2 ）PSH工藝
針對轉底爐工藝等含碳球團矮料層操作存在的不足，20 世紀末期，盧維高教授提出了高溫高料層操作的“對行直底爐”工藝（paired straight hearth或PSH），其工藝原理如圖4 所示。高溫高料層碳熱還原工藝的操作特點即“高溫”和“高料層”。該工藝具有高金屬化率、高生產效率、高能源利用率、高DRI強度和密度的“四高”特點。該工藝自從在加拿大McMaster 大學開發以來，得到了歐美國家的高度重視。美國鋼鐵協會AISI（American Iron and Steel Institute）、美鋼聯（USSteel）、阿賽洛-米塔爾（ArcelorMittal USA）、中國臺灣中鋼公司（CSC）等都投入了大量資金進行實驗室試驗及半工業化研究。其中，美鋼聯建立了連續式的對行直底爐設備，中國臺灣中鋼建立了單料批的高料層碳熱還原燃氣爐等，但后續工作暫時均沒有公開報道。中國的東北大學與唐山奧特斯科技有限公司對該工藝進行過相應的技術攻關研究工作。
目前，該工藝的技術優勢均已在實驗室得到驗證，可概括如下：（1）輻射傳熱。還原初期熱量的傳遞方式是輻射傳熱，第一層球團經還原體積收縮后，料層空隙度增大，有利于對第二層球團的輻射傳熱。還原后期底層球團所需熱量來自輻射和傳導傳熱的共同作用，此時上層球團的良好還原和收縮使金屬化球團DRI 具有優良的導熱性能。因此，球團良好的還原和收縮使得整個球團料層具有較大的空隙率，是解決熱量傳輸這一限制性環節的關鍵，可以保障熱量以輻射傳熱的方式自上而下的傳遞，解決了由上至下一維輻射傳熱的限制性環節問題。另外，由于輻射傳熱量與溫度的四次方呈正比，PSH工藝的高溫操作，顯著強化了輻射傳熱量。（2）金屬化率。高料層碳熱還原的金屬化率。爐內還原50 min，各料層球團的金屬化率都比較高，5 層料中的上面3 層金屬化率約90%以上，下面兩層（第4、第5 層）也可達到約78%，整個料層總的金屬化率達85%以上。而且，整個還原過程中，金屬鐵的生成時間越早，生成量越多，越有利于鐵晶粒的聚集長大，從而促進DRI 的收縮，密度增大，有利于DRI 的存儲和運輸。（3）金屬鐵生產效率。傳統的DRI 生產效率單位為kg/ （m2·h），即單位時間、單位面積的DRI 生產量。該指標只考慮了DRI 的產量，沒有考慮DRI 的質量。倘若還原時間很短，球團失重就很小，此時DRI 生產效率值很大。即，產量大，但質量差，沒有實際意義。本文定義單位時間、單位面積的金屬鐵生產量為金屬鐵的生產效率，并用金屬鐵的生產效率替代DRI 生產效率。（4）燃氣爐試驗。燃氣爐試驗由東北大學和奧特斯公司的科研人員共同參與，共進行了No.1（1 450 ℃，60 min）和No.2（1 500 ℃，50 min）兩組試驗。其中，No.1 溫度較低，時間較長；No.2 溫度較高，時間較短。爐內溫度制度如圖9 所示。其他試驗參數為：球團的w(C)/w(O)＝0.95 時（按固定碳計算），坩堝熱裝。由試驗結果可見，No.1 的還原效果較好，第1～4 層DRI 金屬化率為81.59%，第5 層為8.74%，整個料層總的金屬化率約為83%。生產效率為50.62或75.49 kg（MFe）（/ m2·h）。與No.2的試驗結果相比較，雖然爐內還原時間縮短了，但高溫條件下金屬化率較高，還原效果更好。可見，在高料層碳熱還原技術中，溫度參數比時間參數更重要，高溫是高料層碳熱還原金屬化率高、生產效率高的重要原因之一。
PSH工藝的技術優勢均已在實驗室得到驗證，其工業化應用的關鍵在于機械構造和通過高溫耐火材料提高其熱效率方面。若高溫高料層直接還原工藝能夠順利實施，既可以生產低碳鐵水，也可以處理某些特殊礦石和含鐵粉塵，其產業化前景良好。