在LD轉(zhuǎn)爐中脫硅、脫磷、脫硫是熱力學(xué)條件上難以操作的化學(xué)反應(yīng)。鐵水預(yù)處理的三脫，即脫硅、脫磷、脫硫，屬爐外處理技術(shù)，目的在于減輕轉(zhuǎn)爐的負(fù)擔(dān)，從而簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)爐的冶煉實(shí)現(xiàn)少渣精煉。

當(dāng)前最常用的鐵水脫硫方法有機(jī)械攪拌法（KR法）鐵水預(yù)處理脫硫和噴吹法鐵水預(yù)處理脫硫。機(jī)械攪拌法（KR法）可改善動(dòng)力學(xué)條件，但延長(zhǎng)攪拌器壽命成了技術(shù)關(guān)鍵。噴吹法的噴槍（倒Ｔ形噴槍）壽命也有待提高，但噴吹動(dòng)力學(xué)更需要研究。

自由噴槍鐵水預(yù)處理脫硫可簡(jiǎn)化噴槍設(shè)計(jì)（單口噴槍代替倒Ｔ形噴槍），同時(shí)增加熔池?cái)嚢?，無(wú)需對(duì)輸送線以及添加劑進(jìn)行改變，唯一要做的就是將單口噴槍的頂端與萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行聯(lián)接，在噴吹時(shí)靠自身的噴射氣作用力，噴槍的底端可以在熔池中自由運(yùn)動(dòng)，自由噴槍的運(yùn)動(dòng)范圍取決于氣體的噴射速率，速率越大，自由噴槍的運(yùn)動(dòng)范圍越廣，噴槍自身運(yùn)動(dòng)給熔池多了一個(gè)攪拌。在同樣的噴射條件下，自由噴槍的物理模型顯示出比靜態(tài)噴槍的飛濺強(qiáng)度降低，可以減少金屬損失。

與靜態(tài)噴槍相比，脫硫劑將更分散地噴吹在熔池中，提高脫硫劑的利用率，使脫硫變得更有效。它可以將脫硫率提高20~30％，金屬飛濺減少，溫降減少50％。從動(dòng)力學(xué)的原理上講，單口自由噴槍?xiě)?yīng)該獲得和旋轉(zhuǎn)噴槍接近的效果，同時(shí)簡(jiǎn)化噴槍設(shè)計(jì)，降低生產(chǎn)成本。