Стены печей кладутся из огнеупорных кирпичей или монтируются из блоков кирпичей, подготовленных заранее. Стандартные форма и размеры кирпичей даны на рис. 89, положение их в кладке — на рис. 90. В отдельных случаях применяют кирпичи специальных форм и размеров. Наиболее слабое место огнеупорной кладки — швы, поэтому их следует делать возможно тоньше. В зависимости от толщины шва различают следующие категории кладки — особо тщательная (1 мм), тщательная (2 мм), обыкновенная (3 мм), бутовая (5 мм). Швы заполняются огнеупорными растворами (или мертелями), причем густые растворы используются при бутовых кладках, полугустые — при обыкновенных и жидкие — при тщательных.Так как назначение растворов при кладке стен металлургических печей состоит только в уплотнении швов, а не в связывании кладки, то для обеспечения прочности и стойкости всего массива кладки необходима перевязка швов (рис. 91) и крепление металлической арматурой. Поперечные вертикальные швы перевязывают смещением кирпичей верхнего ряда на 1/2 или 1/4 кирпича по отношению к нижнему. Перевязка продольных вертикальных швов достигается чередованием по высоте кладки тычковых и ложковых рядов (см. рис. 90). 
Стены в один кирпич кладут только тычковыми рядами. В углах стен для получения правильной перевязки применяют неполномерные кирпичи, равные по длине 3/4 и 1/2 целого кирпича.
Толщина стен определяется в основном тепловым расчетом печи и ее размерами. При небольшой толщине стен потери тепла будут больше и строительная прочность печи мала, однако при большой толщине сильно возрастает их стоимость и масса кладки. Последнее особенно нежелательно для печей периодического действия, когда расход тепла на разогрев печи определяется ее массой.
Стены нагревательных печей делаются вертикальными, стены плавильных печей — вертикальными только снаружи, а внутри наклонными с утолщением в нижней части (для увеличения прочности и срока службы).
Лицевая сторона стены, обращенная к рабочему пространству, должна выкладываться только целым кирпичом, так как шланеустойчивость целой поверхности кирпича выше, чем в изломе. Для защиты от действия шлаков золы и газов огнеупорный материал покрывают огнеупорной обмазкой, которая не только увеличивает срок службы кладки, но и придает ей большую механическую прочность и газонепроницаемость. Иногда обмазку наносят и на наружную поверхность стен.
Для компенсации расширения стен при нагреве в кладке делают температурные швы. Средняя суммарная величина температурных швов на 1 пог. м кладки должна быть для шамота 5—6 мм, для динаса 10—12 мм, для магнезита 8—10 мм. Во избежание подсоса воздуха и утечки газа температурные швы обычно заполняются слегка увлажненной огнеупорной массой.
Обычно кладку стен нагревательных печей делают из шамота. Для плавильных печей, помимо шамотного кирпича, применяют динасовые, магнезитовые и хромомагнезитовые.
В стенах печей всегда делаются отверстия — рабочие и смотровые окна, отверстия для горелок и форсунок и др. Их следует делать так, чтобы не ослабить кладку и не нарушить герметичность. Для этого проемы окон перекрываются аркой или специальными брусьями, а металлические рамы окон и заслонки крепятся к каркасу печи.
Своды металлургических печей выполняют главным образом в виде арок — арочные своды — или в виде горизонтальных перекрытий — плоские подвесные своды. Арочный свод делают у небольших печей шириной не более 4 м, так как под действием собственного веса и высокой температуры арочный свод дает большой распор (горизонтальную составляющую усилия на опору). Распор тем больше, чем более пологая арка. При проектировании обычно задаются подъемом свода, т. е. отношением стрелы свода к ширине печи, равным 1/10—1/12.
Приближенный расчет распора (Н/м длины свода) может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 92. В этом случае горизонтальный распор (в холодной печи) Н = К cos (α/2), но, так как K — Gg/2sin (α/2), где G — масса 1 м свода по длине, то Н = Gg/2 ctg(α/2).
