冷却壁是高炉普遍采用的一种冷却器形式，根据其材质不同分为铸铁冷却壁、铜冷却壁、钢冷却壁和钢一铜复合冷却壁等。

高炉冷却壁最早由前苏联研究开发并得到工业化应用，但直到20世纪40年代冷却壁才得到普遍应用。日本新日铁公司自1967年从苏联引进了冷却壁技术以后，对冷却壁进行了许多卓有成效的技术改进，将铸铁冷却壁由第一代发展到第四代。由于日本对铸铁冷却壁的深入研究开发，使冷却壁技术在高炉上应用广泛，从20世纪末开始，在日本高炉上冷却壁大量代替了铜冷却板，在铜冷却壁问世以后，这种技术发展趋势更为显著。近30年来，为克服铸铁冷却壁的技术缺陷，改善其传热性能，提高冷却能力，延长使用寿命，国内外对铸铁冷却壁均进行了大量的改进和完善，并在高炉生产实践中取得令人满意的效果。

我国早在20世纪50年代就开始采用苏联的光面冷却壁，但冷却壁一直采用普通铸铁，冷却壁本体内部铸入蛇形冷却水管，镶砖为黏土砖。从20世纪50年代开始，这种冷却壁迅速成为我国高炉炉底、炉缸、风口带和炉腹区域的主导冷却器结构形式，并且在20世纪50年代后期逐步取代了冷却板。1958年，苏联在斯大林之鹰厂1033m3的高炉上试验了汽化冷却技术并获得了成功，其后该项技术在欧美、日本等钢铁发达国家得到迅速推广应用，在当时成为高炉冷却系统的主流发展模式。20世纪60年代后期，我国少数高炉上采用了汽化冷却技术。1970年建成的武钢4号高炉（2516m3）以及鞍钢和首钢的高炉采用了汽化冷却技术和与之配合的冷却壁。这种冷却壁本体采用含铬铸铁，冷却水管的进水管在下，水流垂直向上，出水管在上方，以满足汽化冷却的要求，镶砖仍为黏土砖。20世纪80～90年代，我国一批新建或大修改造的大型高炉建成投产。

高炉内部的软熔带处于炉腹、炉腰和炉身下部区域，在此区域的冷却器承受着高炉内高温热负荷冲击，剧烈的温度变化，高温液态渣铁的侵蚀，炉料和煤气流的冲刷磨蚀以及碱金属、CO的侵蚀等综合破坏。为了延长此区域冷却壁的使用寿命，必须提高冷却壁本体材料的导热性、抗化学侵蚀性、抗拉强度、热冲击性、抗裂变性能、韧性等力学性能，而普通铸铁和低铬铸铁难以满足上述要求。因此，改进冷却壁的材质、提高冷却壁的综合性能成为冷却壁研究开发的重点内容。

主要有光面冷却壁、镶砖冷却壁、捣料型冷却壁、全覆盖型镶砖冷却壁、倒C型冷却壁等。

光面冷却壁：结构简单、导热性好，热面为光面，厚度一般为70～140mm。主要用于风口及以下区域，起冷却高炉炉缸内衬的作用。通过对炉缸内衬的冷却，缓解铁水对内衬的侵蚀、渗透和冲刷；

镶砖冷却壁：结构为条状间隔排列的镶砖与铸铁筋板，热面为平面，具有便于挂渣的特点。主要用于炉腹、炉腰及炉身中下部区域；

捣料型冷却壁：该种冷却壁热面为间隔排列的燕尾槽，槽内捣打耐火材料。具有施工方便、导热性良好、便于挂渣的特点。主要用于炉腹、炉腰及炉身中下部区域；

全覆盖型镶砖冷却壁：该种冷却壁的特点是砖壁合一，热面（工作面）全部被耐火砖所覆盖，内侧采用薄炉衬结构或无炉衬结构，可起到扩大炉容的作用。主要用于炉腹、炉腰及炉身下部区域；

倒C型冷却壁：该种冷却壁为C型结构，安装在高炉炉身上部，与炉喉钢砖结合，起到很好的抵抗炉料冲击和磨损的作用。一般用于大中型高炉。

设计高炉冷却壁的选择见下表光面冷却甓和镶砖冷却壁的尺寸见下图《光面和镶砖冷却壁尺寸》所示，光面冷却壁尺寸和镶砖冷却壁尺寸需要进一步说明的问题如下：

（1）冷却壁的长度取2.2m。

（2）风口Ⅸ冷却壁数口为风口数量的两倍，即14x2=28块。

（3）渣口上、下段各2块冷却壁。

（4）冷却壁蛇形管采用Φ44.5mmx6mm，中心距为150mm。蛇形管只有一个接头，且不放在弯曲段上。

（5）冷却壁采用《高炉刚铸铁冷却壁》（YB/T4073--2007）中牌号为HTl5—33的灰铸铁，蛇形管用《锅炉用材料入厂验收规则》（JB/T 3375--2002）中的冷拔无缝钢管，材质为20号钢。

