コークスとは、石炭を空気を断って1,200℃前後で蒸し焼き（乾留）にし、炭素の割合を高めた塊で、石炭は掘り出したままの原料、コークスはそれを加工した製品、という関係です。
資源エネルギー庁の標準値では、1kgあたりの発熱量はコークスも原料の石炭（原料炭）も約29 MJで、大きくは変わりません。それでも製鉄所の高炉には、石炭を一度コークスに加工してから入れるのが基本です。
この記事では、石炭の種類、コークスの作り方（乾留）、製鉄での役割、発熱量の比較表の順に、両者の違いを整理します。石油コークスとの違いや、よくある誤解も最後にまとめます。
石炭とコークスの違い
石炭とコークスの違いは、自然から掘り出された原料が石炭、それを加工して炭素の割合を高めたものがコークスで、コークスは燃料のほか、製鉄で鉄鉱石の酸素を取り去る還元材に使われます。
コークスは灰分を含んだ多孔質（すき間の多い）の炭素質で、骸炭（がいたん）ともいいます。違いを短く並べると、次の3点です。
- 原料か加工品か：石炭は天然の原料、コークスは石炭を乾留した加工品
- 中身：コークスはガスやタールのもと（揮発分）が抜け、炭素が約90%の固い塊
- 主な用途：石炭は発電・ボイラーの燃料とコークスの原料、コークスは製鉄の高炉
掘り出した石炭のうち、粘結性のある原料炭がコークス炉で乾留され、高炉へ送られます。
※原料炭と一般炭の区分は資源エネルギー庁「石炭とは」、コークス炉ガスの利用は日本製鉄「製銑工程」によります。
掘り出されてすぐの石炭は、サイズ、水分量、発熱量などがバラバラなため、そのままでは扱いにくい燃料で、そこで粉砕、乾留などを経て、用途に合う製品に加工したものがコークスです。
石炭とは（原料と種類）
石炭の元は、大昔の植物です。植物が積もって地中に埋もれ、長い年月をかけて地圧や地熱を受け、炭素分の多い燃える岩石になったものとされています（資源エネルギー庁）。
湿地などで酸素の少ない水中に沈んだ樹木は、分解されずに泥炭として積もります。これが地圧と地熱で褐炭、瀝青炭（れきせいたん）、無煙炭へと変わっていく過程を「石炭化」と呼びます。
石炭化が進むほど、酸素や水素が抜けて炭素が増え、最も進んだ無煙炭は、炭素が90%以上です（日本原子力研究開発機構 ATOMICA）。
日本では一般に、無煙炭から褐炭までを石炭と呼びます。用途で分けると、粘結性のある「原料炭」はコークスの原料に、「一般炭」は主に発電用の燃料に使われます。
日本の JIS では、石炭を発熱量と燃料比で区分し、粘結性（加熱すると固まる性質）も添えています。
※発熱量は補正無水無灰基（水分と灰分を除いた値）。瀝青炭のB1・B2は燃料比1.5を境に分かれます。「種類」は石炭化度による分け方で、原料炭・一般炭は用途による別の分け方です。区分の数値は IHI 技報（2016）が掲載した JIS M 1002（炭量計算基準）の分類表、使われ方は資源エネルギー庁・ATOMICA の説明によります。
粘結性とは、加熱すると軟らかくなって粒どうしがくっつき、固まる性質で、この性質がある石炭でないと、乾留しても固い塊のコークスになりません。
燃料比は、固定炭素を揮発分で割った値です。燃料比が大きいほど石炭化が進んでいますが、火はつきにくくなります（カーボンフロンティア機構 JCOAL）。燃料比の考え方は石炭の燃料比と性質でも解説しています。
褐炭は、水分や不純物を多く含む品質の低い石炭です。乾燥すると自然発火のおそれがあり、輸送効率も低いため、採掘地の近くの火力発電所でしか使われないのが一般的です（資源エネルギー庁）。
コークスとは（作り方と乾留）
コークスは、製鉄所などにあるコークス炉で作られ、空気を入れずに外から熱して蒸し焼きにする「乾留」が、作り方の中心です。
