焦炭資源的短缺、溫室效應對全球氣候的影響以及鐵礦石成本的不斷升高，使得熔融還原煉鐵工藝獲得了強勁的開發動力。COREX、Finex、Tecnored、AISI Direct Steelmaking、DIOS、Romelt、Ausiron、HIsmelt、CCF、HIsarna等都是直接使用煤粉生產鐵水的熔融還原煉鐵工藝，其中僅COREX工藝實現了工業化，其余或停止開發，或還處于工業實驗階段。目前的熔融還原工藝由于不能將發生二次燃燒的氧化區與鐵氧化物的還原區隔離開來，容易使被還原出的鐵再度氧化，使得再還原消耗更多的能量。

　　科研工作者針對目前熔融還原設備無法將煤氣二次燃燒氧化區與鐵氧化物還原區隔離而導致能耗偏高的問題，提出了一種兩步三段式厚渣層鐵浴熔融還原煉鐵工藝，以期利用厚渣層冶煉的方法使得氧化區與還原區的梯度隔離。設計了主反應器鐵浴爐尺寸與產能，并建立了工藝的整體靜態模型，考察了球團金屬化率與鐵浴爐爐頂煤氣氧化度對工藝煤耗、氧耗以及能耗的影響。

　　在選定的適宜操作參數，即煤氣氧化度55%，球團金屬化率80%條件下，冶煉1t鐵水，消耗球團礦1869.83kg，煤粉674.07kg，同時得到還原度71%的改質煤氣898.44kg。結合反應器的設計產能，反應器可處理球團礦3793.66kg/(h·m2)。