Metallurgista hiiltä, joka tunnetaan myös nimellä koksihiili, käytetään koksin valmistukseen, joka on teräksenvalmistuksessa käytettävän hiilen ensisijainen lähde. Metallurginen hiili eroaa lämpöhiilestä, jota käytetään energiaan ja lämmitykseen, hiilipitoisuutensa ja koksauskykynsä perusteella. Koksauksella tarkoitetaan hiilen kykyä muuttua koksiksi, joka on puhdas hiilen muoto, jota voidaan käyttää happiuunissa. Bitumipitoinen hiili, joka luokitellaan yleensä metallurgiseen laatuun, on kovempaa ja mustempaa ja sisältää enemmän hiiltä ja vähemmän kosteutta ja tuhkaa kuin matalaluokkaiset hiilet.
Hiilen laatu ja koksauskyky määräytyvät hiilen rankin – haihtuvien aineiden ja metamorfoosin asteen – sekä mineraalisten epäpuhtauksien ja hiilen kyvyn sulaa, paisua ja jähmettyä uudelleen kuumennettaessa.
Koksinvalmistus on käytännössä hiilen hiiltämistä korkeissa lämpötiloissa. Tuotanto tapahtuu tavallisesti integroidun terästehtaan läheisyydessä sijaitsevassa koksikattilassa. Patterissa koksiuunit on pinottu riveihin. Hiili ladataan uuneihin ja kuumennetaan ilman happea noin 1 100 celsiusasteen (2 000 Fahrenheitin) lämpötilaan.
Ilman happea hiili ei pala, vaan alkaa sulaa. Korkeissa lämpötiloissa haihtuvat ei-toivotut epäpuhtaudet, kuten vety, happi, typpi ja rikki. Nämä kaasut voidaan joko kerätä ja ottaa talteen sivutuotteina tai polttaa lämmönlähteenä.
Jäähdytyksen jälkeen koksi jähmettyy huokoisiksi, kiteisen hiilen möykkyiksi, jotka ovat riittävän suuria käytettäväksi masuuneissa.
Alkuperäisen hiilen ominaisuuksilla on suuri vaikutus tuotetun koksin lopulliseen laatuun. Yksittäisten kivihiililaatujen luotettavan tarjonnan puutteen vuoksi koksinvalmistajat käyttävät nykyään usein jopa 20 eri kivihiililaadun sekoituksia tarjotakseen teräksentuottajille tasalaatuisen tuotteen.
Lähes 1.5 metristä tonnia metallurgista kivihiiltä tarvitaan tuottamaan 1 metrinen tonni (1 000 kilogrammaa) koksia.
Masuuniin syötetään koksia, rautamalmia ja sulatteita, ja seokseen puhalletaan kuumaa ilmaa. Ilma saa koksin palamaan, jolloin lämpötila nousee 1 700 celsiusasteeseen, mikä hapettaa epäpuhtaudet. Prosessi vähentää hiilipitoisuutta 90 prosenttia, ja tuloksena on sulaa rautaa, jota kutsutaan kuumametalliksi.
Kuumametalli valutetaan sitten masuunista ja lähetetään perushappi-uuniin (”BOF”), jossa teräsromua ja kalkkikiveä lisätään uuden teräksen valmistamiseksi. Muita elementtejä, kuten molybdeenia, kromia tai vanadiinia, voidaan lisätä eri teräslaatujen valmistamiseksi.
Keskimäärin noin 630 kilogrammaa koksia tarvitaan yhden metrisen terästonnin valmistamiseen.
Tuotantotehokkuus masuuniprosessissa riippuu suuresti käytettyjen raaka-aineiden laadusta. Korkealaatuisella koksilla syötetty masuuni tarvitsee vähemmän koksia ja fluksia, mikä alentaa tuotantokustannuksia ja johtaa parempaan kuumaan metalliin.