原料炭としても知られる冶金用石炭は、製鉄で使われる主な炭素源であるコークスを生産するために使用されます。 冶金用石炭はエネルギーや暖房に使われる一般炭と異なり、炭素含有量とコークス化能力によって区別される。 コークス化能とは、基礎酸素炉で使用できる純粋な炭素であるコークスに変換される能力を指す。 瀝青炭は一般的に冶金グレードに分類され、低ランクの石炭よりも硬くて黒く、炭素が多く、水分や灰分が少ない。
石炭の等級とコークス化能力は、石炭のランク(揮発性物質と変成の度合い)、鉱物不純物、加熱時の溶解、膨張、再固化の能力によって決定される。 生産は通常、総合製鉄所の近くにあるコークス電池で行われる。 コークス炉は列をなして積み重ねられている。 石炭は炉に入れられ、酸素がない状態で摂氏1,100度(華氏2,000度)程度まで加熱される。
酸素がない状態では、石炭は燃えず、溶け始める。 高温のため、水素、酸素、窒素、硫黄などの不要な不純物が揮発する。
冷却後、コークスは高炉で使用するのに十分な大きさの多孔質結晶性炭素の塊として固化する。
最初の投入石炭に固有の性質が、生産されるコークスの最終品質に大きな影響を与える。 個々の石炭等級の信頼できる供給がないため、今日のコークスメーカーは鉄鋼メーカーに一貫した製品を提供するために、しばしば最大20種類の石炭のブレンドを使用します。5トンの冶金用石炭が1トン(1,000キロ)のコークスを生産するのに必要です。
高炉にコークス、鉄鉱石、フラックスを入れ、その混合物に熱風を吹き込みます。 空気によりコークスを燃焼させ、1700℃まで温度を上昇させ、不純物を酸化させる。 この工程で炭素が90%減少し、ホットメタルと呼ばれる溶けた鉄になります。
ホットメタルは高炉から排出され、基礎酸素炉(以下BOF)に送られ、鉄スクラップと石灰石を加えて新しい鉄に生まれ変わるのです。
平均して、1メートルトンの鋼鉄を生産するために、約630キログラムのコークスを必要とします。 高品質のコークスを供給する高炉は、より少ないコークスとフラックスを必要とし、生産コストを下げ、より良い溶銑を得ることができます。