在LD轉爐中脫硅、脫磷、脫硫是熱力學條件上難以操作的化學反應。鐵水預處理的三脫，即脫硅、脫磷、脫硫，屬爐外處理技術，目的在于減輕轉爐的負擔，從而簡化轉爐的冶煉實現少渣精煉。

當前最常用的鐵水脫硫方法有機械攪拌法（KR法）鐵水預處理脫硫和噴吹法鐵水預處理脫硫。機械攪拌法（KR法）可改善動力學條件，但延長攪拌器壽命成了技術關鍵。噴吹法的噴槍（倒Ｔ形噴槍）壽命也有待提高，但噴吹動力學更需要研究。

自由噴槍鐵水預處理脫硫可簡化噴槍設計（單口噴槍代替倒Ｔ形噴槍），同時增加熔池攪拌，無需對輸送線以及添加劑進行改變，唯一要做的就是將單口噴槍的頂端與萬向節進行聯接，在噴吹時靠自身的噴射氣作用力，噴槍的底端可以在熔池中自由運動，自由噴槍的運動范圍取決于氣體的噴射速率，速率越大，自由噴槍的運動范圍越廣，噴槍自身運動給熔池多了一個攪拌。在同樣的噴射條件下，自由噴槍的物理模型顯示出比靜態噴槍的飛濺強度降低，可以減少金屬損失。

與靜態噴槍相比，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％。從動力學的原理上講，單口自由噴槍應該獲得和旋轉噴槍接近的效果，同時簡化噴槍設計，降低生產成本。