小时。随着窑体的旋转，炉料逐渐从上往下移动。炉料在窑内呈薄层分布，并与逆向热气流和高温窑壁接触而逐渐加热。根据窑内的温度分布，炉料的物理状态在窑内发生物理和化学反应，根据窑的长度分为四个区域：
预热区：炉料逐渐加热，炉料中的吸附水和结晶水被除去。炉料中还原剂和碳酸盐的挥发性成分被部分分解和消除。
还原带：随着炉料温度的升高，窑内氧化镍和氧化铁的还原反应逐渐加剧，炉料还原产生的碳的剧烈燃烧促进了炉料的加热。当温度达到1100-1150时，大部分炉料已经减少。
粒铁带：炉料进入粒铁带中的脉石、灰渣、溶剂和未还原的氧化镍、氧化铁，形成强酸性氧化渣。随着剧烈的还原反应，氧化物逐渐还原，最终得到酸性强、粘度均匀的炉渣。还原的金属镍和铁在高位逐渐渗碳，熔化成悬浮在渣中的镍和铁珠。随着窑体的旋转，半熔化的小镍珠和小铁珠相互碰撞，逐渐聚合成更大的镍铁颗粒和炉渣的混合物，这些都被镍铁专家称为熔融材料。
沉淀分离区：镍铁颗粒和炉渣的熔融混合物进入分离区后，加入一定比例的石灰调节炉渣的粘度。镍铁专家认为随着温度的升高，熔融的镍铁珠迅速沉淀成大量的镍铁熔池，炉渣和镍铁会完全分离，开出铁口铸锭。或者镍铁高温钢水直接进入钢包作为不锈钢生产的主要原料，转移到不锈钢冶炼AOD炉冶炼不锈钢。上渣排出后，渣中得到的镍铁精矿经水淬、冷却、破碎、磁选去除，进一步提高镍回收率。