Brennen
Die frühesten Öfen, in denen Zement in Chargen gebrannt wurde, waren Flaschenöfen, gefolgt von Kammeröfen und dann von kontinuierlichen Schachtöfen. Der Schachtofen wird in modernisierter Form noch in einigen Ländern verwendet, aber die vorherrschende Brennmethode ist der Drehrohrofen. Diese Öfen – bis zu 200 Meter lang und mit einem Durchmesser von sechs Metern in Nassanlagen, aber kürzer für das Trockenverfahren – bestehen aus einem zylindrischen Stahlmantel, der mit feuerfesten Materialien ausgekleidet ist. Sie drehen sich langsam um eine Achse, die um einige Grad zur Horizontalen geneigt ist. Das Rohmaterial wird am oberen Ende zugeführt und bewegt sich langsam durch den Ofen zum unteren Ende, dem Brenner. Der Brennstoff für die Befeuerung kann pulverisierte Kohle, Öl oder Erdgas sein, das durch ein Rohr eingeleitet wird. Die Temperatur am Feuerungsende liegt zwischen 1.350 und 1.550 °C (2.460 und 2.820 °F), je nach den verbrannten Rohstoffen. Am hinteren Ende des Ofens ist in der Regel eine Art Wärmetauscher eingebaut, um die Wärmeübertragung auf die zugeführten Rohstoffe zu erhöhen und so den Wärmeverlust in den Abgasen zu verringern. Das gebrannte Produkt verlässt den Ofen als kleine Klinkerknollen. Diese gelangen in Kühler, wo die Wärme auf die einströmende Luft übertragen und das Produkt abgekühlt wird. Der Klinker kann sofort zu Zement gemahlen oder für eine spätere Verwendung auf Halde gelagert werden.
Im Halbtrockenverfahren werden die Rohmaterialien in Form von Knollen mit einem Wassergehalt von 10 bis 15 Prozent auf einen beweglichen Kettenrost gegeben, bevor sie in den kürzeren Drehrohrofen gelangen. Heiße Gase, die aus dem Ofen kommen, werden durch die rohen Knollen auf dem Rost gesaugt, wodurch die Knollen vorgewärmt werden.
Staubemissionen aus Zementöfen können eine ernsthafte Belästigung darstellen. In bewohnten Gebieten ist es üblich und oft sogar vorgeschrieben, Zyklonabscheider, Schlauchfiltersysteme oder elektrostatische Staubabscheider zwischen dem Ofenausgang und dem Schornstein anzubringen. Mehr als 50 Prozent der Emissionen aus der Zementherstellung sind untrennbar mit der Klinkerproduktion verbunden und entstehen als Nebenprodukt der chemischen Reaktion, die den Prozess antreibt. Es besteht die Möglichkeit, Klinker mit alternativen Materialien zu mischen, um den Bedarf an Klinker selbst zu verringern und so dazu beizutragen, die Klimaauswirkungen des Zementherstellungsprozesses zu reduzieren.
Moderne Zementwerke sind mit aufwändigen Instrumenten zur Kontrolle des Brennprozesses ausgestattet. In einigen Anlagen werden die Rohmaterialien automatisch beprobt, und ein Computer berechnet und steuert die Zusammensetzung der Rohmischung. Die größten Drehrohröfen haben eine Leistung von über 5.000 Tonnen pro Tag.