Carvão metalúrgico, também conhecido como carvão de coque, é utilizado para produzir coque, a principal fonte de carbono utilizada na produção de aço. O carvão metalúrgico difere do carvão térmico, que é utilizado para energia e aquecimento, pelo seu teor de carbono e sua capacidade de coqueificação. O coque se refere à capacidade do carvão de ser convertido em coque, uma forma pura de carbono que pode ser usada em fornos básicos de oxigênio. O carvão betuminoso – geralmente classificado como metalúrgico – é mais duro e mais preto e contém mais carbono e menos umidade e cinzas do que os carvões de baixa classificação.

O grau do carvão e sua capacidade de coqueificação são determinados pela classificação do carvão – uma medida de matéria volátil e grau de metamorfismo – assim como impurezas minerais e a capacidade do carvão de derreter, inchar e resolver quando aquecido.

Fabricação de coque é efetivamente a carbonização do carvão a altas temperaturas. A produção ocorre normalmente em uma bateria de coque localizada perto de uma usina siderúrgica integrada. Na bateria, os fornos de coque são empilhados em filas. O carvão é carregado nos fornos e depois aquecido na ausência de oxigênio até temperaturas em torno de 1.100 graus Celsius (2.000 graus Fahrenheit).

Sem oxigênio, o carvão não queima; ele começa a derreter. As altas temperaturas volatizam as impurezas indesejadas, tais como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre. Estes gases podem ser coletados e recuperados como subprodutos ou queimados como fonte de calor.

Após o resfriamento, o coque solidifica como grumos de carbono poroso e cristalino suficientemente grande para ser utilizado em altos-fornos.

Propriedades inerentes ao carvão de entrada inicial influenciam fortemente na qualidade final do coque produzido. A falta de um suprimento confiável de carvões individuais significa que as coqueificadoras hoje em dia frequentemente usam misturas de até 20 carvões diferentes a fim de oferecer aos produtores de aço um produto consistente.

Aproximadamente 1.5 toneladas métricas de carvão metalúrgico são necessárias para produzir 1 tonelada métrica (1.000 quilogramas) de coque.

Um alto-forno é alimentado com coque, minério de ferro e fluxos, e ar quente é soprado para a mistura. O ar provoca a queima do coque, elevando a temperatura para 1.700 graus Celsius, o que oxida as impurezas. O processo reduz o teor de carbono em 90% e resulta em um ferro fundido conhecido como metal quente.

O metal quente é então drenado do alto-forno e enviado para o forno básico de oxigênio (“BOF”) onde sucata de aço e calcário são adicionados para fazer novo aço. Outros elementos, como molibdênio, cromo ou vanádio podem ser adicionados para produzir diferentes graus de aço.

Em média, cerca de 630 kg de coque são necessários para produzir 1 tonelada métrica de aço.

A eficiência de produção no processo de alto-forno é altamente dependente da qualidade das matérias-primas utilizadas. Um alto-forno alimentado com coque de alta qualidade exigirá menos coque e fluxo, reduzindo os custos de produção e resultando em um melhor metal quente.