Виконано аналіз процесу утворення литої структури вуглецевої сталі марки F (AAR M-101-2017) з 0,54% С після завершення її кристалізації у разі зміни в широкому діапазоні швидкості охолодження металу під час затвердіння безперервнолитої заготовки діаметром 470 мм. Показано, що у разі зміни швидкості охолодження металу в усьому дослідженому інтервалі (1–10$^6$)°C/хв затвердіння вуглецевої сталі з 0,54% С перебігає за механізмом дендритної кристалізації. Металографічний аналіз дозволив виявити неоднорідність розподілу хемічних елементів — Силіцію та Мангану — у мікроструктурі вуглецевої сталі з 0,54% С, яка утворилася в процесі кристалізації і є наслідком дендритної ліквації цих елементів. Її кількісними характеристиками є розмір колишніх дендритів, щільність дендритної структури, об’ємна частка сегрегаційних ділянок і коефіцієнт розподілу хемічного елемента. Визначено, що вплив швидкості охолодження металу у разі затвердіння аналізованої заготовки на розмір дендритних кристалів описується залежністю $y$ = 342,48$x^{-0,163}$. Встановлено, що варіацією швидкості охолодження в діапазоні (1–10$^6$)°C/хв можна досягти суттєвої зміни середнього розміру і щільності дендритних кристалів у разі збереження сталості об’ємної частки лікваційних (сегрегаційних) ділянок кремнію та марганцю $\sim$25% у вуглецевій сталі з 0,54% С. Визначено, що в усьому дослідженому діапазоні швидкостей охолодження (1–10$^6$)°C/хв коефіцієнти дендритної ліквації $K^{\textrm{I}}_{\textrm{д}}$ та $K^{\textrm{II}}_{\textrm{д}}$ і кремнію, і марганцю змінюються незначно і становлять 1,8–1,9 і 1,5 для $K^{\textrm{I}}_{\textrm{д}}$ та $K^{\textrm{II}}_{\textrm{д}}$ відповідно. Водночас значення коефіцієнтів $K^{\textrm{I}}_{\textrm{д}}$ та $K^{\textrm{II}}_{\textrm{д}}$ для обох елементів практично постійні і в перліті, і у фериті. На підставі результатів мікрорентґеноспектрального аналізу встановлено, що неоднорідність розподілу хемічних елементів, яка утворюється в результаті дендритної ліквації кремнію та марганцю, є первинною і постійною складовою мікроструктури вуглецевої сталі.