新型干法水泥生产中，由于分解炉内的生料分解阶段耗能大，并且在整个熟料烧成系统中占有承上启下的重要地位，因此成为学者们研究的热点。本文选用水泥生料中主要的钙质原料石灰石作为研究对象，采用等温热重试验结合方差分析的方法，研究了温度、CO₂浓度、升温速率以及反应物颗粒尺寸四种影响因素对石灰石分解反应时间的影响显著性，并且将等温试验环境下石灰石分解反应时间分为诱导期时间和分解期时间两部分进行分析，研究了不同因素对分解反应过程各个阶段的影响规律；利用方差分析方法对大量热重数据进行处理，结合传热传质和反应动力学理论，首次分阶段的研究了石灰石分解反应的控速机理。采用单加热速率法和多重加热速率法相结合的方法，先利用Coats-redfern方程确定最可能的机理函数，再利用Kissinger方程进行验证，从而确定了石灰石分解反应动力学模型函数符合n=1/3的相界反应机理函数，反应过程平均活化能E=179.6kJ·mol^-1。石灰石分解产物氧化钙的活性对后续的窑内固相反应阶段具有重要影响，直接关系到熟料矿物的形成速率及烧成温度。对不同反应条件下的石灰石分解产物氧化钙进行了水化活性试验研究，通过观察水化放热速率，比较分析了不同反应条件下氧化钙的相对活性大小。研究并回归出生料最佳出炉分解率计算公式，依据上述的试验研究及理论分析成果，对生料分解反应进行了入炉、炉内、出炉三个阶段反应条件的总结，系统性的分析、探讨了水泥生产中生料分解的优化反应条件，为实际生产提供了指导性建议。