热轧钢坯、钢材在硫酸中有两种化学反应同时发生，一方面硫酸与氧化铁皮起化学反应，另一方面硫酸通过氧化铁皮的裂缝和孔隙与钢中的铁起反应。

硫酸的酸洗机理包括下面三种作用：

1)  硫酸溶液与氧化铁皮的化学反应

Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O                      (1)

Fe₃O₄+4H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+FeSO₄+4H₂O          (2)

FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O                                    (3)

氧化铁皮中各种铁的氧化物溶解于硫酸溶液，生成可溶于水的硫酸铁及硫酸亚铁，从而把钢坯表面的氧化铁皮除去。这种作用称为溶解作用。

2)  硫酸溶液通过结构疏松的氧化铁皮与钢中的铁起化学反应

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂          (4)

H+H=H₂↑                               (5)

钢中的铁与硫酸溶液反应，产生大量氢气，氢气产生的膨胀压力把氧化铁皮从钢坯上剥下来，这种作用称为机械剥离作用。剥离作用能加快酸洗速度、减少硫酸消耗。在更换酸洗溶液时，酸洗槽底部往往有未被溶解的氧化铁皮，这证明硫酸酸洗钢坯主要是靠机械剥离作用除去表面氧化铁皮的。

3)  钢中的铁与硫酸溶液起反应，生成大量氢原子。氢原子非常活泼，具有很强的还原能力，能把高价铁的氧化物还原成易溶于硫酸溶液的低价铁的氧化物，使钢的酸洗过程加快。其化学反应式为：

Fe₃O₄+2H=3FeO+H₂O                       (6)

Fe₂O₃+2H=2FeO+H₂O                         (7)

Fe₂(SO₄)₃+2H=2FeSO₄+H₂SO₄          (8)