В зоне горения, где слой материала достигает своей максимальной температуры 1450 C, происходит испарение серы с образованием SO2, K2SO4 и/или Na2SO4 в газовой фазе. Сульфаты щелочей в газовой фазе транспортируются вместе с горячими газами и пылью вдоль вращающейся печи. Сульфаты щелочей конденсируются на частицах пыли, уносимых печными газами. Продукт конденсации, полученный при температуре от 700 до 800 C, представляет собой расплав, но при более низких температурах конденсация может привести к образованию твердого вещества. Частицы пыли включаются в твердый поток в обжиговой печи, а сульфаты щелочей поступают затем с горячей мукой во вращающуюся печь и частично включаются в сульфатный расплав, тем самым улучшая химическую реакционную способность материала в печи и снижая вязкость из расплава, что может способствовать некоторым реакциям получения клинкера.
Таким образом, во вращающейся печи и кальцинаторе устанавливается внутренний цикл серы, как показано на рисунке. Схематическое изображение, сделанное Нильсеном и Джепсеном (1990) с использованием данных из 12 систем печей предварительного нагрева в США показывает что SO2, поступающий из печи, поглощается сырой мукой в кальцинаторе и повторно включается в твердый поток, возвращаемый во вращающуюся печь. Ширина линий на схеме пропорциональна массовому расходу. Молярный расход сульфатов на входе в печь составляет примерно в три раза больше молярного расхода на выходе (с клинкером).
Таким образом, вокруг входного отверстия вращающегося печь и кальцинатор с учетом как поступающего материала, так и выходящих из печи газов. Молярный расход сульфатов на входе в печь составляет ок. в три раза больше молярного расхода на выходе (клинкер). Доля серы, выделяющейся в виде SO2, зависит от соотношения серы и щелочи во вращающейся печи.