DE4129092A1 - Feuerfestes formsteinelement fuer einen waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Formsteinelement zur Verwendung in einem Wärmetauscher oder -austauscher, der geeignet ist, in der Glasschmelzindustrie oder in der Eisen­ und Stahlindustrie eingesetzt zu werden. Die Erfindung betrifft insbesondere ein feuerfestes Formsteinelement zum Einsatz in Wärmetauschern, herstellt aus einem schmelzgeformten feuerfesten Material in Form eines Rohres, mit einer Wandstärke von 35-75 mm und einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei an der inneren, der äußeren und an den Eckwänden konkave Bereiche vorhanden sind.

Bei einem gebräuchlichen Glasschmelzofen sind in einem Wärme­ tauscher zahlreiche feuerfeste Formsteinelemente zusammen­ gesetzt. Heißes Abgas wird dazu verwendet, um die feuerfesten Formsteinelemente zu erhitzen, so daß sekundäre Verbrennungsluft durch die erhitzten Formsteinelemente vorgewärmt wird. So werden zum Beispiel die heißen Abgase, die aus einer Auslaß­ öffnung einer Schmelzkammer austreten, üblicherweise in einen oberen Endbereich eines Wärmetauschers eingeführt und strömen anschließend aus dessen unterem Endbereich wieder aus. Während­ dessen die heißen Abgase abwärts durch die durch die Formstein­ elemente umgrenzten Durchtritte strömen, werden die Formstein­ elemente erwärmt, so daß diese die Wärme speichern. Dabei steigt die Temperatur der Formsteinelemente nach und nach an. Anschließend wird durch Schließen eines Ventiles der Abgasstrom gesperrt und man führt anschließend in einen unteren Endbereich des Wärmetauschers sekundäre Luft mit Raumtemperatur ein. Während die sekundäre Luft nach oben durch die Durchtrittskanäle des Wärmetauschers strömt, wird diese durch die bei hoher Temperatur gehaltenen Formsteinelemente erwärmt. Ein derartiger Zyklus von entgegengesetztem Strömen wird durch Schalten eines Ventiles wiederholt, wodurch Abgas und Luft abwechslungsweise durch den Wärmetauscher strömt.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Wärmetausches derartiger Formsteinelemente wurden verschiedene Formgebungen vorgeschla­ gen, damit der Wärmeübergangswert zwischen einem feuerfesten Formsteinelement und den heißen Abgasen erhöht werden kann.

Ein aus der US-A-44 36 144 bekannter Zusammenbau an feuerfesten Formsteinelementen ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt, wobei dieser Zusammenbau eine Vielzahl an feuerfesten Formstein­ elementen enthält, die aus einem feuerfesten Material herge­ stellt sind. Dabei weist jedes feuerfeste Formsteinelement über seine gesamte Länge eine gleiche Dicke auf. Die feuerfesten Formsteinelemente sind in vertikaler Richtung derart aufeinan­ dergestapelt, daß eine Vielzahl an Durchströmkanälen gebildet werden, die sich in vertikaler Richtung erstrecken. Die vier Ecken jedes feuerfesten Formsteinelementes sind derart abge­ schnitten, daß ein achteckiger Querschnitt resultiert. Die Ecken von in einer Horizontalebene benachbart liegenden feuer­ festen Formsteinelementen berühren einander, die oberen Enden berühren die entsprechenden unteren Enden eines nächsten bzw. umgekehrt. Dadurch, daß die Dicke jedes Formsteinelementes im Vergleich zu gebräuchlichen pfostenartigen Formsteinelementen dünn ist, ist die spezifische Oberfläche oder die spezifische Oberfläche pro Volumeneinheit eines Regenerators relativ groß. Die dünnen Formsteinelemente haben demzufolge eine große Wärmetauschfläche für das heiße Abgas und die sekundäre zu erwärmende Luft, die längs der inneren und äußeren Wände der aufeinandergestapelten Formsteinelemente strömen.

