在《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》中曾提出：爐缸、爐底應(yīng)采用全炭磚或復(fù)合炭磚爐底結(jié)構(gòu)，并應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)炭磚砌筑。大型高爐采用炭磚、SiC磚對延長高爐壽命極為重要。在采用銅冷卻壁之后，高爐長壽的薄弱環(huán)節(jié)已從爐身中下部、爐腰、爐腹轉(zhuǎn)移到爐缸部位。所以延長爐缸壽命已成為高爐長壽工作的重點(diǎn)工作。近年來，我國一批高爐出現(xiàn)爐缸水溫差升高甚至燒穿的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)采取綜合措施解決這方面的問題。
高爐采用的優(yōu)質(zhì)炭磚和炭塊除應(yīng)提出常規(guī)性能指標(biāo)的要求外，還應(yīng)提出導(dǎo)熱系數(shù)、透氣度、抗氧化性、抗堿性、抗鐵水侵蝕性等指標(biāo)的要求。
風(fēng)口帶宜采用組合磚結(jié)構(gòu)，一般使用剛玉莫來石磚或棕剛玉磚，也可用熱壓炭磚NMA或NMD磚。
高爐爐缸發(fā)生侵蝕的原因有：焦炭及渣鐵的機(jī)械沖刷、化學(xué)侵蝕、水蒸氣的氧化、鋅和堿金屬、熱應(yīng)力的破壞。
采用高導(dǎo)熱性的微孔炭磚，并對爐缸冷卻壁實(shí)行強(qiáng)化冷卻，使渣鐵凝固時(shí)的1150℃溫度殘存于炭磚之中，并要使之遠(yuǎn)離冷卻壁。目前國內(nèi)外高爐爐缸、爐底結(jié)構(gòu)有3種基本類型：一為大塊炭磚砌筑，爐底設(shè)陶瓷墊;二是熱壓小塊炭磚，爐底設(shè)陶瓷墊;三是大塊或小塊炭磚砌筑，爐底設(shè)陶瓷杯上述3種結(jié)構(gòu)形式均有高爐長壽的實(shí)踐實(shí)例。
國內(nèi)外高爐均已采用高導(dǎo)熱炭磚、微孔炭磚和陶瓷墊結(jié)構(gòu)。高噴煤比的高爐在操作上強(qiáng)調(diào)要活躍爐缸中心，又要求爐底中心保持適當(dāng)?shù)臏囟�。因此，人們逐漸重視陶瓷墊的阻熱作用，也承視陶瓷墊壽命的提高，希望能獲得適中的爐底中心溫度。
強(qiáng)化冷卻形成凝固層理論：在爐缸側(cè)壁采用高異熱的耐火材料(600℃為18.4W/(m·K)，20℃為60~80W/(m·K))。進(jìn)行強(qiáng)化冷卻之后，高導(dǎo)熱耐材、低孔隙度就能阻止渣鐵的滲透，并具有高抗堿性能，可吸收部分熱應(yīng)力，在配有高效的水冷卻系統(tǒng)的條件下，就能將爐缸的熱量迅速地傳遞給冷卻水，將熱量帶出爐外，可有效地降低爐缸壁的溫度梯度，從而在爐缸側(cè)壁爐襯耐材的熱面形成一層穩(wěn)定的凝結(jié)保護(hù)層(即鐵水凝固1150℃以上的等溫線，使?fàn)t底形成穩(wěn)定的“鐵殼”保護(hù)層)，抵抗?fàn)t缸側(cè)壁的“象腳”侵蝕，進(jìn)而獲得爐缸長壽，其關(guān)鍵是爐缸側(cè)壁的導(dǎo)熱能力。這部分選擇耐材的重點(diǎn)是導(dǎo)熱性、防滲透性和防止發(fā)生環(huán)形裂紋。對爐缸的維護(hù)強(qiáng)調(diào)發(fā)揮冷卻的效果，及時(shí)對爐缸冷卻壁水溫差和爐皮溫度進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)常對容易形成孔隙的部位進(jìn)行灌漿。
帶爐底冷卻的綜合爐底是比較合理的結(jié)構(gòu)。在冷卻管上有碳搗層，其上面砌上2~3層炭磚。不同部位要使用不同性能的炭磚。鐵口以下是容易受到嚴(yán)重侵蝕的地方，要用抗?jié)B透性高的微孔炭磚;爐底的最底層要用具有高導(dǎo)熱的碳化硅磚;其他部位則采用普通炭磚或微孔炭磚。鐵口以下的爐底周邊炭磚的長度要增大，以提高其抵抗鐵和堿金屬對此處的強(qiáng)烈滲透和侵蝕的能力;磚與磚之間的縫隙要由寬縫改為細(xì)縫(小于0.5mm)進(jìn)行砌筑。
對于有“陶瓷杯”的綜合爐底結(jié)構(gòu)，學(xué)術(shù)上有爭議。一些人認(rèn)為“陶瓷杯”的作用大，應(yīng)予加強(qiáng);另一些人認(rèn)為，“陶瓷杯”在一定時(shí)間內(nèi)會消失掉，炭磚才是起主導(dǎo)作用的，在爐缸側(cè)壁也可使用高抗鐵水滲透和高導(dǎo)熱性、高密度的熱壓小塊炭磚�？傮w來說，兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，均可實(shí)現(xiàn)高爐長壽，但經(jīng)濟(jì)代價(jià)有所差異。
高質(zhì)量的微孔、超微孔炭磚和熱壓小塊炭磚得到推廣之后，我國高爐壽命得到顯著提高。國內(nèi)大中型高爐基本上否定了采用炭料搗打爐底，自焙燒制的工藝技術(shù)。
