制铁炉壁材料是冶金生产中可耐高温的耐火材料，是中国古代发达的生铁与生铁制钢技术得以发生和发展的重要物质保障。本文开展了古代制铁炉壁材料的田野考察，认为主要存在黏土质、砂质、砂泥质和石质等四类炉壁材料。本文借用矿物学、陶瓷材料研究方法开展了古代炉壁材料的科学分析，明确了不同材质炉壁材料的结构特征，判断了不同材质炉壁材料的原料、制作工艺和技术性能。研究认为中国古代制铁炉壁材料可能存在较为明显的时代差异，存在一条较为清晰的发展脉络。战国两汉时期，冶铁炉主要使用了夯土(酸性不定型)和黏土坯(酸性定型)作为炉壁材料，多没有专门的炉衬；熔铁炉多使用泥质砖(酸性定型)作为炉体支撑材料，砂质材料(酸性定型或不定型)作为炉衬耐火材料；唐宋时期的冶铁炉则使用了石质材料作为炉体，砂泥质材料作为炉衬(酸性不定型)。酸性材料能够保证制铁炉不易被酸性炉渣侵蚀，使得制铁炉得以长时间、高效利用。黏土质材料以黏土和粉砂为主，砂质材料以粗砂、少量岩屑为主，砂泥质材料则含大量的岩屑和粗砂、以黏土作为胶结剂。不同组分对炉壁材料的技术性能有很大的影响，黏土易成型、有黏性，但易熔融，添加大量的砂和岩屑可以增加材料的耐热性、透气性和强度，而添加有机羼料后形成的空洞则有利于增加材料的气孔率，可能导致了结构稳定性上，砂泥质材料优于砂质材料和黏土质材料。化学稳定性方面，砂泥质炉衬能更好地保护制铁炉本体，且为炉渣被动提供了少量的硅酸盐材料，是牺牲性保护材料。对样品的热分析和物相分析，判定了炉壁材料所经历的冶炼温度，多数在1000-1100℃之间，耐火度多位于1250-1350℃之间，古代炉壁材料的耐火度可以承受其所要经历的温度。本文认为炉壁材料的变化、发展与其技术性能相关，研究表明砂泥质材料结合了黏土和砂、岩屑的优点，提高了炉衬在高温下的耐火度、结构稳定性和可频繁更换的良好使用性能，延长了单次冶炼的使用时间和冶铁炉的使用寿命，维持了冶炼中的炉型稳定，是古代炉壁材料技术进步的重要体现，并最终取代了黏土质和砂质材料。