Aus der US-A-49 74 666 und der US-A-48 74 034 sind feuerfeste Formsteinelemente für Wärmetauscher bekannt (siehe Fig. 5), bei denen jedes Formsteinelement eine weiter vergrößerte spezifische Oberfläche aufweist.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Zusammenbau an feuerfesten Form­ steinelementen sind zwei Arten an rohrförmigen Formsteinelemen­ ten 5, 6 vorhanden, von denen jedes eine Vielzahl an aneinan­ dergereihten konvexen und konkaven streifenförmigen Bereichen 5a, 5b aufweist, die sich parallel zueinander an den Innen­ und Außenwänden jedes Formsteinelementes erstrecken. Diese konvexen und konkaven streifenförmigen Bereiche 5a, 6a ver­ größern die spezifische Oberfläche des Formsteinelements und erzeugen turbulente Strömungen, wodurch der Wärmeübergangs­ oder -austauschwert bemerkenswert erhöht wird.

Jedes der Formsteinelemente weist vier Eckbereiche 7 auf, von denen jeder mit einem entsprechenden Eckbereich eines horizontal benachbarten Segments derart in Eingriff steht, daß konvexe streifenförmige Bereiche in Berührung mit konkaven streifen­ förmigen Bereichen stehen, wodurch eine große Anzahl an Form­ steinelementen in stabilem Zustand übereinandergestapelt werden können.

Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegen Alkalistaub wurden anstelle von gebrannten feuerfesten Materialien elektro­ geschmolzene gegossene feuerfeste Materialien als Materialien für feuerfeste Formsteinelemente vorgeschlagen, die Einsatz in Wärmetauschern finden sollen. Derartige elektrogeschmolzene gegossene feuerfeste Materialien werden durch Elektroschmelzen von geeigneten Ausgangsmaterialien und anschließendem Druck­ gießen hergestellt, wodurch diese eine hervorragende Wärmebe­ ständigkeit und eine dichte Struktur aufweisen. So haben elektrogeschmolzene gegossene feuerfeste Materialien besonders ausgezeichnete Widerstandsfähigkeiten gegen geschmolzenes Glas oder Alkali. Die Wärmeleitfähigkeit der elektrogeschmol­ zenen gegossenen feuerfesten Materialien ist besser als die der gebrannten feuerfesten Materialien. Beispiele für elektro­ geschmolzene gegossene feuerfeste Materialien sind Aluminium­ oxid-Siliciumdioxid-Zirkoniumdioxid-Materialien und Materialien aus Zirkoniumdixoid.

Die elektrogeschmolzenen feuerfesten Gußmaterialien können einfach dadurch in komplizierte räumliche Ausgestaltungen geformt werden, daß sie in eine Form gegossen werden. Diese Materialien sind jedoch im Vergleich mit gebrannten feuerfesten Materialien sehr teuer.

Zur Reduzierung der Herstellungskosten ist es nützlich, die gebräuchlichen gebrannten feuerfesten Materialien in den Niedertemperaturbereichen und die elektrogeschmolzenen feuer­ festen Materialien in den Hochtemperaturbereichen einzusetzen. Üblicherweise sind die Niedertemperaturbereiche eines Wärme­ tauschers an dessen unterer Stelle angeordnet. Wird beispiels­ weise ein pfostenartiges oder röhrenartiges Formsteinelement mit einer Dicke von 65 oder 75 mm an einer unteren Stelle als Wärmetauscherformsteinelement eingesetzt, so wird an einer oberen Stelle des Regenerators ein Hochtemperaturformsteinele­ ment eingesetzt, das dieselbe Dicke wie das Formsteinelement im Niedertemperaturbereich aufweist, so daß dadurch Strömungska­ näle umgrenzt werden, die dieselbe Größe wie die Strömungska­ näle der Formsteinelemente im Niedertemperaturbereich aufweisen. Wird beispielsweise ein rohrförmiges gebräuchliches gebranntes wärmebeständiges Formsteinelement mit einem rechteckigen Querschnitt und einer Dicke von 40 mm im Bereich der niederen Temperatur eingesetzt, so wird vorzugsweise in dem Hochtempe­ raturbereich ein elektrogegossenes hitzebeständiges Formstein­ element mit gleicher Dicke wie der des gebrannten Formstein­ elements eingesetzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein feuerfestes Form­ steinelement zum Einsatz in Wärmetauschern zu schaffen, bei dem die durch dieses umgrenzten Strömungskanäle einen verbesser­ ten Wärmeübergangswirkungsgrad zwischen den Gasströmen und den Formsteinelementen aufweisen, wobei geeignet ausgewählte Größen und Formen der Formsteinelemente zum Einsatz in Wärme­ tauschern herausgefunden werden sollen, die komplizierte innere und äußere Wandflächen aufweisen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein feuerfestes Form­ steinelement gelöst, bei dem das Gesamtvolumen das 0,4 bis 0,85-fache des Gesamtvolumens eines entsprechenden Formstein­ elements ohne konkave Bereiche und die Oberfläche pro Volumen­ einheit das 1,5-fache oder mehr der eines entsprechenden Formsteinelements ohne konkave Bereiche beträgt.