С повышением температуры печи tп сила распора Ht увеличивается по сравнению с расчетной, что может быть учтено соответствующими коэффициентами (Ht= mH):
Толщина свода зависит от длины пролета и температуры печи. Для малых печей шириной до 1 м толщина кладки свода с теплоизоляцией 230—380 мм, для больших печей шириной более 3,5 м толщина кладки 450—500 мм.
Своды кладут из клинового кирпича или из комбинации клинового кирпича с прямым. Кладку можно вести двумя способами — отдельными кольцами или вперевязку (рис. 93). При первом способе кирпичи укладываются рядами поперек печи. Это дает возможность отдельным кольцам расширяться независимо и позволяет осуществлять более быстрый ремонт свода. При втором способе все кирпичи свода перевязываются. Конструкция такого свода более прочна, но ремонт ее сложнее.
Для кладки арочного свода возводится опалубка, устанавливаемая на поду. Опорные части свода, его пяты, опираются либо непосредственно на продольные стены печи, либо на швеллеры (подпятовые балки), положенные на стены. Пяты могут быть подтесаны из нормального кирпича или выложены из специального фасонного кирпича. Кладка свода должна правильно, по радиусу арки, примыкать к пятам. Применение швеллеров для опоры свода освобождает стены от распорной нагрузки, при этом распорное усилие передается на каркас печи. Кроме того, применение швеллеров позволяет предотвратить выпучивание свода при нагреве печи, так как, отпуская болты каркаса в момент нагрева, можно обеспечить своду возможность свободно расширяться в поперечном направлении. Опора свода на швеллеры используется главным образом в плавильных печах. Для обеспечения термического расширения свода в продольном направлении его выкладывают из отдельных секций длиной 3—7,5 м с зазорами 40—60 мм между ними.
Иногда в конструкциях печей делают съемный арочный свод из одной или двух секций. В этом случае пяты свода опираются на жесткую литую или сварную раму. Съемным сферическим сводом перекрываются, например, дуговые печи для восстановления никеля из закиси. Такая конструкция свода позволяет быстро менять его в случае прогорания. Для создания большей герметичности иногда используют песочный затвор, внутрь которого при опускании свода входят специальные выступы, сделанные у пят.
Для нагревательных и плавильных печей с шириной пролета более 4 м значительное распространение получили плоские подвесные своды. В подвесном своде кирпичи или набранные из кирпичей, секции с помощью стальных анкеров и держателей подвешиваются к поперечным балкам каркаса печи. Основные преимущества подвесного свода следующие:
- стены печи не несутнагрузки свода;
- для устройства свода не требуется опалубки;
- ремонт свода может быть осуществлен без остановки печи;
- ширина печи или величина пролета может быть значительной;
- для устройства свода не требуется высококвалифицированных каменщиков. Однако на устройство подвесного свода расходуется много металла.
На рис. 94 показано устройство плоского подвесного свода из фасонных кирпичей двух типов. Недостатком такого свода является образование щелей между кирпичами в результате усадки материала в процессе службы. Для герметизации свода могут быть использованы огнеупорная обмазка и засыпка.
В плавильных печах для получения большей герметичности устраивается комбинированный распорноподвесной свод. В этом случае свод набирается из подвесных блоков так, что они образуют арку. Частично сохраняемый распор способствует уплотнению швов между блоками. Блоки собраны из отдельных кирпичей на стальных пластинах (рис. 95).
Материалами для сводов печей могут служить шамот, динас, магнезит, хромомагнезит. Шамот применяют только при температуре в печи не выше 1300°С, так как при более высокой температуре значительно снижается его механическая прочность. Магнезит обладает малой термической стойкостью и высокой теплопроводностью, поэтому во избежание растрескивания кирпичей от неравномерного нагрева и больших тепловых потерь магнезитовый свод снаружи следует покрывать теплоизоляцией. При выборе материала для свода следует учитывать не только температурный режим печи, но и химический состав шлака, а также пыли и золы (при применении пылевидного топлива).
