Выполнен анализ процесса образования литой структуры углеродистой стали марки F (AAR M-101-2017) с 0,54% С после завершения её кристаллизации при изменении в широком диапазоне скорости охлаждения металла при затвердевания непрерывнолитой заготовки диаметром 470 мм. Показано, что при изменении скорости охлаждения металла во всем исследованном интервале (1–10$^6$)°C/мин затвердевания углеродистой стали с 0,54% С протекает по механизму дендритной кристаллизации. Металлографический анализ позволил выявить неоднородность распределения химических элементов — кремния и марганца — в микроструктуре углеродистой стали с 0,54% С, которая образовалась в процессе кристаллизации и является следствием дендритной ликвации этих элементов. Её количественными характеристиками являются размер бывших дендритов, плотность дендритной структуры, объёмная доля сегрегационных участков и коэффициент распределения химического элемента. Определено, что влияние скорости охлаждения металла при затвердевании рассматриваемой заготовки на размер дендритных кристаллов описывается зависимостью $y$ = 342,48$x^{-0,163}$. Установлено, что вариацией скорости охлаждения в диапазоне (1–10$^6$)°C/мин можно достичь существенного изменения среднего размера и плотности дендритных кристаллов при сохранении постоянства объёмной доли ликвационных (сегрегационных) участков кремния и марганца $\sim$25% в углеродистой стали с 0,54% С. Определено, что во всём исследованном диапазоне скоростей охлаждения (1–10$^6$)°C/мин коэффициенты дендритной ликвации $K^{\textrm{I}}_{\textrm{д}}$ и $K^{\textrm{II}}_{\textrm{д}}$ и кремния, и марганца изменяются незначительно и составляют 1,8–1,9 и 1,5 для $K^{\textrm{I}}_{\textrm{д}}$ и $K^{\textrm{II}}_{\textrm{д}}$ соответственно. При этом значения коэффициентов $K^{\textrm{I}}_{\textrm{д}}$ и $K^{\textrm{II}}_{\textrm{д}}$ для обоих элементов практически постоянны и в перлите, и в феррите. На основании результатов микрорентгеноспектрального анализа установлено, что неоднородность распределения химических элементов, которая образуется в результате дендритной ликвации кремния и марганца, является первичной и постоянной составляющей микроструктуры углеродистой стали.