高炉冷却壁的寿命是决定高炉长寿的根本因素。冷却壁在高温负荷及持续热应力的冲击下，会出现缓慢的蠕变变形，促使冷却壁和冷却水管产生裂纹，严重时引起冷却壁损坏直至报废。因此，定量的分析冷却壁在高温下的蠕变变形，对延长高炉寿命有着重要的意义。本文首先对球墨铸铁冷却壁所使用的材料QT400-18球墨铸铁进行高温拉伸蠕变试验，得到球墨铸铁在不同温度下的蠕变曲线，结合球墨铸铁冷却壁热态试验，利用ABAQUS热―结构耦合计算方法，分析了各种工况下壁体及冷却水管的蠕变变形，为改进球墨铸铁冷却壁结构设计，控制其蠕变变形以及合理安装使用冷却壁提供理论依据。论文研究得出：（1）以球墨铸铁冷却壁热态试验确定的参数为热边界条件，采用数值模拟的方法分别计算了冷却壁在裸露状态和挂渣条件下壁体温度和热应力分布，以此为依据、结合球墨铸铁屈服强度确定了球墨铸铁高温拉伸蠕变试验的温度水平为250℃、300℃、350℃，应力水平为220MPa及300MPa。（2）根据确定的试验方案，对铸铁冷却壁使用的球墨铸铁材料进行高温拉伸蠕变试验，获得了不同温度下的球墨铸铁蠕变曲线。对试验数据进行多元线性回归，得到不同温度下球墨铸铁材料的蠕变参数。试验结果表明：温度低于400℃时，高应力水平下的蠕变第一阶段比低应力水平明显，且蠕变速率、蠕变变形量较大，应力对蠕变变形起主要作用；温度高于400℃时，即使应力非常小，但蠕变变形量却很大，温度对蠕变变形起主要作用。（3）利用热―结构耦合的方法计算分析了炉气温度、渣皮厚度、边缘接触压力对冷却壁蠕变变形的影响。计算结果显示：炉气温度越高，壁体蠕变变形越大；渣皮的存在降低了壁体变形；在炉气温度不变的条件下，边缘接触压力低于50MPa时，壁体向热面凸起，形成“弓形”，边缘接触压力高于100MPa时，壁体向冷面凸起，形成“弓形”。因此，在高炉上安装冷却壁时，壁体与炉壳间的膨胀间隙不小于6mm，左、右相邻冷却壁间的膨胀间隙不得小于7mm，高度方向预留的膨胀间隙不小于9mm，且将铸铁冷却壁做成具有一定弧度、与炉壳匹配的形状。（4）冷却壁体内部的冷却水管蠕变变形计算结果显示：冷却水管不仅向热面凸起产生弯曲，同时在宽度方向朝两端发生偏移，特别是水管进出水口端与炉壳接触部位产生凹陷，说明冷却水管向热面凸起部位容易受到壁体挤压，进出水口部位是水管容易发生断裂部位。为了降低水管变形，防止水管断裂，水管与炉壳开口处至少留有1.6mm间隙，水管与壁体间最合适的间隙为0.092mm。