Sinterovanjesilika cigleje zapravo homogeni polikristalni proces transformacije SiO2. Pod dejstvom mineralizatora, sirovine silicijum dioksida se polako sinteruju i u osnovi transformišu u tridimit i kristobalit, sa samo malom količinom zaostalog kvarca. Kada se silikatne vatrostalne cigle zagreju na 1450 stepeni tokom upotrebe, postoji ukupna zapreminska ekspanzija od 1,5%~2,2%. Ovo zaostalo širenje će učiniti da se spojevi zidanja zatvore, što je pogodno za osiguravanje da zid od silikonske cigle ima dobru nepropusnost i strukturnu čvrstoću. Štaviše, ova homogena polikristalna transformacija SiO2 određuje da je fokus praćenja vatrostalnog materijala u ranoj fazi pečenja u peći silicijumska vatrostalna opeka, a brzinu zagrijavanja karakterizira sporo i ravnomjerno zagrijavanje. U temperaturnom opsegu od 150~300 stepeni treba obratiti posebnu pažnju na sporo zagrevanje u ovom temperaturnom opsegu kod peći za pečenje jer je kristalna transformacija B i samo kristobalita praćena efektom velike zapremine.
Brzina transformacije i stepen kvarca u tridimit nisu samo povezani sa temperaturom i prisustvom mineralizatora, već i sa faktorima kao što su vreme delovanja temperature, veličina čestica sirovina i veličina kristala faze transformacije. Pretvorba je brza ako je temperatura visoka, vrijeme djelovanja visoke temperature je dugo, čestice su male, kristali mali, a mineralizator jak i obrnuto. Glavne kristalne faze silicijumskih opeka su tridimit i kristobalit. Tačka topljenja tridimita je 1670 stepeni i ima visoku zapreminsku stabilnost. Ako je tridimit u šamotnoj opeci od silicijevog dioksida u obliku dvostrukih kristala sa vrhom koplja i isprepleten u mrežnoj distribuciji, cigla može imati višu tačku omekšavanja opterećenja i mehaničku čvrstoću. Kada ima više zaostalog kvarca u vatrostalnoj cigli od silicijum dioksida, ona će nastaviti da prolazi kroz kristalnu transformaciju tokom upotrebe, a proširenje zapremine će biti veliko, što će uzrokovati popuštanje i pucanje strukture cigle. Fizičke i hemijske promene koje se dešavaju u silicijumskoj vatrostalnoj cigli tokom procesa pečenja mogu se sažeti na sledeći način:
①<150℃ remove the residual moisture of the brick blank.
②Na 450~550 stepeni, Ca(OH)2 počinje da se razgrađuje, a 550% razlaganja je završeno. U ovom trenutku, veza između čestica silicijumske cigle je uništena zbog djelovanja CaO itd., čvrstoća se smanjuje, a tvornica postaje krhka.
③Na 550~650 stepeni, -kvarcne cigle se pretvaraju u kvarc i zapremina se širi.
④Na 600~700 stepeni dolazi do reakcije čvrste faze između CaO i SiO2, a snaga tijela se poboljšava.
⑤Na 800~1100 stepeni, reakcija tečne faze se javlja u telu cigle, a snaga tela se brzo povećava. Počevši od 1100 stepeni, brzina transformacije kvarca se značajno povećava, a varijante kvarca niske specifične težine u ovom trenutku proizvode veliku ekspanziju zapremine.
⑥Na 1300~1350 stepeni, zbog povećanja broja tridimita i kristobalita, prava specifična težina tijela se smanjuje, a povećano proširenje volumena može uzrokovati pucanje.
⑦Na 1350~1470 stepeni, stepen transformacije kvarca i rezultujuća ekspanzija su veoma veliki. Samo monokvarc, metastabilni kristobalit, mineralizatori i nečistoće u interakciji formiraju tečnu fazu i prodiru u čestice kvarca i formiraju pukotine kada se formira metastabilni kristobalit, što potiče kontinuirano otapanje monokvarca i metastabilnog kristobalita u formiranoj tečnoj fazi, što ga čini prezasićenim rastapa se silicij i kisik, a zatim kontinuirano kristalizira iz taline u oblik stabilnog tridimita. U ovom trenutku, što je veća viskoznost tečnosti, veća je brzina transformacije silikatnih vatrostalnih opeka i veća je mogućnost pukotina u cigli.
Stoga, kako bi se spriječilo da silikatna cigla promijeni svoj kristalni oblik tokom procesa pečenja, praćenu velikom promjenom zapremine koja dovodi do stvaranja pukotina, moraju se poduzeti sljedeće procesne mjere:
(1) Treba kontrolirati brzinu zagrijavanja različitih temperaturnih raspona pečenja. Kada je temperatura manja od 600 stepeni, brzinu grejanja treba usporiti. Brzina zagrijavanja može se ubrzati na 600~1000 stepeni, a brzina zagrijavanja bi trebala biti spora na 1100~1300 stepeni. Kada je temperatura pečenja 1300 stepeni (1430 stepeni do 1450 stepeni), brzina zagrevanja bi trebalo da bude najsporija tokom procesa pečenja. Kada se pečena silika cigla ohladi ispod 600 stepeni, posebno na 300 stepeni, trebalo bi da bude sporo. Ovo može efikasno ublažiti promjenu volumena transformacije kristala, povećati sadržaj tridimita i kristobalita i izbjeći stvaranje pukotina.
(2) U fazi pečenja na visokim temperaturama treba koristiti redukcijsku atmosferu, koja pogoduje mineralizaciji niskovalentnog željeznog oksida i potiče stvaranje tridimita velikih razmjera. Inače, u oksidirajućoj atmosferi, posebno kada je mineralizator nedovoljan, većina -kvarca se pretvara u -kvarc. Ova konverzija se naziva "suha konverzija". Tokom suhe konverzije, zbog velikog neravnomjernog širenja volumena tijela opeke i nedostatka puferskog naprezanja tečne faze, struktura proizvoda će postati labava i napuknuta. Istovremeno, potrebno je izvršiti odgovarajuću izolaciju u različitim temperaturnim fazama pečenja silikatne opeke kako bi silikatna cigla imala razuman fazni sastav i ispunila zahtjeve upotrebe.
(3) Poboljšati sistem punjenja poluproizvoda kako bi se smanjila vjerovatnoća nastanka pukotina. Poprečne pukotine silikatnih vatrostalnih opeka, odnosno pukotine paralelne sa smerom pritiska proizvoda, obično nastaju usled neravnomernog zagrevanja različitih delova proizvoda tokom pečenja. Uglavnom se pojavljuju na površini koja prima vatru izvan naslaga opeke, posebno na površini gornjeg proizvoda. Mrežaste pukotine na površini silikatnih vatrostalnih opeka obično su uzrokovane previsokom temperaturom zagrijavanja i velikim oscilacijama proizvoda, uz mikroskopske neravnine samog blanka zbog neravnomjernog gnječenja ili promjene sirovina. Prilikom utovara, specijalne silicijumske vatrostalne opeke treba postaviti unutar vagona peći, a standardne obične cigle se postavljaju izvan vagona peći; izbočene dijelove opeke posebnog oblika ili dijelove sklone pucanju treba postaviti prema unutra; vrh vagona peći treba pokriti tankim ciglama kako bi se izbjegao direktan udar plamena itd., inače će dovesti do još pukotina.