Die konkaven Bereiche des feuerfesten Formsteinelements können im Querschnitt kreisförmig oder winkelig ausgebildet sein. Die konkaven Bereiche können beispielsweise dadurch ausgebildet werden, daß in den ebenen Flächen der Wände eine Vielzahl an Nuten eingeformt werden. Die Nuten sind im Vertikalschnitt vorzugsweise trapezförmig. Es ist ferner bevorzugt, daß die konkaven Bereiche in der Form eines Faltenbalges geformt sind.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, falls der Vertikal­ schnitt der Innenwand gleichförmig wie der der Außenwand ist und dabei das Formsteinelement im wesentlichen die gleiche Dicke aufweist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Einige ausgewählte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen ausschnittsweisen vertikalen Schnitt eines Abschnittes eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen feuerfesten Formsteinele­ ments zum Einsatz in Wärmetauschern;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Vertikalschnitt eines Abschnittes eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles;

Fig. 3A eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen feuerfesten Formstein­ elements;

Fig. 3B einen Vertikalschnitt des in Fig. 3A dargestellten Formsteinelementes;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Zusammenbaus von Formsteinelementen zum Einsatz in Wärmetauschern nach dem Stand der Technik; und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Zusam­ menbaus von Formsteinelementen zum Einsatz in Wärmetauschern entsprechend dem Stand der Technik.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten, im Querschnitt recht­ eckigen feuerfesten Formsteinelemente, die die Form eines Tubus oder Rohrabschnittes aufweisen, und die zum Einsatz in Wärmetauschern vorgesehen sind, weisen eine Außenseite bzw. Außenwand 10, 10′ und eine Innenseite bzw. Innenwand 11, 11′ auf. In den äußeren 10, 10′ bzw. inneren 11, 11′ Wänden sind eine Vielzahl an Nuten 12, 12′ bzw. 13, 13′ eingeformt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt der Nuten 12′, 13′ kreisförmig, insbesondere halbkreisförmig.

Der Querschnitt der Nuten 12, 13 im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist winkelig, nämlich trapezförmig.

Die Nuten 12, 13 bzw. 12′, 13′ stellen konkave Bereiche in den an sich ebenen Außenflächen der äußeren Wände 10, 10′ bzw. inneren Wände 11, 11′ dar. Die verbleibenden ebenen Bereiche der äußeren 10, 10′ bzw. inneren Wände 11, 11′ können demzufolge als konvexe Bereiche angesehen werden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Form der konvexen und konkaven Bereichen derart ausgestaltet, daß der Wirkungsgrad des Wärmetausches unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen Dicke der Wände und der Größe der Nuten erhöht wird. Dazu weisen die Formsteinelemente vorzugsweise eine rechteckige oder quadratische Querschnittsform auf, sind tubus- oder rohrabschnittförmig und weisen eine Vielzahl an konkaven Bereichen auf, in dem in die Außenwände 10, 10′ bzw. Innenwände 11, 11′ sowie den abgeschnittenen Kantenwänden (siehe insbesondere Fig. 3A) eine Vielzahl an umlaufenden Nuten 12, 12′ bzw. 13, 13′ eingeformt sind. Die feuerfesten Formsteinelemente sind dabei aus einem schmelzge­ formten feuerfesten Material hergestellt. Untersuchungen haben ergeben, daß beste Wirkungsgrade des Wärmeaustausches vor­ zugsweise dadurch erreicht werden können, daß die Wandstärke L im Bereich von 35 mm bis 75 mm liegt. Das Gesamtvolumen eines Formsteinelements beträgt das 0,4 bis 0,85-fache eines entsprechenden Formsteinelements ohne die konkaven Bereiche. Dabei ist ebenfalls bevorzugt, daß die Oberfläche pro Volumen­ einheit eines erfindungsgemäßen Formsteinelements mit den konkaven Bereichen das 1,5-fache oder mehr der Oberfläche eines Formsteinelements ohne diese konkaven Bereiche beträgt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend eingehend erläutert.

