炉衬材料必须具备以下物理化学特性：
(1)高耐火度钢铁熔炼温度在1500～1700℃，炉衬材料必须能长时间承受高温作用而不熔损。
(2)线膨胀和体膨胀系数小在烧结过程中炉衬材料会产生热胀冷缩，过多的膨胀或收缩会引起烧结层产生裂纹。加入硼酸会降低石英电炉的体积变化率和线收缩率，减少产生裂纹的机率。
(3)好的急冷急热性在使用过程中炉衬被周期地加热和冷却，伴随着的热胀冷缩会使电炉内产生应力以致开裂。炉衬材料良好的耐急冷急热性是避免材料产生裂纹的重要特性。影响炉衬急冷急热性好坏的因素有砂粒配比、打结致密度、耐火材料的膨胀系数。所以适当增加中颗粒和大颗粒耐火材料，增加打结致密度，选用膨胀系数小的材料会获得耐急冷急热性好的炉衬。
(4)能抵抗炉渣的侵蚀。
(5)绝缘性好电炉内的金属和感应器之间有几十到几百伏电位差，炉衬材料必须有足够的绝缘性以免击穿。Fe2O3和Fe3O4等铁磁性物质能显著降低绝缘性，必须仔细精选，提高炉衬材料的纯度。
根据炉衬材料的化学性质，有三种电炉：
1)碱性电炉，用CaO、MgO、ZrO2、BeO、ThO2等制作，其中应用最普遍的是MgO，其它耐火材料价格高很少使用；
2)酸性电炉，用SiO2制造；
3)中性电炉，用石墨；Al2O3·MgO；Al2O3·ZrO2·SiO2制造，多用于冶炼高合金材料。
二、炉衬材料的配方
1.砂粒配比
炉衬打结用的砂粒大致上有三个等级，粗砂粒(2～6)mm，熔点高，约占20％～25％。在炉衬中起骨架作用。粗砂粒比例过高会降低电炉的绕结性能和强度，适当提高粗砂粒比例有利于提高炉衬的耐急冷热性，减少产生裂纹的可能性。
中砂粒(0.5～2.O)mm约占25％～30％，中砂粒的作用是填充粗砂间隙，增加堆积密度，改善烧结性能，提高强度。
细砂粒小于0.5mm约占40％～50％，它填充粗、中砂粒之间的空隙。其熔点稍低，烧结时首先被硼酸熔化并将粗、中砂粒粘结起来，故能改善烧结性，提高致密度。
2.助熔剂
正常情况下MgO砂的烧结温度1750℃，石英砂烧结温度1450℃，如果不加任何东西要把这些耐火材料烧结好是很困难的，为了改善高温耐火砂粒的烧结性必须添加助熔剂硼酸(H3BO3)，脱水后变为B203，(1000～1300)℃时B203和砂料中的CaO、MgO、Si02等形成低熔点化合物：MgO·B2O3 1142℃，2MgO·B2O3 1342℃，3MgO·B2O3 1366℃，SiO2·B2O3 1200℃，CaO·B2O3 970℃。这些低熔点化合物把松散的砂粒粘结起来成为结构致密的烧结层，并获得足够的强度。
硼酸加入量依炉衬材料而定，炼钢用碱性电炉加(0.8％～1.5％)H3BO3，非真空炉取(1.2％～1.5％)H3BO3，真空炉用(0.8％～1.2％)H3BO3；酸性电炉用(1.5％～2.0％)H3BO3加入炼钢炉衬，熔炼铸铁的酸性电炉取0％～2.5％。注意控制硼酸加入量，因为每1％H3BO3使石英砂熔化温度下降15～20℃，这种作用会损坏电炉的使用寿命。
3.炉衬材料结构
烧结后的炉衬并不是均匀的整体，由于炉衬内层温度最高外层温度最低，由里向外形成一个温度梯度，最里层为完全烧结层、中间为半烧结层、最外层为松散层。这种结构对改善急冷急热性、减少热量损失十分有利。
4.打结
为了使散装砂粒变成一定致密度的炉衬，必须进行认真的捣打。小炉子可用工具进行人工打结，大炉子则用振动筑炉机打结。筑炉机利用空气马达产生每秒1.3×10t次的振动，产生3-5kg／cm2振动力。
特大型炉子不用打结法成型，而用特制的耐火砖砌筑成电炉，耐火材料多属碱性耐火砖。
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