硅质耐火砖砖坯中SiO2和CaO相互作用生成偏硅酸钙，再与FeO作用而生成合铁的硅酸盐固溶体。SiO2浓度增大则析晶为鳞石英。冶却后固溶体成为玻璃，在玻璃中如合钠、钾等低熔点熔液，能形成大量鳞石英；合CaO和FeO量少(如高硅质硅砖)时，则只能形成方石英。
将耐火砖在烧成过程中的物理化学变化按温度顺序加以讨论：
在150℃以下耐火砖砖坯中排除水分。
约在450℃时，Ca(OH)2开始分解，Ca(OH)2→CaO+H2O
于500—550℃时，耐火砖砖坯中Ca(OH)2脱水完毕。硅石颗粒与石灰的结合破坏，强度大为下降。至573℃寸尤甚。
在550—650℃的范围内，β石英转变为α石英。
600—700℃间，CaO与SiO2的固相反应开始。砖坯强度有所增加。
2CaO+SiO2→β-2CaO·SiO2
2CaO·SiO2+SiO2→2(CaO·SiO2)
至1000—1040℃，
则α-CaO·SiO2+FeO·SiO2→[CaO·SiO2一FeO·SiO2]
砖坯颜色由玫瑰色变为淡黄，强度大增。硅砖在烧成过程中，所合CaO和Al2O3等杂质与SiO2生成8—10%的玻璃熔体，润湿石英颗粒表面，并填充于颗粒之间，使石英颗粒胶结。高温下石英颗粒将碎裂为活性小块而溶于玻璃熔体中，玻璃熔体还可以缓和石英转变所生成的应力。
在1200℃以上CaO·SiO2与FeO，Al2O3，Na2O等形成液相。
石英随温度上升而不断地有晶型转变，其转变已在前面叙述。
由于α石英→α方石英的体积变化很大，使硅砖砖坯内产生内应力。倘在不降低耐火度的前提下，在此温度范围内形成一定量的液相，缓冲应力，可以降低耐火砖烧成破损。