In Fig. 3A und 3B bezeichnet D die Größe des inneren Strömungs­ durchtrittes. L bezeichnet die Wandstärke. K bezeichnet die Breite einer Nut 12, die in der Außenwand 10 eingeformt ist. J bezeichnet die Tiefe der Nuten 12 (bzw. 12′, siehe Fig. 1). M bezeichnet die Breite der an der Innenwand 11 eingeformten Nuten 13. H bezeichnet die Tiefe dieser Nuten 13 (bzw. 13′, siehe Fig. 1). K und M haben üblicherweise den selben Wert. Außerdem haben J und H den selben Wert. N bezeichnet die Höhe eines Formsteinelementes.

Der Querschnitt der in Fig. 2 und 3 dargestellten Nuten 12 ist trapezförmig, wobei die Basis die Länge K und der dazu parallele obere Schenkel die Länge P aufweist. Die Höhe ist J. Die Teilung der Nuten 12 ist K + P. Die Querschnittsform der Nuten 13 ist ebenfalls trapezförmig, wobei die Länge der Basis M ist und die Länge des dazu parallelen oberen Schenkels Q ist. Die Höhe bzw. Eindringtiefe ist H. Die Teilung der Nuten 13 ist M + Q.

Aus den Figuren ist ferner zu entnehmen, daß in vertikaler Richtung gesehen, also beispielsweise in Fig. 2 und 3B von unten nach oben, die Nuten 12 bzw. 12′ an der Außenwand 10 gegenüber den Nuten 13, 13′ an der Innenwand 11 in Vertikal­ richtung soweit versetzt sind, daß der tiefste Einschnittbereich einer Nut 12, 12′ an der Außenwand 10 einem ebenen, also nicht mit einer Nut 13, 13′ versehenen Bereich der Innenwand 11 gegenüberliegt. Dadurch kann eine etwa durchgehende gleich­ bleibende Mindestwandstärke erreicht werden.

Ein zahlenmäßiges Ausführungsbeispiel für die zuvor erwähnten Bezeichnungen ist wie folgt:

D = 140 mm, K = 45 mm, M = 45 mm, J = 20 mm, H = 20 mm,
N = 180 mm, L = 65 mm, P = 5 mm, Q = 5 mm.

Bei diesem Formsteinelement ist die Oberfläche gegenüber einem entsprechenden Formsteinelement ohne die Nuten um das 1,36-fache erhöht. Andererseits wird durch Einformen der Nuten das Gesamtvolumen des Formsteinelements auf das 0,68-fache gegenüber dem Volumen eines Formsteinelements ohne diese Nuten verringert. Als Ergebnis ist die Oberfläche pro Volumeneinheit des Formsteinelements mit den Nuten das 2,0-fache eines Form­ steinelements ohne die Nuten.

Beträgt das verbleibende Volumen weniger als das 0,4-fache des Volumens des ursprünglichen Formsteinelements, so nimmt die Kapazität der Wärmeregeneration ab. Außerdem nimmt die Korro­ sionsbeständigkeit gegen Alkalistäube ab.

Beträgt das verbleibende Volumen mehr als das 0,85-fache des Volumens des ursprünglichen Formsteinelements ohne die Nuten, so wird das Gesamtvolumen der zwischen den Nuten gelegenen Bereiche zu groß. Diese zwischenliegenden Bereiche des Form­ steinelementes tragen nicht zum Wirkungsgrad des Wärmetausches bei, zumindest im Vergleich mit den anderen Abschnitten, die die konkaven Bereiche aufweisen. Weisen demzufolge die zwischen­ liegenden Bereiche ein großes Volumen auf, so ist der Wirkungs­ grad des Wärmetausches nicht erhöht.

