冲天炉炉衬一般用耐火材料和耐火砖砌筑。耐火材料的种类很多，按耐火材料的矿物组成分为：硅质耐火材料、硅酸铝质耐火材料和镁质耐火材料等。
冲天炉内衬耐火材料的选择，需要根据冲天炉的熔化工况，炉料及燃料的性质，然后再结合不同部位的工作温度来选择合理的耐火材料内衬配置。比如，加料口的温度在200~300℃，冲天炉的预热带温度在200~1200℃，冲天炉燃烧室的温度在900-1000℃。
①硅质耐火材料。常用的硅质耐火材料SiO2含量大于93%，是用天然的石英或石英砂加工制成的。Si02呈酸性，因此硅质耐火材料是强酸性耐火材料。我国四川、河南等省出产一种“泡砂石”，这种材料中Si02含量为80%〜93%,也基本属硅质或半硅质耐火材料。这种耐火材料不需烧制即可砌炉使用，制备简易，成本低，抗急冷急热性能较好，国内已有很多地区推广使用。
②硅酸铝质耐火材料。以A1203和Si02为主的耐火材料都称为硅酸铝质耐火材料。常用的有以下三种。
a.半硅质耐火材料。A1203含量15%〜30%，其余主要为Si02，属较强酸性耐火材料。有些地区，因其产量高，成本低，常代替黏土质耐火材料使用。
b.黏土质耐火材料是冲天炉最常用的一种耐火材料，其成分为A1203含量30%〜45%,Si02含量55%〜65%,仍属酸性耐火材料，但酸性较弱。黏土质耐火材料的原料储藏量很大，开采制作简单，成本较低，因此在冲天炉中，得到广泛应用。黏土质耐火材料制成耐火砖的耐火度一般不低于1670°C,黏土砖的抗急冷急热性能比其他耐火砖都高。
c•高铝质耐火材料。在硅酸铝质耐火材料中，当A1203含量大于46%时称为高铝质耐火材料。高铝质耐火材料的化学性质接近中性耐火材料，能抵抗酸性渣侵蚀，但抗碱性渣能力要比抗酸性渣弱些。
③镁质耐火材料。镁质耐火材料是以MgO为主的耐火材料，其中MgO含量在85%以上。这种耐火材料呈碱性，能抵抗碱性炉渣的侵蚀，用于砌筑碱性冲天炉。这种耐火材料的耐火度很高，在2000C以上。
④其他耐火材料。其他耐火材料有铬铁矿质耐火材料、碳质耐火材料(包括石墨和焦炭耐火材料)等中性耐火材料。
