Poderia ser um bug no IconWorkshop. Na edição gratuita do IcoFX eu abri o arquivo .ico, colei o 256x256 novamente e salvei. O ícone agora é exibido corretamente no Windows Explorer e também no IcoFX e no IconWorkshop.
(O problema permanece quando eu compilo meu aplicativo Delphi com o arquivo de ícone fixo: o pequeno ícone é exibido corretamente quando eu listo os detalhes do arquivo no Windows Explorer, mas não o ícone grande quando seleciono a exibição em miniatura.)