Ein weiteres zahlenmäßig detailliertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formsteinelements ist wie folgt:

D = 140 mm, K = 31 mm, M = 31 mm, J = 13 mm, H = 13 mm,
N = 239 mm, L = 40 mm, P = 5 mm, Q = 5 mm.

Dieses Formsteinelement weist eine vergrößerte Oberfläche auf, die das 1,3-fache der Oberfläche eines entsprechenden Formsteinelements ohne Nuten beträgt. Durch das Vorsehen der Nuten nimmt das Volumen dieses Formsteinelements auf das 0,68-fache des Volumens eines entsprechenden Formsteinelements ohne Nuten ab. Die Oberfläche pro Volumeneinheit dieses Form­ steinelements ist das 1,9-fache eines entsprechenden Formstein­ elements ohne Nuten.

Die Form der konkaven Bereiche ist nicht auf die in den darge­ stellten Ausführungsbeispielen beschränkt, bei denen falten­ balgartige parallele konvexe und konkave Bereiche in den vertikalen Wänden ausgeformt sind. Es ist möglich, daß die konkaven Bereiche in der Außenwand eine andere Form aufweisen als die konkaven Bereiche an der Innenwand.

Weist das Formsteinelement die Form eines Faltenbalges auf, d. h. daß der Vertikalschnitt der Innenwand gleichförmig ist wie der der Außenwand, mit der entsprechenden zuvor erwähnten vertikalen Versetzung, so weist das Formsteinelement, wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen, über seine gesamte Länge eine gleiche Wandstärke der resultierenden Wand auf. Daraus resultiert eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit. Dies ist insbesondere deswegen wichtig, da elektroschmelzgeformte feuerfeste Materialien im Vergleich zu gebrannten feuerfesten Materialien eine relativ geringe Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks aufweisen.

Die Spitze jedes konvexen Bereiches und der Bodenbereich jedes konkaven Bereichs kann in jeglicher gewünschter Form ausgestal­ tet sein. So kann beispielsweise die Spitze und der Bodenbereich im Querschnitt kreisförmig oder eben sein.

Durch das Vorsehen der Nuten an den inneren und äußeren Wänden wird die Gesamtoberfläche erhöht. Demzufolge erhöht sich die Wärmeaustausch- bzw. Übergangsfläche für den Gasstrom. Zusätz­ lich wird durch die Nuten der Gasstrom turbulent, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmeaustausch zwischen Formsteinelement und Gasstrom erhöht werden kann. Ein elektrogeschmolzenes bzw. schmelzgeformtes feuerfestes Formsteinelement entsprechend der vorliegenden Erfindung kann zusammen mit Formsteinelementen nach dem Stand der Technik eingesetzt werden. Ist beispielsweise ein Wärmetauscher nach dem Stand der Technik mit einer Vielzahl an im Querschnitt rechteckförmigen Formsteinelementen, die eine Wandstärke von 65 mm aufweisen, bestückt, wobei im oberen Bereich des Regenerators einige dieser Formsteinelemente zerbrochen sind, so können lediglich diese zerbrochenen Elemente im oberen Bereich des Wärmetauschers entfernt werden und durch neue Formsteinelemente entsprechend der vorliegenden Erfindung ersetzt werden. In einem solchen Fall können die Formstein­ elemente entsprechend der vorliegenden Erfindung einfach auf die in dem Wärmetauscher gestapelten Formsteinelemente nach dem Stand der Technik anschließend aufgestapelt werden. Die erfindungsgemäßen Formsteinelemente können so ausgebildet werden, daß sie dieselbe Wandstärke und dieselbe Größe für den Gasdurchtritt aufweisen, wie die Formsteinelemente des Standes der Technik.