原料には、粘結性に富む強粘結炭に、弱粘結炭を少し混ぜて使います（日本鉄鋼連盟）。三菱ケミカルの香川事業所では、世界各国から輸入した30〜40種類の石炭を、目的に応じて組み合わせています。コークスは主に次のように作られます。
- 石炭を粉砕してサイズをそろえ、銘柄の違う石炭を配合する
- 空気を遮断した炉（炭化室）に入れ、1,200〜1,300℃で14〜18時間蒸し焼きにする（乾留）
- タールやガス（水素・メタンなど）、アンモニアなどの揮発分が抜ける（硫黄の一部も抜ける）
- 炭素の割合が上がり、単位質量あたりの発熱量が増える
温度と時間は、JFE 21世紀財団の鉄鋼技術の解説によります。日本コークス工業は約1,200℃・約17時間、日本鉄鋼連盟は「十数時間」と説明しており、炉や操業で幅があります。
いくつもの銘柄の石炭を配合し、空気を断った炉で十数時間かけて蒸し焼きにします。
※温度・時間は JFE 21世紀財団、工程は日本コークス工業の説明によります。日本コークス工業は約1,200℃・約17時間としています。
炉から押し出したばかりのコークスは、真っ赤に赤熱しており、これに水をかけるか、炉の中で循環させたガスに触れさせて冷やします。ガスで冷やす乾式消火（CDQ）では、回収した熱で発電もできます。
乾留でガスやタールが抜ける分、重さは減ります。日本コークス工業によると、原料炭の4分の3がコークスになり、残りの4分の1がガスやタールなどとして回収されます。
原料炭4のうち3がコークスとして残り、1がガスやタールとして抜けます。
原料炭の4分の3がコークス、4分の1が COG（コークス炉ガス）・軽油・タールなど
※日本コークス工業「コークス事業」の説明によります。割合は石炭の銘柄や操業条件で変わります。
石炭を乾留する際に発生するコークス炉ガスは COG（Coke Oven Gas）と呼ばれ、水素が主成分で、有害な成分を除いたあと、製鉄所の中の燃料や発電に使われています。
かつては日本の都市ガスにも、石炭系の原料が使われていました。いまの都市ガスは、1969年から約40年かけて天然ガス（LNG）へ原料を切り替えたものです（日本ガス協会）。
タールなどの副産物も捨てずに使われ、精製すると、ベンゼン・トルエン・キシレン、ナフタリン、炭素繊維の原料などになります。
製鉄でコークスが使われる理由
揮発分が抜けて炭素の割合が高くなったコークスは、高炉の中でもつぶれにくい強さがあるため、製鉄では、鉄鉱石から酸素を取り去る還元材と、鉄を溶かす熱源の両方として使われます。日本製鉄や日本鉄鋼連盟は、高炉でのコークスの役割を次の3つにまとめています。
コークスは、熱を出すだけでなく、鉄鉱石から酸素を奪い、炉の中の通り道も支えます。
※日本製鉄「製銑工程」、日本鉄鋼連盟「鉄鋼の原料」「高炉の中で」によります。
高炉の下から熱風を吹き込むと、コークスが燃えて高温になり、一酸化炭素などの還元ガスが出ます。このガスが炉内を上りながら、鉄鉱石の酸素を奪います（間接還元）。
高炉の中では、鉄鉱石とコークスが層になって交互に積み重なっています。ガスや溶けた鉄が通り抜けられるのは、固いコークスの層が骨組みとして残るからです。
この骨組みを保つため、高炉用のコークスには、つぶれにくい強さ、そろった粒の大きさ、灰分・水分・硫黄分が少ないことが求められます（日本鉄鋼連盟）。JFE 21世紀財団も、高温でも粉にならない強さが必要だとしています。
一方で、粘結性が低くコークスに向かない石炭を細かく砕き、高炉の羽口（熱風の吹き込み口）から吹き込む「微粉炭吹き込み」も広く使われています。
吹き込んだ石炭は、熱と還元ガスの一部を受け持ちますが、炉の中で固い塊として残るわけではないので、コークスを置き換えるものではなく、コークスの使用量を減らす工夫です。
