Шпинельными называются огнеупоры, в которых основной составной частью являются шпинели. Шпинели — группа соединений, состав которых можно выразить общей формулой R+2R+304. Шпинели кристаллизуются, как правило, в кубической системе и рассматриваются как химически сложные соединения, в которых R+2 может быть в виде Mg, Fe, Zn, Mn, реже Со и Ni, a R+3-4Fe, Al, Cr, Mn. Типичными представителями шпинелей являются магнезиальная шпинель Mg Al2O4, магнезиоферрит Mg Fe2O4, магнезиохромит Mg Cr2O4, магнетит Fe Fe2O4(Fe3O4), ганит Zn Al2O4, феррохромит Fe Cr2O4K др.
Из шпинельных огнеупоров наибольшее распространение получили хромошпинельные —хромомагнезитовые и магнезитохромитовые огнеупоры — получаемые из хромита и спеченного магнезита, основой которых служат перик — лаз и хромшпинелиды при сопутствующих минералах: форстерите, монтичеллите, магнезиоферрите и магнетите. Название хромит относится как к минералу состава (Fe, Mg) (Cr, А1)204, так и к породе, содержащей большое количество (около 80%) этого минерала.
Химический состав природных хромшпинелей неоднороден. По процентному содержанию Cr2Ch их разделяют на четыре группы: хромшпинели с содержанием Cr2O до 40; 40 — 45; 45 — 50; более 5(>%.
Хромитовые руды — черного цвета с металлическим блеском. Твердость по минералогической шкале 5,5 — 7,5; объемная масса 4 — 4,8 г/см3.
В месторождения хромитов найдены в различных местах. Наиболее значительные из них кемпирсайские (Казахстан) и сарановские (Урал) хромиты. Кемпирсайские хромиты содержат 48—52% Cr2O3 и 0—12% Al2O3, а сарановские 33—38% Cr2O3 и 15—20% Al2O3.
Чистый хромит при нагревании не претерпевает никаких существенных изменений и сохраняет почти постоянный объем вплоть до 1700°С. При более высоких температурах он дает небольшую усадку. Температура плавления Cr2O3 — 2180°С.
Для производства огнеупоров пригодны хромитовые руды с содержанием не менее 33% Cr2O3. Для изготовления хромомагнезитовых огнеупоров в состав шихты вводят 30 — 80% спекшегося магнезита. В качестве клеящей добавки в шихту вводят 1,2—1,5% сульфитно-спиртовой барды, так как спекшийся магнезит не обладает пластическими свойствами.
Формуют хромомагнезитовые изделия методом прессования преимущественно на мощных гидравлических прессах с удельным давлением прессования не менее 800 кг/ом2 (8 к Н/см2). Влажность формовочной массы должна быть в пределах 2,5 — 3,5%· Объемная масса отформованного сырца 3,15 г/см3.
Хромомагнезитовый сырец сушат в туннельных противоточных сушилках около 30 ч. Остаточная влажность сырца не должна превышать 0,3%.
Обжигают хромомагнезитовые изделия при температуре 1600— 1700°С.