NO154235B - Fremgangsmùte ved behandling av jernsvamp-partikler. - Google Patents

Fremgangsmùte ved behandling av jernsvamp-partikler. Download PDF

Info

Publication number
NO154235B
NO154235B NO811965A NO811965A NO154235B NO 154235 B NO154235 B NO 154235B NO 811965 A NO811965 A NO 811965A NO 811965 A NO811965 A NO 811965A NO 154235 B NO154235 B NO 154235B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
weight
coating
particles
iron
cao
Prior art date
Application number
NO811965A
Other languages
English (en)
Other versions
NO154235C (no
NO811965L (no
Inventor
Horst Sulzbacher
Kurt Stift
Guenther Saiger
Original Assignee
Voest Alpine Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Ag filed Critical Voest Alpine Ag
Publication of NO811965L publication Critical patent/NO811965L/no
Publication of NO154235B publication Critical patent/NO154235B/no
Publication of NO154235C publication Critical patent/NO154235C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved behandling av jernsvamp-partikler, til beskyttelse mot reoksydasjon og/eller korrosjon samt til forbedring av innsmeltingsadferden til disse partikler, ved hvilken et overtrekk av CaO samt jern eller jernoksyder som festeformidlere på-føres jernsvamp-partiklene, og deretter vann sprøytes på overtrekket.
Fra norsk patent nr. 148.961 er det kjent en fremgangsmåte
ved behandling av jernsvamp for beskyttelse mot reoksydasjon. Jernsvampen som anvendes ved denne fremgangsmåte fremstilles normalt gjennom direkte reduksjon av jernmalm ved hjelp av en reduksjonsgass i dreierørsovn eller i en sjaktovn. Re-duksjonsgassen består hovedsakelig av hydrogen og karbon-monoksyd og reduserer jernoksydet til metallisk jern. Den kjente fremgangsmåte for økning av oksydasjonsbestandig-
heten ved transport og lagring av slike partikler består hovedsakelig i at partiklene etter jernsvampfremstillingen rulles i en blanding av brent kalkstøv og tilsetninger som forbedrer festeevnen, så som jern og jernoksyder, spesielt Fe2C>2 og Fe^O^. Deretter fuktes jernsvamppartiklene med
vann og valses i brent kalk. Gjennom etterfølgende partiell lesking av den brente kalk i forbindelse med jérnstøvet,
oppnås en svelling av overflateavdekningen til jernsvamppartiklene, hvorunder samtidig dannelsen av et beskyttende magnetittsjikt på overflaten av jernsvampen muliggjøres gjennom det ennå tilstedeværende oksygen. Jernsvamppartik-
lene som er passivisert etter denne fremgangsmåte har en utmerket bestandighet mot reoksydasjon.
Oppfinnelsen tilsikter nå å videreføre den innledningsvis nevnte fremgangsmåte, slik at man ved siden av en beskyttelse mot reoksydasjon også får en ytterligere forbedring av innsmeltingsadferden til partiklene. For løsning av denne opp-gave består oppfinnelsen i det vesentlige i at man påfører det i det vesentlige av hydratiserte CaO bestående overtrekk i et ytterligere fremgangsmåtetrinn, et andre overtrekk av en blanding av støvformig CaO med en karbonbærer, særlig karbonstøv så som brunkull, steinkull- eller anthrasittkull-støv, hydrokarboner e.l., og eventuelt jernoksyder samt eventuelt legeringselementer, og at det andre overtrekket fuktes med en mindre vannmengde enn for den fullstendig hydratisering som ville være nødvendig for CaO som foreligger i det andre overtrekket. Ved at man påfører det første overtrekksjiktet et andre overtrekksjikt av en blanding av støvformig CaO med en karbonbærer, erholdes et produkt, gjennom hvilket ikke bare ytterligere energikilder innføres i smelteprosessen, men fremfor alt store fordeler med hensyn til oppkarbonisering av badet oppnås. Ved samtidig innsmelting av jernsvamp og skrapjern, reduserer jernsvampen det store tomromsvolumet til slagget og øker dermed dets romvekt og innsmeltingsresul-tatet. De overtrukne jernsvamppartikler kan herunder ikke reoksyderes, da de på grunn av karboninnholdet omgis av et reduserende skall. Ved innsmelting oppstår først karbonok-
