随着高炉的强化和炉型的大型化，冷却壁的性能将更加成为影响高炉寿命的重要因素。因此，提高高炉冷却壁的性能并希望能在线监测冷却壁的状况不仅是炼铁技术、管理者的愿望，更是高炉冷却壁生产厂家努力追求的目标。 现有高炉冷却壁包括钢冷却壁产品的设计基本上还是遵循以往灰铸铁冷却壁的设计方法，而灰铸铁冷却壁的设计又只是根据以往的经验或破损调查的结果。依据经验进行的设计尽管也能改进冷却壁的性能，但终究缺乏理论依据，不能适应现代高炉技术的发展。用计算机仿真和优化的方法代替以往经验和破损调查的传统设计方法，是高炉冷却壁设计方法现代化的必然趋势。 本文在系统回顾高炉冷却壁的结构优化和智能监测的发展基础上，结合冷却壁的传热及热应力仿真模型，基于遗传算法对冷却壁进行了多目标优化，构建了冷却壁的热面状况监测模型，并对在线智能监测冷却壁的方法进行了探讨和设想。具体如下： 首先，对冷却壁进行数值仿真。通过理论分析，建立了冷却壁的三维传热及热应力数学模型。基于传热理论和遗传算法对冷却壁进行多目标优化计算，得出了冷却壁最优的结构参数值是：冷却水管内径/壁体厚度为0.25，冷却水管间距/冷却壁宽度为0.22，冷却水管离热面距离/壁体厚度为0.80。提出了改良冷却壁的较好方法是减少冷却壁水管离热面的距离以及适当减少水管间距，而一味增加水管内径是的办法值得商榷。 其次，对高炉冷却壁进行了热态试验研究，并且通过热态实验数据验证了冷却壁在热面均匀状况及冷却壁四个区域局部高温时，采用一个点至五个点智能监测冷却壁热面状况模型的有效性，这为今后在线监测冷却壁状况提供了理论依据； 最后，探讨了在线监测冷却壁热面状况的思路，并提出了基于光纤光栅技术的冷却壁在线智能健康监测的设想。