日本の主な製鉄所は、敷地内にコークス炉を持っています。製鉄会社ごとの拠点は日本製鉄とJFEスチールの違いで比べています。
コークスで鉄を還元すると、炭素が CO2 になって出ていくため、還元材の一部を水素に置き換える製鉄法の開発が進んでいます。
石炭とコークスの比較表
石炭とコークスの違いを、1つの表にまとめます。発熱量だけでは用途の違いは説明できません。表では「揮発分」と「形・強さ」の行に注目してください。高炉で効くのは、この2つの違いです。
| 石炭 | コークス | |
|---|---|---|
| つくり方 | 地中から掘り出した天然の燃料 | 石炭を空気を遮断して高温で蒸し焼き（乾留）にしたもの |
| 原料 | 大昔の植物 | 石炭（粘結性のある原料炭が中心） |
| 炭素の割合 | 種類で差が大きい（無煙炭は90%以上） | 固定炭素で約90% |
| 揮発分 | 多い（燃やすと炎や煙が出やすい） | ほとんどない（煙が少なく高温で燃える） |
| 形・強さ | 種類によって硬さ・水分がまちまち | すき間の多い多孔質で、高温でもつぶれにくい塊 |
| 発熱量（1kgあたり） | 約24〜29 MJ（褐炭・亜炭は約13 MJ） | 約29 MJ |
| 主な用途 | 火力発電・ボイラーの燃料、コークスの原料 | 製鉄（高炉の還元材・熱源）、鋳物の溶解、非鉄金属の精錬 |
発熱量は、資源エネルギー庁の2023年度標準発熱量です。燃料として比べるのか、製鉄の材料として比べるのかで、見るべき行が変わります。
発熱量の比較（早見表）
石炭とコークスの発熱量を、公的な標準値で比べます。資源エネルギー庁は、総合エネルギー統計に使う燃料ごとの標準発熱量を公表しています。
比べてよいのは、同じ基準でそろえた数字どうしで、ここでは、すべて「総発熱量」「水分と灰分を含んだ状態」の値で並べます。
コークスと原料炭の差は約2%。石炭の中では、種類による差のほうがずっと大きくなります。
※資源エネルギー庁「エネルギー源別標準発熱量・炭素排出係数一覧表」の2023年度標準発熱量（総発熱量）。固体は水分・灰分を含んだ状態の値です。褐炭・亜炭は2023年度値がないため2013年度の標準発熱量。JIS の区分（図2、無水無灰基）とは基準が違います。
この値は総発熱量（高位発熱量）で、燃えてできた水蒸気が水に戻るときの熱まで含みます。ボイラーの効率計算などで使う低位発熱量との違いは、高位発熱量と低位発熱量の違いで整理しています。
早見表として、kcal の値も並べます。A重油・LNG・コークス炉ガスは、比べるときの目安として載せた参考値です。
| 燃料 | 標準発熱量（MJ） | kcal 換算 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 褐炭・亜炭（2013年度値） | 13.05 | 約3,120 | 1kgあたり |
| 国産一般炭 | 24.25 | 約5,790 | 1kgあたり |
| 輸入一般炭 | 25.88 | 約6,180 | 1kgあたり |
| 輸入無煙炭 | 26.59 | 約6,350 | 1kgあたり |
| コークス用原料炭 | 28.78 | 約6,870 | 1kgあたり |
| コークス | 29.44 | 約7,030 | 1kgあたり |
| 石油コークス | 34.11 | 約8,150 | 1kgあたり |
| コールタール | 37.26 | 約8,900 | 1kgあたり |
| A重油（参考） | 38.82 | 約9,270 | 1Lあたり |
| LNG（参考） | 54.69 | 約13,060 | 1kgあたり |