syd, som i ovnsrommet forbrennes med oksygen til C02, hvorigjennom man får en raskere oppvarming av skrapjernet og også
av ovnsbeholderen, og dermed en forbedring av innsmeltings-resultatet.
Ved vanlig oppkarbonisering av en smelte påføres det blanke badet karbonet hhv. chargeres sammen med skrapjernet. Ved slike fremgangsmåter kan det komme til en avbrenning av karbonet som kan være opp til 50%. Den likeledes kjente tilsetning av fast karbon på slaggoverflaten bevirker at slagget avstives og at en kontakt med metallbadet og dermed heller ikke en oppkarbonisering kommer i stand på grunn av karbonets lave spesifikke vekt. Innføres imidlertid karbonet som integrert bestanddel av jernsvamppartiklene, synker det sammen med disse partikler ved egnete slagg- og ferskningsbeting-elser gjennom slaggsjiktet og kommer inn i metallbadet. Karbondelen som foreligger i sjiktet kommer dermed i stor
grad inn i badet og gjennom tilsetningen av jernsvamppartikler som inneholder karbon kan det ønskede innsmeltings-hhv. sluttkarboninnhold oppnås. Ved at partikler med en karbonbærer anvendes i det ytterste sjiktet, kan en reduksjon av FeO-innholdet i slagget oppnås, da jernsvampen som synker gjennom slagget i retning mot badet på grunn av sitt karbon-
innhold reduserer jernoksydet i slagget. På denne måten kan resultatet forbedres. Da karboninnholdet er en ytterligere energikilde, lar den faste anvendelse seg øke, spesielt anvendelse på jernsvamppartiMér, ved en oksygenoppblåsningsprosess med overtrekket ifølge oppfinnelsen og skrapjern. Da man allerede gjennom det første overtrekk kan oppnå en god beskyttelse mot reoksydasjon, er det uten videre mulig å
blande det andre overtrekket med ønskede legeringsbestanddeler, hvorunder fremfor alt anvendelsen finkornede legeringsmetaller eller av oksyder og karbider av disse legeringsmetaller kommer på tale. Den etterfølgende delvis hydratisering av overtrekket fører til en bestandig innbygging av disse legeringsbestanddeler og gjør det mulig å regulere det ønskede innhold av legeringsbestanddeler med stor nøyaktighet. Fortrinnsvis fuktes for dette formål overtrekket etter på-føring av det andre overtrekket med vann i en mindre mengde enn det som ville være nødvendig for fullstendig hydratisering av CaO som foreligger i det andre overtrekket.
Ifølge en foretrukket videreføring av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse hydratiseres CaO i det første sjiktet nær på fullstendig, fortrinnsvis 80 til 100%, hvorigjennom feste og binding av det andre sjiktet forbedres.
Dette første sjiktet tjener både som reoksydasjonsbeskyttelse og som grunnsjikt for bedring av agglomereringsforholdene ved dannelse av det andre sjiktet. Ved at karbonbæreren først påføres med det andre sjiktet, unngås direkte kontakt av karbonbæreren med det metalliske produktet og dermed enhver negativ påvirkning av reoksydasjonsbestandigheten.
Ved jernsvampsmelte i lysbueovn unnlates i de fleste tilfeller en raffineringsperiode, da svovelinnholdet til stålet er meget lavt. Det er derfor gunstig å gjennomføre en forleger-ing av stålet under kokeprosessen, hvorpå ferdiglegeringen skjer i støpeøsen. Som råstoffer for forlegeringen anvendes finkornige legeringsmetaller som oppstår som biprodukter eller oksyder av legeringselementene, spesielt Mn,Si,Mo,V og Cr, hvilke'.reduseres direkte gjennom den tilblandede karbonbærer i elektrolys^ buen. Gjennom den homogene fordeling av legeringsmateriale i jernsvampmateriale fremmes en jevn stålsammensetning.
