En cementkvarn är en installation som används för att mala klinkerkomponenten i betong. Klinker är ett hårt, nodulärt material som framställs genom att sintra aluminosilikat och kalksten i en cementugn. Det finns flera typer av cementkvarnar som kan mala klinker, varav kulkvarnen är den vanligaste. Kulkvarnar består av cylindrar delvis fyllda med ett stort antal stålkulor som använder sin rullande verkan för att krossa råmaterialet när varje cylinder roteras. Högtrycksvalsverk används ibland för att mala klinker även om deras användning ännu inte har fått bred acceptans.
Huvudbeståndsdelen i Portlandcement är en sintringsprodukt av kalksten och aluminiumsilikat som kallas klinker. Detta hårda, stenliknande material är ingrediensen i cement som får det att ”härda” och härda för att bilda murbruk eller betong som används så mycket i konstruktionen. Klinkersintrings- eller värmekombinationsprocessen ger ett grovt, nodulärt material med speciell hårdhet som kräver finslipning före cementframställning. Partikelstorlekar under 45 µm krävs vilket på grund av klinkers hårdhet kräver en särskilt effektiv fräsprocess. Även om det finns flera typer av kvarn som kan mala klinker, är den mest använda cementkvarnsprocessen kulkvarnen.
Kulkvarnar är mycket effektiva malningssystem som utsätter råmaterialet för relativt låga värme- och trycknivåer. De består av roterande cylindrar med stor diameter eller trummor som drivs av elmotorer. Trumman är delvis fylld med högkromstålkulor eller, ibland, kuber. Dessa rullar runt fritt inuti cylindern när den roteras. Denna rullande handling krossar klinker genom stöt och maler den sedan fint på grund av friktion mellan kulorna.
Kulkvarnar har ofta en mellanvägg som delar cylindern i två sektioner med olika kulstorlekar, vilket möjliggör progressiv malning i en kvarn. Den effektiva malningen av klinker i en kulkvarn är föremål för noggrant kontrollerade trumhastigheter. Vid rotationshastigheter över den kritiska hastigheten för en kvarn, tvingas innehållet helt enkelt mot trummans sidor av centrifugalkraft med liten eller ingen malningsverkan. Storleken på kulorna är också en viktig faktor i en cementfabrik. Om kulorna är för stora kommer råvaran inte att malas tillräckligt fint.
Flera andra malningsprocesser är kapabla att mala cementklinker även om ingen är lika lämplig som kulkvarnar. Den vanligaste alternativa cementkvarnsprocessen är högtrycksvalsverket. Denna process använder sig av uppsättningar av härdade stålvalsar som maler klinkern. Även om dessa kvarnar är effektiva och billigare att driva, är den smala partikelstorlek som de producerar ibland problematisk. Valsverk används dock ofta som första stegsprocesser i kulkvarnsinstallationer som ett första krosssteg, vilket sänker de totala processtiderna och ökar produktiviteten.