| コークス炉ガス（参考） | 18.19 | 約4,340 | 1m3あたり（25℃・1bar） |
コークスはコークス用原料炭より、1kgあたり約2%高い計算で（29.44÷28.78≒1.02）、乾留で水分や揮発分が抜け、燃える炭素の割合が上がるためです。
ただし、石炭が持っていた熱が増えたわけではなく、原料炭1kg（28.78 MJ）から約0.75kgのコークスができるとすると、コークスに残る熱は約22 MJ、元の約77%です。
ここで注意したいのが、数字の基準です。統計の標準発熱量は、水分や灰分を含んだままの値なので、石炭化が進んだ輸入無煙炭でも、原料炭より低い値になっています。
一方、上の図2の JIS M 1002 の区分は、水分と灰分を除いた値（補正無水無灰基）で、同じ石炭でも統計値より大きく出るので、2つの表の数字を直接比べないようにします。
重油など液体燃料の発熱量や性質は、重油の種類と特徴で解説しています。
炭素の量と燃え方の違い
コークスは、固定炭素が約90%の燃料です（JFE 21世紀財団）。固定炭素は、水分・灰分・揮発分を除いた残りで、その大部分が炭素です。
石炭は、石炭化が浅いものほど揮発分と水分を多く含み、揮発分の多い石炭は火がつきやすく、燃やすと炎と煙が出やすくなります。
コークスは揮発分がほとんどないため、煙が少なく、赤く光りながら高温で燃えますが、その代わり火はつきにくく、着火には火種や送風が必要です。
硫黄分は乾留で一部が抜けますが、残りはコークスに残り、燃料中の硫黄は排ガスで硫酸になって低温腐食の原因になります。詳しくは低温腐食と高温腐食の違いで解説しています。
石油コークス・木炭との違い
「コークス」と名のつくものには、石炭から作るコークスのほかに石油コークスがあります。ふつう単に「コークス」といえば、石炭から作るものを指します。
原料・作り方・主な用途で並べると、混同しやすい3つの違いが見えます。
※石油コークスは JOGMEC 石油・天然ガス用語辞典・ENEOS 石油便覧によります。
石油コークスは、原油を精製したあとに残る重い油（重質油）を熱分解したときの残りで、石炭コークスより灰分が少なく、標準発熱量は1kgあたり34.11 MJと高めです。
焼いて揮発分を除いた「か焼コークス」は、アルミ製錬の電極などに使われます。硫黄分は原料の油によって幅があり、用途によっては低硫黄のものが求められます。
木炭は、石炭ではなく木を蒸し焼きにしたもので、空気を断って加熱し、揮発分を飛ばして炭素を残すという考え方は、コークスの乾留と同じです。
石炭とコークスのよくある質問
コークスは天然ガスを主原料として製造される？
誤りです。コークスの主原料は石炭で、中でも粘結性のある原料炭を配合して乾留します。天然ガスが主な原料になっているのは、都市ガスです。石油からは石油コークスができますが、これも天然ガスではなく重質油が原料です。
石炭の原料（元）は何？
石炭の元は、大昔の植物です。植物が湿地などに積もって地中に埋もれ、地圧と地熱を長い年月受けて、泥炭→褐炭→瀝青炭→無煙炭の順に変わっていきます。
褐炭とは？
褐炭は、石炭化の度合いが低く、水分や不純物の多い石炭で、JIS M 1002 では、発熱量（補正無水無灰基）が 24,280 以上 30,560 kJ/kg 未満の石炭に当たります。
乾くと自然発火しやすく輸送に向かないため、国際的にはほとんど取引されません。オーストラリアでは、褐炭から水素をつくって日本へ運ぶ実証事業（2015〜2020年度）が進められました。
石油コークスとは？
石油コークスは、アスファルト級の重質油をコーキング装置で熱分解したときに残る、炭素が主成分の固体です。原料が石炭ではなく石油である点が、ふつうのコークスとの違いです（詳しくは前の章）。
コークスと炭素の違いは？
