Metallurgiskt kol, även känt som kokskol, används för att framställa koks, den primära kolkällan vid ståltillverkning. Metallurgiskt kol skiljer sig från termiskt kol, som används för energi och uppvärmning, genom sitt kolinnehåll och sin koksförmåga. Med koks avses kolets förmåga att omvandlas till koks, en ren form av kol som kan användas i syrebaserade ugnar. Bituminöst kol – som i allmänhet klassificeras som metallurgiskt kol – är hårdare och svartare och innehåller mer kol och mindre fukt och aska än lågkvalitativt kol.
Kolets kvalitet och dess koksförmåga bestäms av kolets rang – ett mått på flyktiga ämnen och graden av metamorfism – samt mineraliska föroreningar och kolets förmåga att smälta, svälla och återförenas vid upphettning.
Kokstillverkning är i själva verket karbonisering av kol vid höga temperaturer. Produktionen sker normalt i ett koksbatteri som ligger nära ett integrerat stålverk. I batteriet är koksugnarna staplade i rader. Kol lastas in i ugnarna och värms sedan i avsaknad av syre upp till temperaturer på omkring 1 100 grader Celsius (2 000 grader Fahrenheit).
Och utan syre brinner inte kolet utan det börjar smälta. De höga temperaturerna gör att oönskade föroreningar som väte, syre, kväve och svavel förflyktigas. Dessa gaser kan antingen samlas in och återvinnas som biprodukter eller förbrännas som en värmekälla.
Efter avkylning stelnar koksan som klumpar av poröst, kristallint kol som är tillräckligt stora för att kunna användas i masugnar.
Egenskaper som är inneboende i det ursprungliga ingående kolet påverkar i hög grad den slutgiltiga kvaliteten på den producerade koksan. Bristen på en tillförlitlig tillgång till enskilda kolkvaliteter innebär att kokstillverkarna i dag ofta använder blandningar av upp till 20 olika kolsorter för att kunna erbjuda ståltillverkarna en jämn produkt.
Ungefär 1.5 ton metallurgiskt kol krävs för att producera 1 ton (1 000 kg) koks.
En masugn matas med koks, järnmalm och flussmedel, och varm luft blåses in i blandningen. Luften får koks att brinna och höjer temperaturen till 1 700 grader Celsius, vilket oxiderar föroreningar. Processen minskar kolinnehållet med 90 procent och resulterar i ett smält järn som kallas varmmetall.
Den heta metallen töms sedan från masugnen och skickas till den grundläggande syreugnen (”BOF”) där stålskrot och kalksten tillsätts för att göra nytt stål. Andra element, såsom molybden, krom eller vanadin, kan tillsättas för att producera olika stålkvaliteter.
I genomsnitt krävs cirka 630 kilo koks för att producera 1 ton stål.
Produktionseffektiviteten i masugnsprocessen är starkt beroende av kvaliteten på de råvaror som används. En masugn som matas med koks av hög kvalitet kräver mindre koks och flussmedel, vilket sänker produktionskostnaderna och resulterar i en bättre varmmetall.