2 ）PSH工艺
针对转底炉工艺等含碳球团矮料层操作存在的不足，20 世纪末期，卢维高教授提出了高温高料层操作的“对行直底炉”工艺（paired straight hearth或PSH），其工艺原理如图4 所示。高温高料层碳热还原工艺的操作特点即“高温”和“高料层”。该工艺具有高金属化率、高生产效率、高能源利用率、高DRI强度和密度的“四高”特点。该工艺自从在加拿大McMaster 大学开发以来，得到了欧美国家的高度重视。美国钢铁协会AISI（American Iron and Steel Institute）、美钢联（USSteel）、阿赛洛-米塔尔（ArcelorMittal USA）、中国台湾中钢公司（CSC）等都投入了大量资金进行实验室试验及半工业化研究。其中，美钢联建立了连续式的对行直底炉设备，中国台湾中钢建立了单料批的高料层碳热还原燃气炉等，但后续工作暂时均没有公开报道。中国的东北大学与唐山奥特斯科技有限公司对该工艺进行过相应的技术攻关研究工作。
目前，该工艺的技术优势均已在实验室得到验证，可概括如下：（1）辐射传热。还原初期热量的传递方式是辐射传热，第一层球团经还原体积收缩后，料层空隙度增大，有利于对第二层球团的辐射传热。还原后期底层球团所需热量来自辐射和传导传热的共同作用，此时上层球团的良好还原和收缩使金属化球团DRI 具有优良的导热性能。因此，球团良好的还原和收缩使得整个球团料层具有较大的空隙率，是解决热量传输这一限制性环节的关键，可以保障热量以辐射传热的方式自上而下的传递，解决了由上至下一维辐射传热的限制性环节问题。另外，由于辐射传热量与温度的四次方呈正比，PSH工艺的高温操作，显著强化了辐射传热量。（2）金属化率。高料层碳热还原的金属化率。炉内还原50 min，各料层球团的金属化率都比较高，5 层料中的上面3 层金属化率约90%以上，下面两层（第4、第5 层）也可达到约78%，整个料层总的金属化率达85%以上。而且，整个还原过程中，金属铁的生成时间越早，生成量越多，越有利于铁晶粒的聚集长大，从而促进DRI 的收缩，密度增大，有利于DRI 的存储和运输。（3）金属铁生产效率。传统的DRI 生产效率单位为kg/ （m2·h），即单位时间、单位面积的DRI 生产量。该指标只考虑了DRI 的产量，没有考虑DRI 的质量。倘若还原时间很短，球团失重就很小，此时DRI 生产效率值很大。即，产量大，但质量差，没有实际意义。本文定义单位时间、单位面积的金属铁生产量为金属铁的生产效率，并用金属铁的生产效率替代DRI 生产效率。（4）燃气炉试验。燃气炉试验由东北大学和奥特斯公司的科研人员共同参与，共进行了No.1（1 450 ℃，60 min）和No.2（1 500 ℃，50 min）两组试验。其中，No.1 温度较低，时间较长；No.2 温度较高，时间较短。炉内温度制度如图9 所示。其他试验参数为：球团的w(C)/w(O)＝0.95 时（按固定碳计算），坩埚热装。由试验结果可见，No.1 的还原效果较好，第1～4 层DRI 金属化率为81.59%，第5 层为8.74%，整个料层总的金属化率约为83%。生产效率为50.62或75.49 kg（MFe）（/ m2·h）。与No.2的试验结果相比较，虽然炉内还原时间缩短了，但高温条件下金属化率较高，还原效果更好。可见，在高料层碳热还原技术中，温度参数比时间参数更重要，高温是高料层碳热还原金属化率高、生产效率高的重要原因之一。
PSH工艺的技术优势均已在实验室得到验证，其工业化应用的关键在于机械构造和通过高温耐火材料提高其热效率方面。若高温高料层直接还原工艺能够顺利实施，既可以生产低碳铁水，也可以处理某些特殊矿石和含铁粉尘，其产业化前景良好。