Las plantas de cemento suelen estar ubicadas cerca de materiales naturales como piedra caliza, marga o creta, que se extraen de las canteras y proporcionan carbonato de calcio (CaCO3). Es posible que se necesiten cantidades muy pequeñas de materiales como mineral de hierro, arcilla o arena para proporcionar los ingredientes minerales adicionales, óxido de hierro (Fe2O3), alúmina (Al2O3) y sílice (SiO2) necesarios para producir el clinker deseado.

La materia prima se extrae y se transporta a trituradoras primarias / secundarias y se rompe en trozos de 10 cm.

Después de triturar, las materias primas se mezclan y muelen juntas para producir "harina cruda". Para garantizar una alta calidad del cemento, la química de las materias primas y la subsiguiente harina cruda se supervisa y controla con mucho cuidado.

Los gases de escape calientes que provienen del horno precalientan la harina cruda en polvo antes de que ingrese al horno. Un precalentador consta de una serie de ciclones a través de los cuales pasa la harina cruda haciendo girar los gases de combustión calientes en la dirección opuesta al flujo del material. En estos ciclones, la energía térmica (calor) se recupera de los gases de combustión calientes con los beneficios de que la harina cruda se precalienta, se mejora la eficiencia del proceso y se necesita menos combustible. Según el contenido de humedad de la materia prima y los requisitos de recuperación de calor, un horno puede tener hasta seis etapas de ciclones, con una recuperación de calor creciente en cada etapa adicional.

La calcinación es la transformación de la piedra caliza en cal. Parte de la reacción a alta temperatura en las instalaciones modernas tiene lugar en un "precalcinador", una cámara de combustión en la parte inferior del precalentador sobre el horno, y en parte en el horno. Aquí, se produce la descomposición química de la piedra caliza, que genera típicamente el 60% de las emisiones totales de CO2 del proceso de fabricación de cemento. La quema de combustible genera el resto del CO2

La harina precalcinada entra en el horno a temperaturas de alrededor de 1000 ° C. El combustible (como carbón, coque de petróleo, gas, petróleo y combustibles alternativos) se quema directamente en el horno rotatorio a una temperatura de hasta 2000 ° C para garantizar que las materias primas alcancen temperaturas de material de hasta 1450 ° C. El horno (un tubo de metal revestido de ladrillos de 3-5 metros de ancho y 30-60 metros de largo) gira alrededor de 3-5 veces por minuto, y la materia prima fluye hacia abajo a través de zonas progresivamente más calientes del horno hacia la llama. El calor intenso provoca reacciones químicas y físicas que derriten parcialmente la harina en clinker. Existen tecnologías más antiguas y mucho menos eficientes, por ejemplo, hornos húmedos en los que la materia prima se alimenta como suspensión húmeda y no como polvo (como es el caso de los hornos secos).

Desde el horno, el clínker caliente se enfría utilizando grandes cantidades de aire, parte del cual puede servir como aire de combustión. Los enfriadores son esenciales para la creación de los minerales de clinker que definen el desempeño del cemento. En este proceso, el aire de combustión se precalienta, minimizando así la pérdida total de energía del sistema. El clinker se usa generalmente en el sitio, pero se puede transportar en camión, tren o barco a otras plantas de molienda.

Se agrega alrededor de 4-5% de yeso al clínker para controlar el tiempo de fraguado del cemento final. La mezcla enfriada de clinker y yeso se muele en un polvo gris llamado cemento Portland ordinario (OPC), o se puede moler con otros componentes minerales para producir, por ejemplo, cementos compuestos Portland (PCC). Tradicionalmente, los molinos de bolas se han utilizado para triturar, aunque hoy en día se utilizan tecnologías más eficientes como prensas de rodillos y molinos verticales o combinaciones de los mismos en muchas plantas modernas.

El producto final se homogeneiza y se almacena en silos de cemento y luego se envía a una estación de empaque (para el cemento en sacos) o a un silo para su transporte por agua, carretera o ferrocarril.