Fortrinnsvis utføres fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen så-ledes at karbonbæreren innføres i det andre overtrekket i en mengde som gir et karboninnhold på 1 - 20 vektprosent, spesielt 3-5 vektprosent, beregnet på vekten av jernsvamp-partiklene. Ved slike innhold av karbonbærere oppnådde man de gunstigste resultater ved innsmelting. Ved siden av brunkull, steinkull eller antrazitkullstøv kan man fremfor alt anvende jordolje hhv. jordoljeprodukter, spesielt hydrokarboner, som karbonbærere. Særlig foretrukket innenfor rammen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er herunder karbonstøv, da de minste miljøbelastningsproblemer opptrer ved karbonstøv og den laveste fare for innføring av uønskede elementer består. Som regel er et maksimalt innhold på 10 vektprosent karbon tilstrekkelig. Høyere karboninnhold forbedrer ikke lenger påsmeltingsresultatet.
Fortrinnsvis tilsettes også blandingen for det andre overtrekket åv jernoksydstøv, spesielt Fe^ O^ og Fe^ O^ i mengder på 1-20 vektprosent, fortrinnsvis opp til 10 vektprosent av blandingen, hvorigjennom festeevnen til det andre overtrekket på det første overtrekket forbedres. Herved kan på enkel måte partiklene som bærer det første overtrekket innføres i en fuktet blanding av CaO, jernoksyder og/ellér legeringsbestanddeler, samt karbonbæreren. For å holde faren for en reoksydasjon lav også ved lagring gjennom et lengre tidsrom, hydratiseres fortrinnsvis den fuktige blandingen for det andre overtrekket maksimalt opp til 85 %, fortrinnsvis mellom 50 og 75%. I alle tilfeller foretrekkes bare jernsvamppartikler med en kornstørrelse på minst 2 mm for anvendelsen, hvorunder særlig en kornstørrelse på minst 4 mm velges.
Med fordel velges summen av mengdene til de to overtrekk
på 5-25 vektprosent, fortrinnsvis 6-20 vektprosent i forhold til vekten av jernsvamppartiklene, hvorunder det andre overtrekket oppføres i en mengde på 2 - 20 vektprosent,
fortrinnsvis 5-15 vektprosent i forhold til mengden av jernsvamppartikler. I hvert tilfelle synes det fordelaktig å påføre det andre overtrekket i en mengde som overstiger vekten til det første overtrekket. På denne måten kan man oppnå de ønskede karboninnhold i forhold til vekten av jernsvamppartiklene med sikkerhet. Med fordel inneholder over-trekksmateriale for det andre overtrekket 20 - 40 vektprosent CaO, fortrinnsvis 30 vektprosent, og 60-80 vektprosent, fortrinnsvis 70 vektprosent fast karbonbærer.
Oppfinnelsen anskueliggjøres i det følgende gjennom utfør-else seksempler.
E K S E M P L E R
Anvendelseseksempel 1
I en 1 t lysbueovn (600 KVA) ble et ubesjiktet DRE (=direkte-reduksjonsjern) og til sammenligning med et materiale med samme utgangskvalitet behandlet med koks- og karbonstøv smeltet. I begge tilfeller lå metalliseringsgraden på ca. 84%.
Man valgte et skrapjern-jernsvampforhold på ca. 1:2
(375 g skrapjern, 975 kg jernsvamp). Etter innsmelting av skrapjernet ble jernsvampen chargert kontinuerlig med en til-setningshastighet som tillot fullstendig oppsmelting av det tilsatte jernsvamp. Resultatene av forsøkssmeltingen er sammenlignet i de følgende tabeller:
Anvendelseseksempel 2
Den metalliske findel som oppstår ved brytning av høykarbon-holdig ferrokrom ble malt til en kornstørrelse på under 200 um og blandet med brent kalk og koksstøv i et forhold på 50% ferrokrom, 20% koksstøv og 30% CaO.
Denne blanding ble brukt for besjiktning av jernsvamp. Etter besjiktningen og en viss lagringstid fikk man følgende jernsvampanalyse (i vekt%):
Med dette materialet ble det utført laboratoriesmeltefor-søk i en induksjonsovn som ha et høyt krominnhold i metal-let.
På typisk måte fikk man ved anvendelse av en blanding av 30% kalk og 70% fastkarbonbærer for den andre besjikting av jernsvamp verdier for sluttkarbonet til det valsede metall på 4,4 vektprosent og et CaO-innhold på 2,8 vektprosent.
I prinsippet består bare grenser oppad for besjiktingsmeng-den ved at fastheten til det heftende sjikt med økende sjikttykkelse stadig blir dårligere. I et forsøk som var rettet på maksimal sjikttykkelse fant man ved besjiktnings-materiale for det andre overtrekk bestående av 80% koksstøv og 20% CaO etter valsing følgende verdier for sammensetnin-gen:

