鋼材に対する品質要求の高度化にともなって高純度鋼に対するニーズが増しており、燐、硫黄、水素、窒素、酸素などの不純物や、MnS、SiO2、Al2O3等の非金属介在物の含有量を下げることが要求されている。このような高純度化は、転炉精錬のみでは十分には行えず、かつ効率も悪い。従来、高炉で製造された溶銑は、そのまま取鍋またはトーピードと呼ばれる容器で移送して、転炉に装入し、鋼への精錬は転炉のみで行っていた。しかし転炉だけでは不十分・非効率な一部の精錬機能を、転炉の前後の工程へ分担させる方法が実用化されるに至った。

このうち、転炉に装入する溶銑から、あらかじめ不純物を除く工程が溶銑予備処理であり、転炉から出鋼した溶鋼を最終的に精錬、脱ガスする工程が2次精錬である。現在では“高炉での製錬-溶銑予備処理-転炉での精錬-2次精錬”が高級鋼の標準製造プロセスとなっている。

溶銑予備処理では溶銑の脱珪、脱燐、脱硫を行う。溶銑中の珪素は、転炉では最初に酸化され、添加された石灰(CaO)、酸化鉄(FeO)と反応して、CaO-FeO-SiO2系のスラグとなる。このため、溶銑中の珪素濃度が低ければ、転炉ではこの反応が短縮され、生産効率が向上するとともに、生成スラグ量も少なく、したがって鉄の歩留りが高い精錬が可能となる。脱珪は、高炉の鋳床あるいはい移送容器において、溶銑中にミルスケール、焼結鉱などの酸化鉄を投入して行う。

脱燐は通常、石灰、酸化鉄、螢石などを混合した脱燐剤をガスとともに溶銑中に吹き込み、溶銑中の燐をスラグ相に移行させたのち、スラグを排出することによって行う。さらに、脱燐剤と処理条件の選定によって、脱燐とともに脱硫処理を行うこともできる。脱燐反応は珪素濃度が低いほど進行するので、脱燐処理は脱珪後に行うのが普通である。溶銑は脱燐処理によりある程度脱硫もされるが、低硫黄の鋼の製造時には、別途溶銑中にCaO、Na2CO3、CaC2、Mgなどの脱硫剤を吹き込んで、さらに脱硫処理を行う。

このような処理を効果的に行うためには、対象とする反応に対しての平衡論や移動速度論にもとづく考察を行い、脱燐、脱硫を律速している素過程を明らかにしたうえで、それを制御することが大切である。