炭素は元素の名前で、コークスはその炭素を主成分とする製品の名前で、コークスには炭素のほか、灰分（燃え残る鉱物）や硫黄、わずかな揮発分が含まれます。
同じ炭素が主成分でも、原子の並び方が整った黒鉛（グラファイト）や、木からできる木炭は別のものです。焼いて揮発分を除いた石油コークスは、電極の原料に使われます。
コークスは燃料として使える？
使えます。高炉用のほか、鋳物を作るときに金属を溶かす鋳物用コークス、石灰焼成や非鉄金属の精錬に使う一般用コークスがあります（日本コークス工業）。
一方、発電やボイラーの燃料には、主に一般炭が使われます。ボイラーで燃料の熱をどれだけ蒸気に変えられたかは、ボイラー効率の計算方法で確かめられます。燃料の選び方はボイラ燃料の種類と特徴も参考になります。
石炭は英語で何という？
石炭は英語で coal、コークスは coke です。石炭の種類は、次のように呼びます。
- 無煙炭：anthracite
- 瀝青炭：bituminous coal
- 亜瀝青炭：sub-bituminous coal
- 褐炭：lignite（brown coal）
まとめ
- 石炭を乾留させたものがコークス。石炭は大昔の植物からできた天然の原料
- コークスは空気を断って1,200〜1,300℃で14〜18時間蒸し焼きにして作り、原料炭の約4分の3がコークスになる
- コークスは燃料や還元材として利用され、高炉では還元・熱源・通り道の3つの役割を持つ
- 1kgあたりの標準発熱量はコークス29.44 MJ、原料炭28.78 MJ、一般炭24.25〜25.88 MJで、差は小さい
- 副生ガスは COG と呼ばれ燃料として利用される。石油コークスは重質油が原料で別物
石炭とコークスの違いは、石炭が原料でコークスが加工品になる点で、発熱量より、揮発分が抜けて強い塊になったことが、製鉄で使われる理由です。間違えないように注意しましょう。
コークスや鉄鉱石の流れから鉄鋼業界の全体像を知りたい人は、鉄鋼・非鉄金属業界の構造もあわせて読んでみてください。
出典
出典・参考資料（14件）を開く出典・参考資料を閉じる
- 石炭の成因・石炭化度と用途による分類：資源エネルギー庁「石炭とは」
- 標準発熱量・炭素排出係数：資源エネルギー庁「標準発熱量・炭素排出係数（総合エネルギー統計）」（2023年度標準発熱量、2025年3月改訂）
- JIS M 1002 の規格情報：日本規格協会「JIS M 1002:1978 炭量計算基準」
- JIS M 1002 の石炭の分類表：IHI 技報 Vol.56 No.4（2016）「低品位炭の貯蔵とハンドリング」第1表
- 工業分析・燃料比・発熱量：カーボンフロンティア機構（JCOAL）「石炭の分析」
- 無煙炭・石炭化：日本原子力研究開発機構 ATOMICA「無煙炭」
- 褐炭の性質：資源エネルギー庁「石炭が水素を生む！？『褐炭水素プロジェクト』」
- 乾留の条件・固定炭素・副産物：JFE 21世紀財団「2C(2) コークス」
- 高炉用コークスの条件・高炉での還元：日本鉄鋼連盟「鉄鋼の原料」、同「高炉の中で」
- コークスの3つの役割・COG の利用：日本製鉄「製銑工程」
- 石炭の配合（30〜40種類）：三菱ケミカル「コークス」
- コークスの製造工程・収率・種類：日本コークス工業「コークス事業」
- 都市ガス原料の転換：日本ガス協会「低炭素社会に向けた都市ガス事業の取組みと要望」（2010年、環境省 中長期ロードマップ小委員会資料）
- 石油コークス：JOGMEC 石油・天然ガス用語辞典「石油コークス」、ENEOS 石油便覧「石油コークス」
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