Claims (12)

1. Fremgangsmåte ved behandling av jernsvamppartikler, for beskyttelse mot reoksydasjon og/eller korrosjon samt for forbedring av innsmeltingsadferden til disse partikler, ved hvilke et overtrekk av CaO samt jern eller jernoksyder påføres jernsvamp-partiklene som festeformidlere, og vann deretter sprøytes på overtrekket, karakterisert ved at man på det i det vesentlige av hydratisert CaO bestående overtrekk i et andre fremgangsmåtetrinn påfører et andre overtrekk av en blanding av støvformig CaO med en kabbonbærer, spesielt karbonstøv, så som brunkull, steinkull, antrasittkullstøv, hydrokarboner eller lignende, og eventuelt jernoksyder samt eventuelt legeringselementér, og at det andre overtrekket . fuktes med en mindre vannmengde enn den som ville være nød-vendig for fullstendig hydratisering av CaO som forefinnes i det andre overtrekket.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det første overtrekk blandes med en mengde vann som gir en 80 - 100 %ig hydratisering av CaO i det første sj iktet.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at karbonbæreren innføres i en mengde i det andre overtrekket som gir et karboninnhold på 1 - 10 vektprosent, fortrinnsvis 3-5 vektprosent, regnet i forhold til vekten av jernsvamppartiklene.
4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at blandingen for det andre overtrekket tilsettes legeringsbestanddeler i form av finkornige metaller eller støvformige oksyder og karbider, spesielt av Mn, Si, Mo, V og Cr.
5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at man i blandingen for det andre overtrekket innfører jernoksydstøv, fortrinnsvis Fe203 og Fe^ O^ i mengder på 1 - 20 vektprosent, fortrinnsvis opptil 10 vektprosent av blandingen.
6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at partiklene som bærer det første overtrekket innføres i en fuktet blanding av CaO, jernoksyder og/eller legeringsbestanddeler samt karbonbæreren.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den fuktige blanding for det andre overtrekk' hydratiseres maksimalt opp til 85 %, fortrinnsvis mellom 50 og 75%.
8; Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at jernsvamppartiklene med en kornstørrelse på minst 2 mm anvendes.
9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 - 8, karakterisert ved at det andre overtrekket påføres en mengde som overstiger vekten av det første overtrekket.
10. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-9, karakterisert ved at summen av mengdene til de to overtrekkene velges fra 5 til 25 vektprosent, fortrinnsvis 6-20 vektprosent, regnet i forhold til vekten av jernsvamppartiklene.
11. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-10, karakterisert ved at det andre overtrekket påføres i en mengde f ra 2 til 20 vektprosent, fortrinnsvis 5-15 vektprosent regnet i forhold til vekten av jernsvamp-partiklene. tv.
12. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-11, karakterisert ved at besjiktingsmaterialet for det andre overtrekket velges med et innhold fra 20 til 40 vektprosent CaO, fortrinnsvis 30 vektprosent, og 60-80 vektprosent, fortrinnsvis 70 vektprosent fast karbonbærer.
NO811965A 1980-06-11 1981-06-10 Fremgangsmaate ved behandling av jernsvamp-partikler. NO154235C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0308080A AT367097B (de) 1980-06-11 1980-06-11 Verfahren zum behandeln von metallischen huetteneinsatzstoffen, insbesondere eisenschwammteilchen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO811965L NO811965L (no) 1981-12-14
NO154235B true NO154235B (no) 1986-05-05
NO154235C NO154235C (no) 1986-08-13

Family

ID=3545014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO811965A NO154235C (no) 1980-06-11 1981-06-10 Fremgangsmaate ved behandling av jernsvamp-partikler.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4376139A (no)
EP (1) EP0041940B1 (no)
JP (1) JPS6017803B2 (no)
AT (1) AT367097B (no)
CA (1) CA1170838A (no)
DE (1) DE3171688D1 (no)
IN (1) IN153854B (no)
NO (1) NO154235C (no)
ZA (1) ZA813668B (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533572A (en) * 1984-03-20 1985-08-06 Amax Inc. Process for producing varnish-bonded carbon-coated metal granules
JPH048191Y2 (no) * 1985-09-04 1992-03-02
JP2002363625A (ja) * 2001-06-05 2002-12-18 Kobe Steel Ltd 表面被覆還元鉄、その製造方法および溶解方法
US8608875B1 (en) 2012-05-14 2013-12-17 Arcanum Alloy Design Inc. Sponge-iron alloying
WO2016130548A1 (en) 2015-02-10 2016-08-18 Arcanum Alloy Design, Inc. Methods and systems for slurry coating
WO2017201418A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Arcanum Alloys, Inc. Methods and systems for coating a steel substrate
DE102021115807A1 (de) 2021-06-18 2022-12-22 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum Behandeln von Eisenschwamm

