通常，回轉窯系統的選型與設計，從工藝角度上講，應該是以注重掌握回轉窯的熱工特性為基礎，結合這些特性，了解相關的回轉窯制作工藝和流程。一套完整的回轉窯設備的設計通常先考慮回轉窯與索要煅燒物質的相適應性，其中，物料衡算與熱量衡算是回轉窯設計的基礎。單位面積產量指標是回轉窯設計內容的重要參考因素之一。

回轉窯的熱工特性是由回轉窯的長度與內經之比反應的，由于煅燒效果直接受回轉窯筒體長度和直徑的影響，常常出現對流傳熱條件不同，低溫傳熱效果不同的問題。近年來，隨著火星石灰煅燒工藝的快速發展，根據火星石灰產品的性質需要，在對煅燒火星石灰回轉窯窯形的選用上，開始廣泛地采用了以窯筒體長度較短，直徑較大的窯形。

回轉窯系統熱平衡的研究：在回轉窯系統數學模型建立在回轉窯熱平衡基礎之上。即系統熱量的收入與支出相等而平衡。回轉窯系統熱平衡的主要熱收入分為：1、進窯球帶入熱；2、亞鐵氧化放熱；3、助燃羅茨風帶入熱，4、環冷機-冷鍛帶入熱，5、氮氣帶入熱，6、燃料燃燒放熱。

回轉窯系統熱平衡的主要熱支出分為：1、出窯球帶出熱，2、窯尾煙氣帶走熱，3、回轉窯散失熱，4、窯冷卻風帶走熱。

收支平衡即可得到等式，把燃料放熱作為其中的要求量從而得到指導煤粉量或煤氣量并且根據實際情況有三種選擇，1、焦爐煤氣使用，2、塔樓煤粉使用，3、氣煤混合使用。（煤氣優先，把實際的煤氣量作為已知量，求得煤粉量）基于上述平衡數學模型，結合生產實際分析，在我們的工控系統中共涉及到變量21個，其中從現場采集實時變量11個，手動輸入一級參數3個（正常生產中有化驗室化驗而得數據），二級參數7個（經過長期現場摸索而得的數據，季節變更或工藝改變后更改的數據，調試完畢后一般不需要更改。）此即為回轉窯系統平衡數學模型。