Endüstriyel fırınlarda koruyucu atmosferler, ısıl işleme tabii tutulan malzeme ve üzerinde yapılacak ısıl işleme bağlı olarak bu malzemelerde reaksiyon oluşmamasına (oksidasyon, karbürizasyon vb.) veya reaksiyonun gerçekleşmesine (nitrasyon, karbürizasyon vb.) olanak sağlayacak şekilde farklı kimyasal bileşimlere sahiptirler. Bu kapsamda koruyucu atmosferler reaksiyona girmeyen inert gaz veya gaz karışımlarından oluşabileceği gibi, karbon
potansiyeli yüksek gazlardan da oluşabilmektedir. Tablo 1’de ısıl işlem sanayiinde koruyucu atmosfer olarak kullanılan gazların farklı metaller üzerindeki etkileri verilmektedir (Not:Çeliğin sahip olduğu karbon yüzdesine göre atmosfer gazının çelik üzerindeki etkisi değişmektedir. Bu durum şekli 1’de görülebilir.). Tabloda; O: Oksitleyici, K: Karbürleyici, DK: Karbonsuzlaştırıcı, R: Redükleyici ve -: Hiçbir etkisinin olmadığı anlamına gelmektedir. Endogaz atmosferlerin kullanım alanları ise aşağıda maddelenmiştir:
1) Karbürleme veya karbonsuzlaşma yapmaksızın karbon yüzdeleri değişik çeliklerin parlak sertleştirilmesi,
2) Tufal, karbürleme ve karbonsuzlaşma yapmaksızın karbon yüzdeli çeliklerin tavlanmaları ve normalleştirilmeleri,
3) Karbonsuzlaşma yapmaksızın değişik karbonlu çeliklerin parlak bakır kaynağı veya gümüş kaynağı,
4) Karbonsuzlaşmış dövme veya çubuk çeliklerin karbon dengelemeleri,
5) Karbonsuzlaşmaları en kuvvetle muhtemel olan orta ve yüksek karbonlu ve redükleyici atmosfer gerektiren metalürji çeliklerinin sinterlenmesi,
6) Gaz karbürleme ve karbonitrürleme işlemlerinde taşıyıcı gaz. Endogaz atmosferleri, zengin havayakıt karışımlarının dışarıdan ısıtılan paslanmaz çelik bir reaktör içerisinde nikel esaslı katalizörler vasıtası ile yüksek sıcaklık altında reaksiyona girmelerinden elde edilmektedirler. Bu tip atmosferler, kullanım alanına göre reaktör içerisinde tam veya kısmi reaksiyonundan sonra is bırakma ve karbondioksit oluşumunu önlemek maksadı ile hızlı soğutma suretiyle üretilirler. Endogaz atmosferleri, fırın içerisinde ısıl işleme tabii tutulan çeliklerin çoğunu oksitlenme ve karbonsuzlaşmaya karşı korumaya uygun, üretimleri kolay ve kimyasal bileşim olarak sabit tutulabilen kararlı bir yapıdadır. Ancak, kromla reaksiyona girme isteği yüksek olduğundan, hava ile karıştığında patlama tehlikesi bulunduğundan (bileşiminde yüksek oranda CO ve H2 ihtiva ettiğinden) düşük sıcaklıklarda karbon bırakma gibi dezavantajları bulunmaktadır. Endogaz atmosferlerinin üretiminde yakıt-hava karışımı karbondioksit ve su buharı meydana getirmeksizin sadece karbonmonoksit ve hidrojen verecek miktarlarda ölçülerek reaksiyona verilirler.
Aşağıda verilen bileşimler doğrultusunda propandan elde edilecek endogazın sahip olduğu karbon monoksit oranının doğalgaza göre yüksek, fakat hidrojen oranının daha düşük olduğu görülmektedir. Bu duruma bağlı olarak propandan elde edilen endogazın çiğ noktası sıcaklığı (-15…10°C) doğalgaza göre (-5…10°C) daha düşük edilmektedir. Endogaz jeneratörünün ürettiği gaz bileşimi jeneratör çıkışından alınan numune gaz akımı ve üç gaz analiz cihazı vasıtası ile saptanabilmekte, bu sayede atmosferin istenen kalite olup olmadığı tayin edilebilmektedir. Tablo 2’de verilmiş olan üç gaz analiz cihazında saptanması gereken değerlerin yanı sıra karbon potansiyelini ifade eden %C değerinin 0,3-0,4 arasında olması istenmektedir. Üç gaz analiz cihazı ile yapılacak ölçümlerin en az bir saat boyunca devam ettirilmesi ve üretilen endogaz atmosferinin kararlılığından emin olunması önerilmektedir. Fırına verilen endogaz atmosferinin kalitesi ise çiğ noktası sensörü, farklı gazların bileşimini tayin etmede kullanılan infrared sensörler ve oksijen probları ile sürekli kontrol altında tutulabilmekte ve izlenebilmektedir.
