(57) 1. Катодный токовый коллекторный узел, собранный в угольном катоде электролизера Холла-Эру для производства алюминия, содержащий по меньшей мере один коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью, расположенный под угольным катодом, причем указанный металл с высокой электропроводностью имеет электропроводность, превышающую электропроводность стали, отличающийся тем, что
указанный или каждый коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью содержит центральную часть, расположенную под центральной частью угольного катода, причем центральная часть коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью имеет, по меньшей мере, верхнюю наружную поверхность из металла с высокой электропроводностью, находящуюся в непосредственном электрическом контакте с угольным катодом или в контакте с угольным катодом через электропроводящую границу раздела, образованную электропроводящим клеем, нанесенным на поверхность коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью и находящимся в контакте с указанной поверхностью, и/или электропроводящей гибкой фольгой, или гибким листом, причем указанные гибкая фольга или гибкий лист изготовлены из металлической ткани, сетки или пены из меди, медного сплава, никеля или никелевого сплава, или графитовой фольги или ткани, или их комбинации, нанесенной на поверхность коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью; причем
указанный или каждый коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью содержит одну наружную часть или две наружные части, расположенные рядом с указанной центральной частью с ее соответственно одной стороны или каждой из сторон, и выводную концевую часть или две выводные концевые части, проходящие наружу соответственно от указанной одной наружной части или указанных двух наружных частей; причем
указанная выводная концевая часть (части) указанного по меньшей мере одного коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью электрически последовательно соединена (соединены) каждая со стальным проводящим стержнем, имеющим большую площадь поперечного сечения по сравнению с коллекторным стержнем из металла с высокой электропроводностью, причем каждый указанный стальной проводящий стержень проходит наружу для соединения с наружной токоподводящей линией.
2. Катодный токовый коллекторный узел по п.1, в котором металл с высокой электропроводностью выбран из меди, алюминия, серебра и их сплавов, предпочтительно меди или медного сплава.
3. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1, 2, в котором поверхность металла с высокой электропроводностью, граничащая с угольным катодом, является шероховатой или имеет выемки, такие как канавки, или выступы, такие как ребра, для улучшения контакта с угольным катодом.
4. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-3, содержащий проводящую границу раздела между металлом с высокой электропроводностью и угольным катодом, причем указанная проводящая граница раздела выбрана из металлической ткани, сетки или пены из меди, медного сплава, никеля или никелевого сплава, или графитовой фольги или ткани, или проводящего слоя клея, или их комбинации.
5. Катодный токовый коллекторный узел по п.4, в котором проводящая граница раздела содержит углеродный электропроводящий клей, получаемый смешиванием твердого углеродсодержащего компонента с жидким компонентом двухкомпонентного отверждаемого клея.
6. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-5, в котором боковые стороны и опционально основание коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью непосредственно или косвенно контактируют с набивной подовой пастой или огнеупорными кирпичами, находящимися в контакте с угольным катодом.
7. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-6, в котором коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью содержит по меньшей мере один паз, расположенный так, чтобы компенсировать тепловое расширение стержня в катоде за счет обеспечения возможности расширения металла с высокой электропроводностью вовнутрь в пространство, обеспечиваемое пазом (пазами), или в котором два или более коллекторных стержня из металла с высокой электропроводностью отстоят друг от друга для обеспечения возможности компенсации теплового расширения.
8. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-7, в котором выводные концевые части коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью электрически последовательно соединены со стальным проводящим стержнем, образующим стыковочный переходник, причем коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью и стальной проводящий стержень частично перекрывают друг друга и скреплены вместе посредством сварки, посредством электропроводящего клея, и/или путем приложения механического давления, например посредством зажима, или переходника, зафиксированного за счет теплового расширения, или посредством резьбового соединения.
9. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-8, в котором угольный катод электрически контактирует с открытой верхней наружной поверхностью металла с высокой электропроводностью за счет действия веса угольного катода на металл с высокой электропроводностью, а также за счет теплового расширения металла с высокой электропроводностью.
10. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-9, в котором указанная наружная часть (части) коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью проходит под или через электропроводящую часть основания электролизера, причем указанные наружные части коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью электрически изолированы от электропроводящей части основания электролизера.
11. Катодный токовый коллекторный узел по п.10, в котором указанная наружная часть (части) коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью изолирована (изолированы) от электропроводящей части основания электролизера за счет того, что они заключены в изоляционный материал, в частности заключены в один или несколько листов изоляционного материала, например глинозема, намотанных вокруг указанной наружной части или частей, или в слой электроизоляционного клея или цемента.
12. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-11, в котором указанная центральная часть коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью удерживается в U-образном профиле, изготовленном из материала, который сохраняет свою прочность при температурах, действующих в катоде электролизера Холла-Эру, причем U-образный профиль имеет основание под указанным стержнем, на которое упирается указанный стержень, опционально по меньшей мере одно вертикальное ребро, и боковые секции, проходящие по боковым сторонам и отстоящие от или контактирующие с боковыми сторонами коллекторного стержня из металла с высокой электропроводностью, причем указанный коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью имеет, по меньшей мере, верхнюю часть и опционально также боковые части, свободные от U-образного профиля для обеспечения возможности контакта металла с высокой электропроводностью с угольным катодом непосредственно или через проводящую границу раздела.
13. Катодный токовый коллекторный узел по п.12, в котором U-образный профиль изготовлен из металла, такого как сталь, или из цемента, или керамики.
14. Катодный токовый коллекторный узел по любому из пп.1-5 или 7-11, в котором коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью, по меньшей мере, в центральной части катода расположен в сквозном отверстии в угольном катоде, причем коллекторный стержень из металла с высокой электропроводностью удерживается на лежащей снизу части угольного катода и окружен и предпочтительно находится в непосредственном электрическом контакте с поверхностью сквозного отверстия в угольном катоде.
15. Электролизер Холла-Эру для производства алюминия, оснащенный катодным токовым коллекторным узлом по любому из пп.1-14.

---