แร่เหล็กที่นำมาใช้ในกระบวนการ Midrex มีสมบัติที่สำคัญ โดยนำแร่เหล็ก (แร่ก้อนหรือแร่เหล็กอัดก้อน) มาทำให้เป็นโลหะเหล็กด้วยการลดออกซิเจน จากนั้นผ่านเข้ามาทางตอนบนของเตาถลุงแบบตั้ง (ดูภาพการไหลของกระบวนการตามแผนภาพที่ 4.14 ซึ่งตกลงมาตามแรงโน้มถ่วงของโลกเคลื่อนที่สวนทางกับการไหลของแก๊ส (moving bed process) แก๊สธรรมชาติที่ใช้เป็นเชื้อเพลิง ได้แก่ แก๊สมีเทน โดยเชื้อเพลิงจะถูกแปรสภาพด้วยเครื่องแปรสภาพแก๊สให้เป็นแก๊สคาร์บอนมอนนอกไซด์ และแก๊สไฮโดรเจน ดังแสดงในสมการที่ 1 2 และ 3

แก๊สคาร์บอนมอนนอกไซด์และแก๊สไฮโดรเจนที่ผ่านการแปรสภาพอุณหภูมิประมาณ 850 – 900 องศาเซลเซียส ผ่านเข้าเตาเพื่อนำไปลดออกซิเจนจากแร่เหล็ก (Fe2O3 หรือ hematite) เกิดปฏิกิริยาลดออกซิเจน ภายหลังการเกิดปฏิกิริยาแก๊สจะผ่านออกทางด้านบนของเตาอุณหภูมิประมาณ 370 – 450 องศาเซลเซียส โดยแก๊สส่วนหนึ่งถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิง อีกส่วนหนึ่งผ่าน scrubber เพื่อกำจัดฝุ่นแล้วนำกลับมาเพิ่มคาร์บอนให้กับเหล็ก โดยผลผลิตที่ได้อยู่ในรูปโลหะเหล็ก ดังแสดงในสมการที่ 4 5 และ 6

ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแร่เหล็ก Fe2O3 , Fe3O4 เป็นเหล็ก Fe ด้วยวิธีลดออกซิเจน

โลหะเหล็กที่ได้จะถูกทำให้เย็นลง โดยผ่านแก๊สเย็น CO และ H2 ที่ได้จากการแปรสภาพอีกครั้ง ซึ่งเป็นการเพิ่มคาร์บอนให้กับเหล็กได้เหล็กคาร์ไบด์หรือซีเมนไทต์ (Fe3C) อยู่บริเวณพื้นผิวโดยรอบ ซึ่งช่วยป้องกันการเกิด re-oxidation และเหล็กที่ได้นี้มีความแข็งสูง ดังแสดงในสมการที่ 7 8 และ 9 แก๊สที่เกิดขึ้นในส่วนนี้จะผ่านเข้า scrubber เพื่อนำกลับไปใช้ในกระบวนการแปรสภาพ อีกครั้ง ผลที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีก่อให้เกิดทั้งแก๊ส น้ำและเหล็กที่แปรสภาพในรูปต่าง ๆ ตามภาพการไหล