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粘土耐火砖的烧结过程主要是高岭石不断脱水分解生成莫来石晶体的过程,在烧结过程中，粘土耐火砖中的SiO2和Al2O3与杂质形成低熔点的共晶硅酸盐，包围着莫来石晶体。
粘土耐火砖是一种弱酸性耐火制品，能抵抗酸性炉渣和酸性气体的侵蚀，但对碱性物质的抵抗能力稍差。粘土耐火砖热性能好，耐急冷急热。
粘土耐火砖的耐火性与硅砖相当，高达1690~1730℃,但负荷软化温度比硅砖低200度，因为粘土耐火砖中不仅含有耐火度高的莫来石晶体，还含有近一半的低熔点非晶玻璃相。
由于粘土耐火砖在负荷下软化温度低，高温收缩，导热系数比硅砖小百分之15~20，机械强度也比硅砖差。因此，粘土耐火砖只能用于焦炉的次要部位，如蓄热室墙密封、小烟道内衬砖和蓄热室格子砖、炉门内衬砖、炉顶内衬砖和冒口内衬砖。