本发明属于冶金技术领域，涉及一种高速轨钢冶炼过程铁水预脱硫直接出铁的方法，其在铁水脱硫开始吹炼后，根据既有二级模型，在吹炼结束前，在线测量铁水温度、计算镁粉和石灰实际消耗比例；根据铁水温度、镁粉和石灰实际消耗比例与二级模型计算值存在的偏差情况，控制镁粉和石灰的加入种类和加入量，再通过控制底吹气体流量，保证铁水终点S含量的命中。本发明在脱硫吹炼终点即能出铁，不用补吹，生产冶炼周期平均减少3.5分钟，降低生产成本12.5元/吨。相比传统铁水预脱硫工艺，本发明有效提高了铁水预脱硫生产效率，降低了生产成本。