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE658391C (de) * 1930-05-08 1938-03-30 Johnson & Co A Verfahren zur Herstellung eines schwefelfreien Eisenschwammes aus schwefelhaltigen Ausgangsstoffen
GB833016A (en) * 1956-06-01 1960-04-21 United States Steel Corp Self-fluxing synthetic iron scrap and method of preparing the same
DE1533875A1 (de) * 1967-05-09 1970-02-05 Schenck Dr Ing Dr Ing E H Herm Vor Rueckoxydation geschuetzte Eisenschwammstuecke,insbesondere Pellets
US3690930A (en) * 1970-07-13 1972-09-12 Exxon Research Engineering Co Method of protecting reduced iron ore by coating
CH547861A (de) * 1971-02-05 1974-04-11 Inventa Ag Verfahren zum schutz von eisenschwamm.
US4075370A (en) * 1976-04-28 1978-02-21 Ogden Metals, Inc. Passivating metallic cuttings and turnings
AT350600B (de) * 1977-08-25 1979-06-11 Voest Ag Verfahren zur behandlung von eisenschwamm zum verhindern der reoxidation und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE2840945C3 (de) * 1978-09-20 1981-07-23 Hamburger Stahlwerke Gmbh, 2103 Hamburg Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen von wenigstens 0,5 Prozent Kohlenstoff enthaltendem Eisenschwamm

Also Published As

Publication number Publication date
DE3171688D1 (en) 1985-09-12
CA1170838A (en) 1984-07-17
EP0041940B1 (de) 1985-08-07
ZA813668B (en) 1982-06-30
AT367097B (de) 1982-05-25
NO154235C (no) 1986-08-13
JPS6017803B2 (ja) 1985-05-07
US4376139A (en) 1983-03-08
IN153854B (no) 1984-08-25
ATA308080A (de) 1981-10-15
JPS5729511A (en) 1982-02-17
NO811965L (no) 1981-12-14
EP0041940A1 (de) 1981-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU761344B2 (en) Method of producing molten iron in duplex furnaces
CN1053222C (zh) 氧化态金属载体熔融还原方法
EP0441052A1 (en) Method for recovering zinc from zinc-containing waste materials
US4340420A (en) Method of manufacturing stainless steel
CN109797345B (zh) 一种抗硫气瓶管用钢及其制造方法
AU755341B2 (en) Refining method of molten iron and reduction smelting method for producing the molten iron
CN106521148A (zh) 一种采用易熔铬粉矿制备高碳铬铁的方法
US4248624A (en) Use of prereduced ore in a blast furnace
NO154235B (no) Fremgangsmùte ved behandling av jernsvamp-partikler.
US4235623A (en) Continuous smelting method for ferrochrome
JP7067532B2 (ja) 酸化マンガン含有物質の脱リン処理方法、低リン含有酸化マンガン含有物質の製造方法および該酸化マンガン含有物質を用いる鋼の製造方法
US3165398A (en) Method of melting sponge iron
Neuschütz Sticking prevention during fine‐ore metallization in two‐stage smelting‐reduction processes
JPH0563541B2 (no)
CA1108407A (en) Arc furnace steelmaking
JPS5855207B2 (ja) 溶銑の吹込脱燐用組成物
US406210A (en) Process of reducing metallic ores
US2631936A (en) Process for the production of a ferrochrome-silicon-aluminum alloy
CN113528743B (zh) 一种基于用后中间包涂抹料的转炉调渣剂、制备方法及应用
US2995455A (en) Method of recovering nickel and iron from laterite ores by preferential reduction
Ohler‐Martins et al. Direct reduction of mixtures of manganese ore and iron ore
Morrison et al. Direct reduction process using fines and with reduced CO2 emission
US2150145A (en) Process of smelting metals from ores
Yur’ev et al. Research of Iron-Rich Pellet Oxide Reduction by Carbon
US1691273A (en) Method of producing iron and alloys of iron having a very low percentage of carbon