（6）冷却壁之间及冷却壁与炉壳之间的间隙：

1）同一段每块之间的垂直缝为20mm，上下段水平缝为30mm，上下两段冷却壁间垂直缝相互错开，缝间用铁质锈接材料锈接严密。

2）光面冷却壁与炉壳之间留20mm缝隙，用稀泥灌满，与砖衬间留缝100～150mm，填以炭素料。

铸铁冷却壁由冷却壁本体和镶铸在内部的冷却水管组成，根据使用区域又分为光面冷却壁和镶砖冷却壁。光面冷却壁主要用于炉缸炉底部位，镶砖冷却壁主要用于炉腹、炉腰和炉身区域。铸铁冷却壁是通过镶铸在其内部钢管中的冷却水进行冷却的，冷却壁热面镶砖用来减少热损失和黏结渣皮，当砖衬侵蚀消失以后，冷却壁仍可以依靠黏结渣皮维持工作并对炉壳提供保护。冷却壁具有以下功能：（1）对其热面的耐火材料内衬提供全面有效的冷却，将砖衬工作温度控制在合理的范围内；（2）当炉腹至炉身下部区域的砖衬损坏消失以后，在冷却壁失去砖衬保护的条件下，能够在其热面形成保护性渣皮，形成“自保护内衬”；（3）对炉壳提供全面的保护；（4）维持平整光滑的高炉操作内型，以利于炉料下降顺行和煤气流合理分布；（5）减少高炉热量损失；（6）冷却壁要长期在恶劣的工况条件下存在，为高炉提供有效的冷却。

其技术优点有：

（1）能够对其热面的耐火材料砖衬提供均匀有效的冷却，将砖衬的工作温度控制在合理的范围内；

（2）由于冷却比较均匀，使侵蚀后的砖衬内型比较规整平滑，对高炉顺行不造成大的影响；

（3）在高炉炉腹至炉身下部高热负荷区，冷却壁热面砖衬侵蚀消失以后，仍能依靠有效的冷却在其热面黏结渣皮，形成“自保护内衬”；

（4）由于安装在炉壳内表面，能够对炉壳提供有效的保护，而且炉壳开孔少，整体密封性能好；

（5）由高炉内传递出的热量相对较少，高炉热量损失较低；

（6）在炉腹以上区域相同炉壳尺寸的条件下，由于砖衬厚度较薄，相应可以减少耐火材料的使用量；

（7）维修费用较低，一般隋况下冷却壁可以维持一代炉役而无需更换。

其技术缺陷是：

（1）铸铁冷却壁本体的导热系数低（铜的导热系数约为铸铁的10倍），导热性能不如铜冷却板，冷却效率较低，即使是同一块冷却壁上，距离冷却水管稍远的部位，如冷却壁边角部位和凸台非常容易烧损；

（2）由于钢质的冷却水管镶铸在冷却壁本体内，为了防止在铸造过程中水管渗碳，在钢管外表面进行了防渗碳处理，使钢管和冷却壁本体之间存在间隙热阻，造成冷却壁整体性能下降；

（3）修理更换困难，必须高炉停风降料面才能进行更换；

（4）破损的水管不易监测发现；

（5）传统的铸铁冷却壁凸台结构对砖衬的支撑能力不足，容易造成砖衬脱落，这是传统铸铁冷却壁的一个主要缺陷。

对铸铁冷却壁而言，其中难以从根本上解决的问题就是冷却水管与冷却壁本体之间存在的间隙热阻使冷却壁的冷却能力大幅度下降。为了彻底解决铸铁冷却壁存在的一系列问题，在20世纪末期铜冷却壁应运而生，克服了铸铁冷却壁的诸多技术缺陷，成为冷却壁技术发展的重大创新。总而言之，由于冷却壁的优点多于缺点，20世纪80年代以来，国内外对冷却壁结构进行持续的改进创新，使冷却壁技术发展迅速，应用越来越广泛。

高炉冷却壁技术经过灰铸铁、低铬铸铁、球墨铸铁、铸钢、铜冷却壁的不断发展，铜冷却壁已成为先进冷却壁技术的代表。20世纪末期经过改进的铸铁冷却壁在我国宝钢、武钢、首钢、鞍钢等高炉上得到成功应用，并获得了15年以上的使用寿命，但冷却壁本体却损坏严重，且出现水管大量破损的问题。进入21世纪以后，鉴于铜冷却壁的诸多优点，铜冷却壁及其软水密闭循环冷却系统的普遍应用，有希望彻底解决炉腹、炉腰和炉身下部短寿的问题，在高炉无中修、甚至无喷补的条件下，实现一代炉役寿命达到20年以上。从21世纪投产的许多大型高炉生产运行状况分析，这个目标完全能够实现。采用铜冷却壁高炉越来越多，呈现为一种主流的高炉冷却发展模式，而且铜冷却壁在高炉炉缸关键部位和铁Ⅵ区也得到应用，采用铜冷却壁已成为现代高炉炼铁技术显著的技术特征和必然的发展趋势。