硫在铁水和炉渣中以元素S、FeS、MnS、MgS、CaS等形态存在，其稳定程度依次是后者大于前者。其中MgS和CaS只能溶于渣中，MnS少量溶于铁中，大量溶于渣中，FeS既溶于铁中，也溶于渣中。炉渣的脱硫作用就是渣中的MgO和CaO等碱性氧化物与生铁中的硫反应生成只溶于渣中的稳定化合物MgS、CaS等，从而减少生铁中的硫。

　　按分子论的观点，渣铁间的脱硫反应是渣铁界面上生铁中的［FeS］向渣面扩散并溶入渣中，然后与渣中的（CaO）作用生成CaS和FeO，由于CaS只溶于渣而不溶于铁，FeO则被固体碳还原生成CO离开反应界面，生成Fe进入生铁中，从而脱硫反应可以不断进行。

　　现代炉渣离子结构理论认为，熔融炉渣不是由分子构成而是由离子构成的，因此，脱硫反应实际上是离子反应而不是分子反应。渣铁之间的脱硫反应是通过渣铁界面上离子扩散的形式进行的，即渣中的氧离子向铁水面扩散，把自己所带的两个电子传给S，使铁水中的S原子成为二价S离子进入渣中，而由于失去电子变成中性原子的氧与碳作用形成CO进入煤气中，进入渣中的硫离子则与渣中的钙、镁等正离子保持平衡。因此，脱硫反应实际上是渣铁界面上氧和硫的离子交换，渣中的碱性氧化物不断供给氧离子和进入生铁中的氧原子与固体碳作用形成CO，不断离开反应面，使上述脱硫反应继续进行。