Es ist auch möglich, Formsteinelemente entsprechend der vor­ liegenden Erfindung mit Formsteinelementen nach dem Stand der Technik, die unterschiedliche Formen aufweisen, zu kombi­ nieren. So können beispielsweise selbst dann, falls kaminförmige oder kreuzförmige Formsteinelemente in einem Wärmetauscher aufgestapelt sind und eine Dicke von 40 mm aufweisen, Formstein­ elemente entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einer Wandstärke von 40 mm ebenfalls eingesetzt werden.

Der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Endbereich eines Wärmetauschers ist normalerweise sehr groß. Es ist daher für eine ökonomische Arbeitsweise bevorzugt, jeweils in den entsprechenden Bereichen des Wärmetauschers die geeignetsten Materialien einzusetzen. Es werden daher vorzugsweise kostengünstige gebrannte feuerfeste Formsteinele­ mente in dem Niedertemperaturbereich des Wärmetauschers ein­ gesetzt, wohingehend teure schmelzgeformte Formsteinelemente in dem Hochtemperaturabschnitt eingesetzt werden.

Vorzugsweise sind konventionelle gebrannte Formsteinelemente sechseckige postenförmige Standardformsteinelemente, die gebräuchlicherweise eine Dicke von 65 mm aufweisen. Ist die Form der gebrannten feuerfesten Formsteinelemente kompliziert, so werden deren Herstellungskosten sehr hoch. Daher müssen die Standardformsteinelemente eine einfache Form aufweisen, damit diese kostengünstig sind.

Selbst dann, falls solche Standardformsteinelemente in dem unteren Abschnitt eines Wärmetauschers eingesetzt werden, in dem die Betriebstemperaturen relativ niedrig sind, können die Formsteinelemente entsprechend der vorliegenden Erfindung mit solchen kostengünstigen gebrannten feuerfesten Formsteinelemen­ ten kombiniert werden. In einem solchen Fall können die Strö­ mungsdurchlässe sowohl durch Formsteinelemente nach dem Stand der Technik als auch durch Formsteinelemente entsprechend der vorliegenden Erfindung kombiniert aufgebaut werden, wobei das Gas leicht durchströmen kann. Der Wirkungsgrad der Wärmeüber­ tragung ist groß und der Wirkungsgrad der Regeneration des Wärmetausches kann aufgrund der großen spezifischen Oberfläche bemerkenswert erhöht werden.

Die Art und Weise wie die Formsteinelemente entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgestapelt werden können, ist bei­ spielsweise in der US-A-3 56 114 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Claims (8)

1. Feuerfestes Formsteinelement zum Einsatz in Wärme­ tauschern, herstellt aus einem schmelzgeformten feuer­ festen Material in Form eines Rohres, mit einer Wand­ stärke von 35-75 mm und einem im wesentlichen recht­ eckigen Querschnitt, wobei an der inneren (11, 11′), der äußeren (10, 10′) und an den Eckwänden konkave Bereiche (12, 12′; 13, 13′) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen eines Formstein­ elements das 0,4 bis 0,85-fache des Gesamtvolumens eines entsprechenden Formsteinelements ohne konkave Bereiche, und daß die Oberfläche pro Volumeneinheit das 1,5-fache oder mehr der Oberfläche eines entsprechen­ den Formsteinelements ohne konkave Bereiche beträgt.

2. Feuerfestes Formsteinelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Bereiche (12′, 13′) im Querschnitt kreisförmig sind.

3. Feuerfestes Formsteinelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Bereiche (12, 13) im Querschnitt winklig ausgebildet sind.

4. Feuerfestes Formsteinelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Bereiche durch Einformen einer Vielzahl an Nuten (12, 12′; 13, 13′) in den jeweils ebenen Flächen der Wände gebildet sind.

5. Feuerfestes Formsteinelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Bereiche (12, 13) im Querschnitt trapezförmig sind.

6. Feuerfestes Formsteinelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formsteinelement die Form eines Faltenbalges aufweist.

7. Feuerfestes Formsteinelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Formsteinelements quadratisch ist.

8. Feuerfestes Formsteinelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Ausgestaltung der Innenwand (11) im Längsschnitt gleich wie die der Außenwand (10) ist, und daß das Formstein­ element im wesentlichen durchgehend die selbe Wandstärke aufweist.