以失效学理论为依据设计研究方案。高炉炉壳失效主要模型为裂纹形成──裂纹扩展──炉壳崩裂。裂纹是合成应力作用的结果，炉壳合成应力中份量最大的是炉壳温度不均匀造成的热应力，此外，合成应力的大小不断地变化着，属于循环应力中变幅波动拉伸应力。因此，高炉炉壳裂纹主要是循环应力导致的疲劳裂纹。
调查显示高炉炉缸炉壳时常发生破裂,高炉上部的炉壳破裂修补后对高炉结构影响小,炉缸为整座高炉的基础,炉壳开裂对高炉整体结构安全的影响很大，炉缸为圆筒结构,受热后处于热过盈状态,受环向应力的作用炉缸炉壳破裂一般呈纵向开裂，受热膨胀的内衬受炉壳的紧箍作用使结构稳定,开裂后变松,紧箍力降低,内衬外缘的应力向拉应力发展。
因为内衬的抗拉强度远小于抗压强度,当炉壳开裂宽度较大或多次开裂后,内衬外缘拉应力会造成内衬破裂,造成严重事故。