Процесс обжига и охлаждения шамотных изделий можно разделить на следующие основные периоды: а) период удаления оставшейся после сушки воды затворения и гигроскопической влаги; б) период разложения глинистого вещества и удаления химически связанной воды; в) период спекания черепка и получения устойчивых кристаллических форм; г) период охлаждения изделий. Установить строго температурные границы начала и конца всех периодов нельзя, определить же преимущественные процессы при тех или иных температурах вполне возможно.
Первый период — удаление остаточной воды затворения и гигроскопической влаги — заканчивается при 150-200° С. Повышение температуры в этот период должно производиться медленно, особенно при влажности сырца, превышающей 6-7%. Быстрое повышение температуры в этот период может вызвать образование трещин.
Выделяющаяся из сырца влага должна быть быстро удалена из печи, так как в противном случае она может конденсироваться на холодном сырце последующих рядов садки, в результате чего произойдет так называемое «запаривание» сырца. Практически в этот период температуру повышают медленно, например, в периодических печах по 6-10° в час при полностью поднятом шибере.
В печах других типов также принимают меры к тому, чтобы повышение температуры не выходило за пределы указанных скоростей. Во втором периоде начинается протекание реакций окисления соединений железа, разложения органических примесей, углекислых и сернистых соединений, а также разложения глинистого вещества.
Заметного развития эти реакции достигают при температурах выше 450°. Большинство этих реакций идет с поглощением большого количества тепла, поэтому, несмотря на форсирование режима, скорость нагрева в интервале температур от 200 до 600° обычно не превышает 30-40° в час, а свыше 600° — доходит до 50-70° в час. При потере гидротной воды, что заканчивается при температуре 550-600°, глинистое вещество теряет пластичность, пористость черепка повышается.
При дальнейшем повышении температуры, что соответствует третьему периоду, в черепке начинает образовываться жидкий расплав и протекают реакции с выделением тепла. Пористость черепка, достигавшая при температуре 900° максимального значения, при этом начинает снижаться вследствие образования жидкого расплава, перекристаллизации в нем глинистого вещества и стягивания частиц материала силами поверхностного натяжения расплава.
Материал, как говорят, начинает спекаться, пористость черепка уменьшается. Внешним признаком этого процесса является уменьшение размеров изделий, так называемая огневая усадка, которая обычно находится в пределах 2-5%. Максимальная температура обжига шамотных изделий, изготовленных из пластических масс, обычно составляет 1250-1350°.
При температурах выше 1350° в результате образования жидкой фазы черепок этих изделий начинает размягчаться, способность изделий противостоять внешнему давлению снижается и изделия, находящиеся в нижних рядах садки и испытывающие значительное давление вышележащих рядов, могут деформироваться.
Изделия, изготовленные из тощих многошамотных масс, обжигают при более высоких температурах — 1400-1420°. При конечной температуре обжига делают выдержку 4-8 час. в зависимости от размеров обжигаемых изделий и конструкции печи.
В четвертом периоде при охлаждении изделий жидкий расплав, образующийся в черепке во время обжига при высоких температурах, затвердевает и изделия приобретают высокую механическую прочность.
При быстром охлаждении на поверхности изделий возможно образование мелких посечек.
В результате обжига при высоких температурах черепок шамотных изделий становится прочным и менее пористым. Механическая прочность при прочих равных условиях тем больше, чем выше температура обжига.
Пористость, соответственно, тем меньше, чем выше температура обжига, но до пережога, при котором начинается разрыхление черепка.