Metallurgische kolen, ook cokeskolen genoemd, worden gebruikt om cokes te produceren, de voornaamste bron van koolstof die bij de staalindustrie wordt gebruikt. Metallurgische kolen verschillen van thermische kolen, die worden gebruikt voor energie en verwarming, door hun koolstofgehalte en hun vermogen tot cokesvorming. Cokes verwijst naar het vermogen van de steenkool om te worden omgezet in cokes, een zuivere vorm van koolstof die kan worden gebruikt in ovens met basiszuurstof. Bitumineuze steenkool – doorgaans geclassificeerd als metallurgische kwaliteit – is harder en zwarter en bevat meer koolstof en minder vocht en as dan laagwaardige steenkool.

De rang van steenkool en zijn vermogen tot cokesvorming worden bepaald door de rang van de steenkool – een maat voor de vluchtige bestanddelen en de mate van metamorfisme – alsmede door minerale onzuiverheden en het vermogen van de steenkool om bij verhitting te smelten, op te zwellen en te ontbinden.

Cokes maken is in feite het carboniseren van steenkool bij hoge temperaturen. De productie vindt gewoonlijk plaats in een cokesbatterij in de buurt van een geïntegreerde staalfabriek. In de batterij staan de cokesovens in rijen opgesteld. De kolen worden in de ovens geladen en dan in afwezigheid van zuurstof verhit tot temperaturen van ongeveer 1100 graden Celsius (2000 graden Fahrenheit).

Zonder zuurstof verbrandt de steenkool niet; hij begint te smelten. Door de hoge temperaturen vervliegen ongewenste onzuiverheden, zoals waterstof, zuurstof, stikstof en zwavel. Deze gassen kunnen worden opgevangen en teruggewonnen als bijproducten of worden verbrand als warmtebron.

Na afkoeling stolt de cokes als brokken poreuze, kristallijne koolstof die groot genoeg is om te worden gebruikt in hoogovens.

Eigenschappen die inherent zijn aan de aanvankelijke inputkool zijn van grote invloed op de uiteindelijke kwaliteit van de geproduceerde cokes. Een gebrek aan een betrouwbare aanvoer van afzonderlijke steenkoolkwaliteiten betekent dat cokesfabrikanten tegenwoordig vaak mengsels van wel 20 verschillende steenkoolsoorten gebruiken om de staalproducenten een consistent product te kunnen aanbieden.

Bijna 1..5 ton metallurgische steenkool nodig om 1 ton (1000 kilogram) cokes te produceren.

Een hoogoven wordt gevoed met cokes, ijzererts en smeltmiddelen, en hete lucht wordt in het mengsel geblazen. De lucht doet de cokes verbranden, waardoor de temperatuur stijgt tot 1700 graden Celsius en onzuiverheden worden geoxideerd. Het proces vermindert het koolstofgehalte met 90 procent en resulteert in een gesmolten ijzer dat bekend staat als ruwijzer.

Het ruwijzer wordt vervolgens afgetapt uit de hoogoven en naar de basiszuurstofoven (“BOF”) gestuurd waar schrootstaal en kalksteen worden toegevoegd om nieuw staal te maken. Andere elementen, zoals molybdeen, chroom of vanadium, kunnen worden toegevoegd om verschillende staalsoorten te produceren.

Gemiddeld is ongeveer 630 kilogram cokes nodig om 1 ton staal te produceren.

De productie-efficiëntie in het hoogovenproces is sterk afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte grondstoffen. Een hoogoven die gevoed wordt met cokes van hoge kwaliteit zal minder cokes en flux nodig hebben, waardoor de productiekosten dalen en een beter ruwijzer wordt verkregen.