下一道工序是進入回轉窯中進行熟料的燒成。生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解后。生成水泥熟料中的等礦物。隨著物料溫度升高近時，回轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發生一系列的固相反應。等礦物會變成液相，溶解于液相中的和 進行反應生成大量 熟料）熟料燒成后，同時回收高溫熟料的顯熱，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度。提高系統的熱效率和熟料質量。

回轉窯內物料分布不均勻的現象稱為“偏析”，主要指的是物料粒度分布不均勻。由于偏析可能帶來顆粒之間受熱效果的差異，受熱幾率大的可能產生過熱，受熱幾率小的可能產生生燒，從而影響煅燒質量。實驗研究表明，回轉窯內物料顆粒運動的軌跡為：物料顆粒從物料表面層向下運動，進入下面的提升層，其運動停止點因物料粒度不同而不同。各顆粒的運動軌跡是以回轉窯軸線為中心的同心圓，由于顆粒狀物料運動過程中的自行篩分作用，大顆粒集中在表面層。大顆粒流動性較好，在斜面上流動速度大，形成了大顆粒停止點在下部，較小顆粒停止在上部，即形成了橫斷面上物料顆粒分布的不均勻性，大顆粒集中于表面，小顆粒集中于物料層中心。由此看來回轉窯所用原料的粒度直徑比愈小愈好，必要時應采取分級人窯的操作工藝。